JPH0410987B2 - - Google Patents

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JPH0410987B2
JPH0410987B2 JP59057040A JP5704084A JPH0410987B2 JP H0410987 B2 JPH0410987 B2 JP H0410987B2 JP 59057040 A JP59057040 A JP 59057040A JP 5704084 A JP5704084 A JP 5704084A JP H0410987 B2 JPH0410987 B2 JP H0410987B2
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percussion
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acoustic energy
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JP59057040A
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids
    • G01N29/045Analysing solids by imparting shocks to the workpiece and detecting the vibrations or the acoustic waves caused by the shocks

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、コンクリート構造物や岩盤などの内
部にある亀裂、空〓などを打診音によつて判断す
るための打診音解析方法に関する。 本発明者らは永年に亘り鉱山、トンネル内等の
浮石の採知に関する研究を重ね、適正な打診具に
よつて岩石を打診し、その打診音を本発明者らの
開発した技術に基づいて解析することによつて、
その状態を的確に判断する方法およびその装置を
発表している(例えば、日本鉱会界誌/991141
(83−3)187頁〜193頁)。 その方法は、打診音を採音し、その音響波形の
包括する波形面積と、その音波の特定周波数帯域
のみの波形面積とを比較し、その比較値によつて
正常な岩盤と浮石とを判別するものである。 この方法は形状、大きさ、岩盤に対する接合状
態など千差万別の浮石の状態を的確に判定するこ
とができる高精度の優れた方法であり、岩石のみ
でなく、コンクリート構造物の内部欠陥の存否判
定、地下埋設コンクリートパイプやトンネルのラ
イニングの裏込めの良否などの判定も可能であ
る。 しかし、上記方法は岩石の厚さが約40cm程度を
越えると、その背後の欠陥を判断することがやや
困難になること、および、被調査物によつては、
欠陥の有無による音質差が小さく、判定が難しい
ものがあつた。 本発明は、本発明者らが開発した前述の解析方
法でもなお判断することが難しい場合に適用され
る打診音解析方法を提供することを目的とする。 本発明は、コンクリート構造物又は岩盤等の被
調査体を打診し、その打診音を採音し、この採音
の音響周波数帯全域の音響エネルギと、その特定
周波数帯域すなわち500Hz近傍の周波数帯域の部
分のみの音響エネルギとを比較し、その比較値の
大きさに応じて被調査体の内部亀裂、内部空〓の
有無を判定することを特徴とする打診音の第1の
解析方法、および被調査体を打診し、その打診音
を採音し、この採音の音響周波数帯全域の音響エ
ネルギと、その複数の特定周波数帯域すなわち
500Hz近傍及び2500Hz近傍の周波数帯域の部分の
それぞれの音響エネルギとを比較して複数の比較
値を求め、こえらの比較値の大きさに応じて被調
査体の内部亀裂、内部空〓の有無を判定すること
を特徴とする打診音の第2の解析方法を要旨とす
るものである。 第1図は本発明者らが開発した前記の打診音解
析方法と本発明の打診音解析方法とを原理的に比
較して示したものである。通常はマイクロフオン
で集音した音の信号を例えばブランウ管で見ると
第1図a−1のように見える。この図は縦軸は音
圧(粗密波の振幅)を表し、横軸は時間を表わ
す。入力波形がa−1,a−2である場合に、従
来の解析方法では入力音響波形の包括する波形b
−1,b−2を解析する。本発明方法では縦軸を
音のパワーで表すようにし、その波形の包絡線で
囲まれた面積を求める(時間に関して積分する)
とそれが打診音の音響エネルギを表示することと
なる。すなわち、入力波形の波高を自乗して音質
の差異を音響エネルギの形で捉え、その波形の包
括する波形c−1,c−2を解析する。 本発明では音質差をその音響エネルギ差として
補え、拡大して表現することができる。 第2図は横軸に音の周波数をとつて、(a)従来法
と(b)本発明法との差を示した。これをまず第10
図によつて説明する。第10図は横軸に周波数を
とり、縦軸に音響指数比をとつてある。音響指数
比とは打診音の原音の音圧波形の包括する面積
と、その中に含まれるある周波数帯域の帯域音の
音圧波形の包括する面積の比である。但し、縦軸
の目盛はdB表示である。第10図では例えば原
音に対する周波数f1の成分の音響指数比は−9dB
である。 第11図は、第10図と同じ打診音について、
原音も帯域音も音響エネルギに換えてdB表示し
た。そのとき、第5図と同じf1に対する音響エネ
ルギ比は−14dBと評価される。正常な被調査体
の正常部打診音と欠陥のある被調査体の異常部打
診音について、第10図、第11図と同様の解析
を行つてそれぞれ第2図a,bに示した。第2図
a,bの縦軸はそれぞれ第10図、第11図と同
様にdB表示である。 従来法では、第1図b−1、b−2に示すように
採音した打診音の包括する面積を補えて基準値と
比較して解析するので、第2図aに示すように音
響指数比で正常部打診音と異常部打診音とを対比
する。図中実線は正常な被調査物の音響指数比を
周波数に体して描いたものであり、破線は異常の
ある被調査物の音響指数比を描いたものである。
