JPH0996673A - 厚み測定装置 - Google Patents
厚み測定装置Info
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- JPH0996673A JPH0996673A JP7274973A JP27497395A JPH0996673A JP H0996673 A JPH0996673 A JP H0996673A JP 7274973 A JP7274973 A JP 7274973A JP 27497395 A JP27497395 A JP 27497395A JP H0996673 A JPH0996673 A JP H0996673A
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- thickness
- wave
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電磁波を送受波して被測定対象物の厚みを測
定する装置では、被測定対象物の厚みが小さいと、表面
反射の波形と境界面での反射の波形とが一体化し分離で
きなくなる。この問題を解決する。 【解決手段】 アンテナ部に被測定対象物と同じ比誘電
率のアンテナスペーサを設ける構成とした。
定する装置では、被測定対象物の厚みが小さいと、表面
反射の波形と境界面での反射の波形とが一体化し分離で
きなくなる。この問題を解決する。 【解決手段】 アンテナ部に被測定対象物と同じ比誘電
率のアンテナスペーサを設ける構成とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は厚み測定装置、さら
に詳しくはパルス幅の狭いパルス電磁波を利用してレー
ダ方式で舗装厚などの厚みを測定する厚み測定装置に関
する。
に詳しくはパルス幅の狭いパルス電磁波を利用してレー
ダ方式で舗装厚などの厚みを測定する厚み測定装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】レーダ方式を利用して舗装厚などの厚み
を測定する装置は良く知られており、舗装厚以外にも種
々の被測定対象物の厚みや積層構造厚の測定が行える
が、以下、舗装厚を測定する場合を例に説明する。舗装
表面にパルス電磁波を送受信するアンテナを近接させ、
パルス幅の狭い電磁波を舗装表面を介して地中に向けて
送信し、舗装とその下の路盤との境界面で反射した反射
波（以下、これを受信波ともいう）を受信し、送信波に
対する受信波の遅延時間ｔを求め、舗装材の誘電比率ε
から舗装材を伝搬する電磁波の伝搬速度ｖを求め（ｖ＝
光速／√ε）、ｖ×ｔにより舗装厚を算出してデータと
して出力したり、また受信波を映像表示して舗装厚を表
示する構成となっている。なお、この種の装置に関連す
る開示技術としては、本願出願人等に係わる特許出願、
特開平１−２９７５８２号公報「埋設物探査装置」，特
開平３−１１５８０６号公報「積層構造における厚さ測
定方法」，特願平４−２５９１０号「厚み測定装置」等
がある。
を測定する装置は良く知られており、舗装厚以外にも種
々の被測定対象物の厚みや積層構造厚の測定が行える
が、以下、舗装厚を測定する場合を例に説明する。舗装
表面にパルス電磁波を送受信するアンテナを近接させ、
パルス幅の狭い電磁波を舗装表面を介して地中に向けて
送信し、舗装とその下の路盤との境界面で反射した反射
波（以下、これを受信波ともいう）を受信し、送信波に
対する受信波の遅延時間ｔを求め、舗装材の誘電比率ε
から舗装材を伝搬する電磁波の伝搬速度ｖを求め（ｖ＝
光速／√ε）、ｖ×ｔにより舗装厚を算出してデータと
して出力したり、また受信波を映像表示して舗装厚を表
示する構成となっている。なお、この種の装置に関連す
る開示技術としては、本願出願人等に係わる特許出願、
特開平１−２９７５８２号公報「埋設物探査装置」，特
開平３−１１５８０６号公報「積層構造における厚さ測
定方法」，特願平４−２５９１０号「厚み測定装置」等
がある。
【０００３】このようなレーダ方式を利用して舗装厚の
測定を行う場合、良く知られているように、受信アンテ
ナから受信される波形は、送信波の後に舗装表面から反
射される表面反射波が受信され、その後に舗装とその下
の路盤との境界面で反射した受信波が受信されることに
