JPH1096711A - Nondestructive inspection method for rupture 0f structural member and building equipped with diagnostic function - Google Patents

Nondestructive inspection method for rupture 0f structural member and building equipped with diagnostic function

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JPH1096711A
JPH1096711A JP25334496A JP25334496A JPH1096711A JP H1096711 A JPH1096711 A JP H1096711A JP 25334496 A JP25334496 A JP 25334496A JP 25334496 A JP25334496 A JP 25334496A JP H1096711 A JPH1096711 A JP H1096711A
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Japan
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measured
structural member
value
magnetic field
measurement
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JP25334496A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Harakawa
健一 原川
Norio Igawa
憲男 井川
Kenichi Unno
健一 海野
Sadatoshi Ono
定俊 大野
Toshio Saito
俊夫 斉藤
Keita Yamazaki
慶太 山崎
Tadahiro Kakizawa
忠弘 柿沢
Tadao Mikami
忠雄 三上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Takenaka Komuten Co Ltd
Original Assignee
Takenaka Komuten Co Ltd
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Publication date
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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To inspect rupture situation of an electric conductive structural member without removing cladding materials. SOLUTION: Magnetic sensors are arranged at each measuring point of a building (step 200), and an alternating voltage is applied to the building (step 202). Magnetic filed at each measuring point is measured (step 204), a synchronous average of measured values is taken (step 206), a current value of a member at each measuring point is estimated (step 208). Further, resistance of each conductive structural member, which can reproduce the estimated current values, is obtained through simulation (step 210), and rupture situation of each electric conductive structural member is inspected by comparing the resistance value thus obtained with the resistance in the past (step 214). Thereby rupture situation of each electric conductive structural member can be inspected accurately without removing cladding materials.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、構造部材破断の非
破壊検査方法及び診断機能付建造物に係り、特に、建造
物を構成する導電性構造部材の被測定部位を挟む箇所に
交流電圧を印加し、被測定部位を流れる電流によって発
生した磁場を測定することにより被覆材を破壊すること
なくその破断状況を正確に検出できる構造部材破断の非
破壊検査方法及び診断機能付建造物に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for nondestructively inspecting structural member breakage and a building with a diagnostic function, and more particularly to an AC voltage applied to a portion of a conductive structural member constituting the building which sandwiches a measured portion. The present invention relates to a nondestructive inspection method for structural member breakage and a building with a diagnostic function capable of accurately detecting a breakage state of a coating material without breaking the coating material by measuring a magnetic field generated by a current applied to and flowing through a portion to be measured.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に鉄骨構造建築では、主構造部材は
内外装材で被覆されていることが多い。このため、従来
では、経年変化による劣化や地震などに遭遇した場合、
構造部材の破断状況を確認するためには、被覆材を何ら
かの方法で撤去して目視により確認するようにしてい
る。
2. Description of the Related Art Generally, in steel-framed buildings, main structural members are often covered with interior and exterior materials. For this reason, conventionally, when encountering deterioration or earthquakes due to aging,
In order to check the state of breakage of the structural member, the coating material is removed by some method and checked visually.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構造部材の破断状況確認方法では、すべての部材の
破断状況を確認するためには、被覆材の撤去やその修復
等などに多くの時間とコストがかかり、現実的でないと
いう問題が生じる。
However, in the above-mentioned conventional method for checking the state of breakage of a structural member, it takes a lot of time and time to remove the covering material or repair it, etc., in order to check the state of breakage of all members. It is costly and unrealistic.

【0004】また、この問題を解決するために、被覆材
を撤去することなく構造部材の破断を示す何らかの物理
的パラメータを検出する際にはノイズなどの影響を低減
する必要がある。さらに、測定の際の労力や時間を可能
な限り減らすことが望まれる。
[0004] In order to solve this problem, it is necessary to reduce the influence of noise or the like when detecting any physical parameter indicating the breakage of the structural member without removing the covering material. Further, it is desired to reduce labor and time for measurement as much as possible.