従来方法では、両者を差の大きいある周波数帯域
(フイルタ帯域)を採つて比較すれば、d1で示さ
れる差異がある。 これを第1図のc−1,c−2で示した本発明
による音響エネルギ比によつて表せば、第2図b
のようになり、同一フイルタ帯域で比較したと
き、正常部打診音と異常部打診音との差はd2で表
わされる。上記d1とd2との関係は明らかにd2の方
が大きく、本発明方法は従来方法よりも高精度で
鋭敏に差異を判定することができる。 従来の打診音を解析するための装置を第3図に
ブロツク図で示した。マイクロフオンで採音され
た打診音は増幅された後、AチヤンネルとBチヤ
ンネルの2つの通路に分けて解析され、Aチヤン
ネルでは打診音の全周波数帯域の減衰曲線の包括
する面積を積分し、Bチヤンネルでは予め定めら
れた特定周波数帯域(フイルタ帯域)の包括する
面積を積分し、Aチヤンネルの積分値とBチヤン
ネルの積分値との比を指示メータに出力する。 本発明の第1発明方法を実施するための装置は
第3図の積分回路を音響エネルギ測定回路に変更
することによつて実現することができ、第4図に
ブロツク図で示すように打診音解析器を用いれば
よい。 このような解析器は集積回路を用いることによ
り容易に小型携帯型のものを製作することがで
き、指示器を備えて測定結果を直ちにアナログま
たはデイジタル表示することができる。従つて鉱
山の現場や、ダム、トンネル、パイプラインその
他コンクリート構造物などの構築されている現場
に携帯して多数の測定点を容易に調査し解析する
ことができ、それらの岩盤、構築物等の良否判定
の用に供することができる。またこの解析器をコ
ンピユータに接続し、多数のデータを処理させる
ことももちろん可能である。 以上の打診音音響エネルギ解析の方法によつ
て、従来解析方法によつて判断の困難性があつた
厚さ40cm程度以上の被調査物の状態は厚さ50cmま
で差異を明確にすることができるようになつた。 次に第2の発明について説明する。 第1の発明の解析方法では、Aチヤンネルを通
つた全量に対して、特定の周波数のフイルタを通
つた1帯域(Bチヤンネル)の成分の比を求めて
解析する。第2の発明方法はこれと同一の目的を
達成するもので、打診音の音質の微妙な変化を、
1帯域のみでは十分につかみきれない場合に、2
帯域以上の特定周波数帯域を選び、これらの帯域
での大小関係を相互に比較する方法である。この
ように複数の周波数帯域を判断の材料にすれば、
より判然とした結果を得ることができる。この様
子を第5図に3帯域を例として示した。 第5図に示すように正常部打診音、異常部打診
音についての帯域1,2,3からの各出力を解析
する。この方法を好適に実施するための測定器は
第6図にブロツク図で示した。各特定周波数帯域
1,2,3の音響エネルギ比は、それぞれの指示
器イ,ロ,ハに表示され、それらから判断するこ
とができ、さらに比較器に各帯域の出力の相互関
係についての条件を設定しておけば、単純化した
判断結果を表示することもできる。 各帯域における正常部打診音と異常部打診音と
の差が小さくても、併せて、別の周波数帯域の音
響エネルギを同時に測定し、これらと全エネルギ
との比較値をさらに比較することによつてさらに
精度の高い判定をなすことができる。 第5図はこのことを説明するグラフであつて、
帯域1における差が小さい場合に、帯域2、帯域
3の音響エネルギを比較すれば、正常部と異常部
との差が明確となる。 第7図〜第9図は、それぞれ粘板岩、凝灰岩、
珪質頁岩の岩盤と浮石との打診音響エネルギ調査
の実例を示す。第7図〜第9図から明らかなよう
に、打診音の差は第1表に示す通りである。 第1表から明らかなように、500Hzで差が小さ
い珪質頁岩の場合でも2500Hzの差を参照すれば
5.0dBと拡大され、明確に判断することができ
る。 【表】
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は本発明方法の原理を示す説明
図、第3図、第4図は従来方法および本発明のそ
れぞれの実施に用いる装置のブロツク図、第5図
は本発明の第2の方法の説明図、第6図はその実
施に用いる装置のブロツク図、第7図〜第9図は
音響エネルギ調査の実例を示すグラフ、第10図
は従来の音響指数比と周波数との関係を説明する
模式的グラフ、第11図は本発明の音響エネルギ
比と周波数との関係を説明するグラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 コンクリート構造物又は岩盤等の被調査体を
    打診し、その打診音を採音し、該採音の音響周波
    数帯全域の音響エネルギと、そのうちの500Hz近
    傍の周波数帯域の部分のみの音響エネルギとを比
    較し、該比較した音響エネルギ比の大きさに応じ
    て被調査体の内部亀裂、内部空〓の有無を判定す
    ることを特徴とする打診音の解析方法。 2 コンクリート構造物又は岩盤等の被調査体を
    打診し、その打診音を採音し、該採音の音響周波
    数帯全域の音響エネルギと、そのうちの500Hz及
    び2500Hz近傍の周波数帯域の部分のそれぞれの音
    響エネルギとを比較してそれぞれの比較値を求
    め、これらの比較した音響エネルギ比の大きさに
    応じて被調査体の内部亀裂、内部空〓の有無を判
    定することを特徴とする打診音の解析方法。
JP59057040A 1984-03-24 1984-03-24 打診音解析方法 Granted JPS60200165A (ja)

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JP59057040A JPS60200165A (ja) 1984-03-24 1984-03-24 打診音解析方法

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JPS60200165A JPS60200165A (ja) 1985-10-09
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