なる。この表面反射波をどの様に扱うかは装置によって
異なるが、送信波と表面反射波とは通常分離できず連続
した合成波となるため、簡易な構成の装置では、表面反
射波を含む送信波を実際の送信波とみなして、この実際
の送信波と境界面で反射した受信波との受信時間差ｔに
より舗装厚を測定している。
測定を行う場合、良く知られているように、受信アンテ
ナから受信される波形は、送信波の後に舗装表面から反
射される表面反射波が受信され、その後に舗装とその下
の路盤との境界面で反射した受信波が受信されることに
なる。この表面反射波をどの様に扱うかは装置によって
異なるが、送信波と表面反射波とは通常分離できず連続
した合成波となるため、簡易な構成の装置では、表面反
射波を含む送信波を実際の送信波とみなして、この実際
の送信波と境界面で反射した受信波との受信時間差ｔに
より舗装厚を測定している。
【０００４】然しながらこのような装置を用いて、例え
ば３ｃｍ〜１０ｃｍ程度のごく浅い舗装厚の厚さの相違
を連続して（エンベローブとして）測定しようとするよ
うな場合、境界面からの受信波も表面反射波と連続して
受信されてしまい、実際の受信波形では何処からが境界
面からの受信波であるか明確な区別がつかなくなる。従
ってこのように被測定対象物が薄いものの場合、実際の
受信波から表面反射波を除去する構成が必要になる。
ば３ｃｍ〜１０ｃｍ程度のごく浅い舗装厚の厚さの相違
を連続して（エンベローブとして）測定しようとするよ
うな場合、境界面からの受信波も表面反射波と連続して
受信されてしまい、実際の受信波形では何処からが境界
面からの受信波であるか明確な区別がつかなくなる。従
ってこのように被測定対象物が薄いものの場合、実際の
受信波から表面反射波を除去する構成が必要になる。
【０００５】図２は、上述の特開平１−２９７５８２号
公報「埋設物探査装置」で開示された表面反射波を除去
する構成を備えた厚み測定装置（以下、これを先行技術
という）を説明するための図である。但し、説明を容易
にするため各部の縮尺は正確ではない。図２において、
１０はアファルト混合物で形成された舗装層、１１はそ
の下の路盤、２０は装置本体部であり、この装置本体部
２０は送受信回路２０１，記憶回路２０２，演算回路２
０３，表示回路２０４により構成されている。２１はア
ンテナ部であり、送信アンテナ２０５，受信アンテナ２
０６により構成されている。また、２２は実際の受信波
形、２３は疑似表面反射波形、２４は境界面からの反射
波形である。
公報「埋設物探査装置」で開示された表面反射波を除去
する構成を備えた厚み測定装置（以下、これを先行技術
という）を説明するための図である。但し、説明を容易
にするため各部の縮尺は正確ではない。図２において、
１０はアファルト混合物で形成された舗装層、１１はそ
の下の路盤、２０は装置本体部であり、この装置本体部
２０は送受信回路２０１，記憶回路２０２，演算回路２
０３，表示回路２０４により構成されている。２１はア
ンテナ部であり、送信アンテナ２０５，受信アンテナ２
０６により構成されている。また、２２は実際の受信波
形、２３は疑似表面反射波形、２４は境界面からの反射
波形である。
【０００６】このような構成において、送信アンテナ２
０５から送信されたパルス電磁波を受信アンテナ２０６
で受信した場合、２２に示すような表面反射波と境界面
からの反射波とが重なり合った波形（これを仮に実際の
受信波形という。以下、同じ）が受信される。従ってこ
の先行技術では、疑似表面反射波形２３を記憶回路２０
２に予め記憶させておき、演算回路２０３で実際の受信
波形２２から表面反射波形２３を引く演算を行い、境界
面からの受信波形２４だけにして表示回路２０４で表示
するように構成されている。
０５から送信されたパルス電磁波を受信アンテナ２０６
で受信した場合、２２に示すような表面反射波と境界面
からの反射波とが重なり合った波形（これを仮に実際の
受信波形という。以下、同じ）が受信される。従ってこ
の先行技術では、疑似表面反射波形２３を記憶回路２０
２に予め記憶させておき、演算回路２０３で実際の受信
波形２２から表面反射波形２３を引く演算を行い、境界
面からの受信波形２４だけにして表示回路２０４で表示
するように構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記のように先行技術