【0005】本発明は上記事実を考慮し、被覆材を撤去
することなく、構造部材の電気的特性に基づいて構造部
材の破断状況を正確に検出できる構造部材破断の非破壊
検査方法及び可能な限り測定の際の労力や時間を低減さ
せた診断機能付建造物を提供することを目的とする。
In view of the above facts, the present invention provides a non-destructive inspection method for a structural member rupture which can accurately detect the rupture state of the structural member based on the electrical characteristics of the structural member without removing the covering material. It is an object of the present invention to provide a building with a diagnostic function that reduces labor and time for measurement as much as possible.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明は、建造物を構成する導電性構造部
材の被測定部位を挟む任意の箇所に交流電圧を印加する
電圧印加工程と、前記被測定部位の近傍に配置された磁
気検出部により磁場測定を行う測定工程と、前記測定工
程で測定された磁場の値に基づいて前記被測定部位を流
れる電流値を推定する推定工程と、印加した交流電圧の
値及び前記被測定部位で推定された電流値に基づいて、
前記建造物と等価な回路網における各導電性構造部材の
抵抗値を求めるシミュレーション工程と、前記シミュレ
ーション工程で求められた各導電性構造部材の抵抗値と
正常時の各導電性構造部材の抵抗値とを比較することに
よって、各導電性構造部材の破断状況を検査する検査工
程と、からなることを特徴とする。
To achieve the above object, a first aspect of the present invention is a method of applying an AC voltage to an arbitrary portion of a conductive structural member constituting a building, which sandwiches a portion to be measured. A step of measuring a magnetic field by a magnetic detection unit disposed in the vicinity of the measured part, and an estimation of estimating a current value flowing through the measured part based on a value of the magnetic field measured in the measuring step. Based on the value of the applied AC voltage and the current value estimated at the site to be measured,
A simulation step of determining the resistance value of each conductive structural member in the circuit network equivalent to the building, the resistance value of each conductive structural member determined in the simulation step, and the resistance value of each conductive structural member in a normal state And an inspection step of inspecting the state of breakage of each conductive structural member by comparing

【0007】請求項2の発明は、建造物を構成する導電
性構造部材の被測定部位を挟む箇所に交流電圧を印加す
る電圧印加工程と、前記被測定部位の近傍に配置された
磁気検出部により磁場測定を行う測定工程と、前記測定
工程で測定された磁場の値に基づいて前記被測定部位を
流れる電流値を推定する推定工程と、前記推定工程で推
定された電流値の有無の判定または推定された電流値と
正常時の前記被測定部位の電流値との比較に基づいて、
前記被測定部位の導電性構造部材の破断状況を検査する
検査工程と、からなることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a voltage applying step of applying an AC voltage to a portion of a conductive structural member constituting a building, which sandwiches a portion to be measured, and a magnetic detector disposed near the portion to be measured. A measuring step of performing a magnetic field measurement, an estimating step of estimating a current value flowing through the measured site based on the value of the magnetic field measured in the measuring step, and determining whether or not the current value estimated in the estimating step is present Or, based on a comparison between the estimated current value and the current value of the measured part in a normal state,
An inspection step of inspecting the state of breakage of the conductive structural member at the measurement site.

【0008】請求項3の発明は、建造物を構成する導電
性構造部材の被測定部位を挟む箇所に少なくとも2つの
異なる周波数の交流電圧を印加する電圧印加工程と、前
記被測定部位の近傍に配置された磁気検出部により、各
々異なる周波数の交流電圧を印加したときの磁場測定を
各々行う測定工程と、前記測定工程で測定された各磁場
の値に基づいて各々異なる周波数の交流電圧を印加した
ときの前記被測定部位を流れる電流値を各々推定する推
定工程と、前記推定工程で推定された各々の電流値の比
較に基づいて、被測定部位の導電性構造部材の表面の亀
裂に関する破断状況を検査する検査工程と、からなるこ
とを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a voltage applying step of applying alternating voltages of at least two different frequencies to a portion sandwiching a measured portion of a conductive structural member constituting a building; The arranged magnetic detectors each measure a magnetic field when an alternating voltage of a different frequency is applied, and apply an alternating voltage of a different frequency based on the value of each magnetic field measured in the measuring step. An estimation step of estimating the current value flowing through the measurement site when the measurement is performed, and based on a comparison of the respective current values estimated in the estimation step, a fracture related to a crack on the surface of the conductive structural member of the measurement site is performed. And an inspection step of inspecting the situation.

【0009】請求項4の発明は、請求項1乃至請求項3
のいずれか1項記載の発明において、前記測定工程で測
定された磁場の値を、前記電圧印加工程で印加した交流
電圧の周波数に同期させて加算平均する加算平均工程
と、をさらに有し、前記推定工程が、前記加算平均工程
で加算平均された磁場の値に基づいて前記被測定部位を
流れる電流値を推定することを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the invention according to claims 1 to 3.
The invention according to any one of the above, further comprising an averaging step of averaging the value of the magnetic field measured in the measurement step, in synchronization with the frequency of the AC voltage applied in the voltage application step, The estimating step estimates a current value flowing through the measurement site based on the value of the magnetic field averaged in the averaging step.