では、疑似表面反射波形を予め記憶しておいて実際の受
信波形からこの疑似表面反射波形を除去する構成として
いるが、除去できるのは疑似表面反射波であり、実際に
受信される表面反射波とは異なるため測定誤差が生じ
る。例えば、舗装材であるアスファルト混合物は、アス
ファルトと数種類の砂利や砂を混合して作られるため砂
利や砂の種類やその混合比の相違によりその表面反射波
形は微妙に変化する。従って実際の受信波形２２から差
の演算を行って一律に疑似表面反射波形２３を引いた波
形は、境界面からの受信波２４とは異なる変形した波形
となり、この差が測定誤差となる。また、映像表示を行
う場合には、正確な受信波を表示する必要があるが、先
行技術では変形した受信波による映像表示しか行えない
等の問題点があった。
では、疑似表面反射波形を予め記憶しておいて実際の受
信波形からこの疑似表面反射波形を除去する構成として
いるが、除去できるのは疑似表面反射波であり、実際に
受信される表面反射波とは異なるため測定誤差が生じ
る。例えば、舗装材であるアスファルト混合物は、アス
ファルトと数種類の砂利や砂を混合して作られるため砂
利や砂の種類やその混合比の相違によりその表面反射波
形は微妙に変化する。従って実際の受信波形２２から差
の演算を行って一律に疑似表面反射波形２３を引いた波
形は、境界面からの受信波２４とは異なる変形した波形
となり、この差が測定誤差となる。また、映像表示を行
う場合には、正確な受信波を表示する必要があるが、先
行技術では変形した受信波による映像表示しか行えない
等の問題点があった。
【０００８】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたものであり、簡単な構成で数ｍｍ単位の精度での
厚み測定が行え、且つ正確な受信波を映像表示できる厚
み測定装置を提供することを目的としている。
されたものであり、簡単な構成で数ｍｍ単位の精度での
厚み測定が行え、且つ正確な受信波を映像表示できる厚
み測定装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる厚み測定
装置は、アンテナ部に、その厚みがｈであり被測定対象
物と同一あるいは略同一の比誘電率εを持つ物質で形成
されたアンテナスペーサを取り付け、この厚みｈを、反
射波を受信した場合に上記アンテナ部とこのアンテナス
ペーサとの間で生じる電磁波の反射と上記境界面で生じ
る電磁波の反射波とが分離できる、予め測定した厚みと
したことを特徴とする。
装置は、アンテナ部に、その厚みがｈであり被測定対象
物と同一あるいは略同一の比誘電率εを持つ物質で形成
されたアンテナスペーサを取り付け、この厚みｈを、反
射波を受信した場合に上記アンテナ部とこのアンテナス
ペーサとの間で生じる電磁波の反射と上記境界面で生じ
る電磁波の反射波とが分離できる、予め測定した厚みと
したことを特徴とする。
【００１０】また、アンテナスペーサは被測定対象物の
一部を用いて形成されることを特徴とする。さらに、ア
ンテナスペーサはアンテナ部に着脱可能なように取り付
けられるものとし、被測定対象物の厚さが薄い場合にの
みアンテナスペーサをアンテナ部に装着することを特徴
とする。
一部を用いて形成されることを特徴とする。さらに、ア
ンテナスペーサはアンテナ部に着脱可能なように取り付
けられるものとし、被測定対象物の厚さが薄い場合にの
みアンテナスペーサをアンテナ部に装着することを特徴
とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。図１は本発明の一実施形態を説明する
ための図であり、図において、１は装置本体部であり、
この装置本体部１は、送受信回路１０１，演算回路１０
２，表示回路１０３等により構成されている。２はアン
テナ部で、送信アンテナ１０４，受信アンテナ１０５に
より構成されている。３はアンテナスペーサ、１０はア
スファルト混合物で形成された舗装層、１１はその下の
路盤、１２は実際の受信波形を示す。
用いて説明する。図１は本発明の一実施形態を説明する
ための図であり、図において、１は装置本体部であり、
この装置本体部１は、送受信回路１０１，演算回路１０
２，表示回路１０３等により構成されている。２はアン
テナ部で、送信アンテナ１０４，受信アンテナ１０５に
より構成されている。３はアンテナスペーサ、１０はア
スファルト混合物で形成された舗装層、１１はその下の
路盤、１２は実際の受信波形を示す。
【００１２】図１に示すように本実施形態の厚み測定装
置は、アンテナ部２にアンテナスペーサ３を取り付けた
構成としている。このアンテナスペーサ３は、被測定対
象物と比誘電率が同一あるいは略同一の物質で構成さ
れ、すなわち舗装厚の測定ではその舗装材であるアスフ
ァルト混合物と比誘電率が略同じ物質あるいは被測定対
象物そのものの一部を用いて構成され、その厚さｈはこ
のアンテナスペーサ３を介して舗装１０と路盤１１との
境界面までパルス電磁波が十分に送受信できる範囲で後
述するように波形が分離できる程度まで厚く設定され、
その厚さは予め測定されている。
置は、アンテナ部２にアンテナスペーサ３を取り付けた
構成としている。このアンテナスペーサ３は、被測定対
象物と比誘電率が同一あるいは略同一の物質で構成さ
れ、すなわち舗装厚の測定ではその舗装材であるアスフ
ァルト混合物と比誘電率が略同じ物質あるいは被測定対
象物そのものの一部を用いて構成され、その厚さｈはこ
のアンテナスペーサ３を介して舗装１０と路盤１１との
境界面までパルス電磁波が十分に送受信できる範囲で後
述するように波形が分離できる程度まで厚く設定され、
その厚さは予め測定されている。
【００１３】このように構成された本実施形態に係る装
置で送信アンテナ１０４からパルス幅の狭いパルス電磁
波を送信し、その送信直後から反射波を受信した場合、
その受信波形は実際の受信波形１２に示すような波形が
得られる。すなわち一般に電磁波は、比誘電率が異なる
境界面で反射するため、比誘電率が同一あるいは略同一
であるアンテナスペーサ３と被測定対象物（舗装１０）
表面との間では反射は生じなく、従って電磁波の反射
は、１２１に示すアンテナ部２とアンテナスペーサ３と
の間での表面反射と、１２２に示す舗装１０と路盤１１
との境界面での反射となり、アンテナスペーサ３を電磁
波が往復する時間で、表面反射波１２１と境界面１２２
からの反射とが明確に区別できる波形が実際の受信波形
１２として得られることになる。
置で送信アンテナ１０４からパルス幅の狭いパルス電磁
波を送信し、その送信直後から反射波を受信した場合、
その受信波形は実際の受信波形１２に示すような波形が
得られる。すなわち一般に電磁波は、比誘電率が異なる
境界面で反射するため、比誘電率が同一あるいは略同一
であるアンテナスペーサ３と被測定対象物（舗装１０）
表面との間では反射は生じなく、従って電磁波の反射
は、１２１に示すアンテナ部２とアンテナスペーサ３と
の間での表面反射と、１２２に示す舗装１０と路盤１１
との境界面での反射となり、アンテナスペーサ３を電磁
波が往復する時間で、表面反射波１２１と境界面１２２
からの反射とが明確に区別できる波形が実際の受信波形
１２として得られることになる。
【００１４】そしてアンテナスペーサ３の厚さｈは予め
測定されているので、演算回路１０２により実際の送信
波１２１から境界面から反射した受信波１２２までの時
間ｔからその間の距離を数値として測定し、この距離か
ら距離ｈの数値を引くだけで正確な舗装厚を測定できる
ようになる。すなわち上述の先行技術のように波形同士
の演算を行うのではなく、単なる数値の演算となり、映
像表示を行う場合にも実際の受信波そのもので表示する
ことができるようになる。
測定されているので、演算回路１０２により実際の送信
波１２１から境界面から反射した受信波１２２までの時
間ｔからその間の距離を数値として測定し、この距離か
ら距離ｈの数値を引くだけで正確な舗装厚を測定できる
ようになる。すなわち上述の先行技術のように波形同士
の演算を行うのではなく、単なる数値の演算となり、映
像表示を行う場合にも実際の受信波そのもので表示する
ことができるようになる。
【００１５】以上のように本実施形態の厚み測定装置
は、アンテナスペーサ３を設けることによって表面反射
波と境界面からの受信波とを明確に分離でき、複雑な波
形同士の演算を行うことなく厚み測定が可能となる。ま
た、疑似表面波形を用いたり、この疑似表面波形を波形
同士で引くことによる変形が生じないので、高精度の測
定が可能となる。また、アンテナスペーサ３を設けるこ
とによって測定深度が深くなるため送信アンテナ１０４
と受信アンテナ１０５とを比較的離して設置できるよう
になり、そのためクロストーク等を抑えた装置を構成で
きるようになる。さらに、例えば施工直後の舗装厚をこ
の種の装置で測定する場合、施工直後の舗装面は約１３
０°Ｃ〜１５０°Ｃになるため、この種の装置ではアン
テナ部２を冷却する冷却装置が必要になるが、本実施例
ではアンテナスペーサ３でアンテナ部２を保護できるの
で、冷却装置が不要になるという副次的効果も生じる。
なお、上記実施形態の説明は、舗装厚の測定についての
み説明しているが、コンクリート厚やその他の電磁波を
通すあらゆる被測定対象物の厚みや積層厚の測定に実施
できることは言うまでもない。さらに上記実施形態の説
明では、アンテナ部２にアンテナスペーサ３が装着固定
されることとして説明しているが、アンテナスペーサ３
が着脱可能なようにアンテナ部２に取り付けられるよう
に構成し、被測定対象物が薄い場合にのみアンテナスペ
ーサ３を装着する構成としても良い。
は、アンテナスペーサ３を設けることによって表面反射
波と境界面からの受信波とを明確に分離でき、複雑な波
形同士の演算を行うことなく厚み測定が可能となる。ま
た、疑似表面波形を用いたり、この疑似表面波形を波形
同士で引くことによる変形が生じないので、高精度の測
定が可能となる。また、アンテナスペーサ３を設けるこ
とによって測定深度が深くなるため送信アンテナ１０４
と受信アンテナ１０５とを比較的離して設置できるよう
になり、そのためクロストーク等を抑えた装置を構成で
きるようになる。さらに、例えば施工直後の舗装厚をこ
の種の装置で測定する場合、施工直後の舗装面は約１３
０°Ｃ〜１５０°Ｃになるため、この種の装置ではアン
テナ部２を冷却する冷却装置が必要になるが、本実施例
ではアンテナスペーサ３でアンテナ部２を保護できるの
で、冷却装置が不要になるという副次的効果も生じる。
なお、上記実施形態の説明は、舗装厚の測定についての
み説明しているが、コンクリート厚やその他の電磁波を
通すあらゆる被測定対象物の厚みや積層厚の測定に実施
できることは言うまでもない。さらに上記実施形態の説
明では、アンテナ部２にアンテナスペーサ３が装着固定
されることとして説明しているが、アンテナスペーサ３
が着脱可能なようにアンテナ部２に取り付けられるよう
に構成し、被測定対象物が薄い場合にのみアンテナスペ
ーサ３を装着する構成としても良い。
【００１６】
【発明の効果】本発明の厚み測定装置は以上説明したよ
うに、簡単な構成で数ｍｍ単位の精度での厚み測定が行
え、且つ正確な映像表示が行えるようになる等の効果が
ある。
うに、簡単な構成で数ｍｍ単位の精度での厚み測定が行
え、且つ正確な映像表示が行えるようになる等の効果が
ある。
【図１】本発明の一実施形態を説明するための図であ
る。
る。
【図２】この種の装置の先行技術を説明するための図で
ある。
ある。
１ 装置本体部 ２ アンテナ部 ３ アンテナスペーサ １０ アスファルト混合物で形成された舗装層 １１ 路盤 １２ 実際の受信波形 １２１ 表面反射 １２２ 境界面での反射
フロントページの続き (72)発明者 前田 哲男 愛知県大府市朝日町６丁目１番地 住友建 機株式会社名古屋工場内 (72)発明者 相本 眞幸 愛知県大府市朝日町６丁目１番地 住友建 機株式会社名古屋工場内
Claims (3)
- 【請求項１】 アンテナ部と装置本体部とで構成され、
アンテナ部から被測定対象物に対してパルス電磁波を送
信し、境界面で反射した反射波を受信して被測定対象物
の厚みを測定する厚み測定装置において、 上記アンテナ部に、その厚みがｈであり被測定対象物と
同一あるいは略同一の比誘電率εを持つ物質で形成され
たアンテナスペーサを取り付け、 上記厚みｈを、反射波を受信した場合に上記アンテナ部
とこのアンテナスペーサとの間で生じる電磁波の反射と
上記境界面で生じる電磁波の反射波とが分離できる、予
め測定した厚みとする手段、 を備えたことを特徴とする厚み測定装置。 - 【請求項２】 上記アンテナスペーサは上記被測定対象
物の一部を用いて形成されることを特徴とする請求項第
１項記載の厚み測定装置。 - 【請求項３】 上記アンテナスペーサは上記アンテナ部
に着脱可能なように取り付けられるものとし、上記被測
定対象物の厚さが薄い場合に上記アンテナスペーサを上
記アンテナ部に装着する構成を特徴とする請求項第１
項，第２項記載の厚み測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7274973A JPH0996673A (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 厚み測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7274973A JPH0996673A (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 厚み測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0996673A true JPH0996673A (ja) | 1997-04-08 |
Family
ID=17549148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7274973A Pending JPH0996673A (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 厚み測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0996673A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005264587A (ja) * | 2004-03-19 | 2005-09-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | トンネル掘削用型枠及びトンネル掘削工法 |
| JP2013113603A (ja) * | 2011-11-25 | 2013-06-10 | Kyushu Univ | マイクロ波イメージングシステム及びイメージング処理方法 |
| RU2694110C1 (ru) * | 2018-08-10 | 2019-07-09 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Способ определения диэлектрической проницаемости и толщины многослойных диэлектрических покрытий на металле в диапазоне СВЧ |
| CN111398687A (zh) * | 2020-03-06 | 2020-07-10 | 浙江省交通运输科学研究院 | 一种预估沥青路面介电常数的试验方法 |
-
1995
- 1995-09-29 JP JP7274973A patent/JPH0996673A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005264587A (ja) * | 2004-03-19 | 2005-09-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | トンネル掘削用型枠及びトンネル掘削工法 |
| JP2013113603A (ja) * | 2011-11-25 | 2013-06-10 | Kyushu Univ | マイクロ波イメージングシステム及びイメージング処理方法 |
| RU2694110C1 (ru) * | 2018-08-10 | 2019-07-09 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Способ определения диэлектрической проницаемости и толщины многослойных диэлектрических покрытий на металле в диапазоне СВЧ |
| CN111398687A (zh) * | 2020-03-06 | 2020-07-10 | 浙江省交通运输科学研究院 | 一种预估沥青路面介电常数的试验方法 |
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