【0010】請求項5の発明は、請求項1乃至請求項3
のいずれか1項記載の発明において、前記電圧印加工程
が、任意波形の交流電圧を印加すると共に、前記測定工
程で測定された磁場の値を、M系列で代表される符号化
系列若しくはチャープ信号を用いてパルス圧縮する圧縮
工程と、をさらに有し、前記推定工程が、前記圧縮工程
でパルス圧縮された磁場の値に基づいて前記被測定部位
を流れる電流値を推定することを特徴とする。
[0010] The invention of claim 5 is the invention of claims 1 to 3.
In the invention according to any one of the above, in the voltage applying step, an AC voltage having an arbitrary waveform is applied, and the value of the magnetic field measured in the measuring step is a coded sequence represented by an M sequence or a chirp signal. And a compression step of performing pulse compression by using the step (a), wherein the estimation step estimates a current value flowing through the measured portion based on a value of the magnetic field pulse-compressed in the compression step. .

【0011】請求項6の発明は、請求項1乃至請求項5
のいずれか1項記載の前記測定工程が、前記建造物で用
いられる商用電源の周波数及び該周波数の整数倍の周波
数を避けて磁場測定を行うことを特徴とする。
The invention of claim 6 is the first to fifth aspects of the present invention.
Wherein the measurement step performs the magnetic field measurement while avoiding a frequency of a commercial power supply used in the building and a frequency that is an integral multiple of the frequency.

【0012】請求項7の発明は、建造物を構成する導電
性構造部材の所定箇所に任意周波数及び任意波形の一定
電流の交流電圧を印加可能な交流電源と、前記複数の被
測定部位の近傍の所定箇所に各々配置された複数の磁気
検出部と、前記交流電源及び複数の磁気検出部を用いて
請求項1乃至請求項6のいずれか1項記載の構造部材破
断の非破壊検査方法により定期的に前記複数の被測定部
位の破壊状況を検査する制御手段と、を有することを特
徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an AC power supply capable of applying an AC voltage of a constant current of an arbitrary frequency and an arbitrary waveform to a predetermined portion of a conductive structural member constituting a building, 7. The non-destructive inspection method for structural member breakage according to any one of claims 1 to 6, using a plurality of magnetic detectors respectively arranged at predetermined locations, and using the AC power supply and the plurality of magnetic detectors. Control means for periodically inspecting the destruction status of the plurality of measurement sites.

【0013】(本発明の原理)図13に、導電性構造部
材により構成される構造物(特に鉄骨構造)を簡単に表
現したモデルを示す。図13に示された構造物の個々の
導電性構造部材1〜6は、その材料成分、長さ、断面積
等によって定まる固有の抵抗値を各々有している。
(Principle of the Present Invention) FIG. 13 shows a model simply representing a structure (particularly a steel structure) constituted by conductive structural members. Each of the conductive structural members 1 to 6 of the structure shown in FIG. 13 has a unique resistance value determined by its material component, length, cross-sectional area, and the like.

【0014】そこで、この構造物を抵抗体として等価な
回路網に置き換えると、図14のような等価回路網とな
る。図14によれば、導電性構造部材1〜6は、それぞ
れ抵抗r1 〜r6 と等価である。そして、図14のa点
及びb点の間の全抵抗値は、これら導電性構造部材の抵
抗値及び部材間の結合方法によって、その建造物固有の
値として定まっている。
Therefore, when this structure is replaced with an equivalent circuit network as a resistor, an equivalent circuit network as shown in FIG. 14 is obtained. According to FIG. 14, the conductive structural member 1-6 is equivalent respectively resistance r 1 ~r 6. The total resistance value between points a and b in FIG. 14 is determined as a value unique to the building by the resistance values of these conductive structural members and the coupling method between the members.

【0015】このような建造物に交流電圧を印加する
と、各導電性構造部材には、印加された交流電圧値と各
抵抗値とによって定まる交流電流が流れ、導電性構造部
材の周囲には、交流電流値と電流中心軸からの距離に応
じて定まる磁場が発生する。図2に、導電性構造部材に
最大振幅10A(アンペア)の交流電流を流した場合の
電流中心からの距離(X軸)と該距離における最大振幅
の磁束密度(Y軸)を示す。なお、図2では、導電性構
造部材は細長く、磁束密度は軸対称であると仮定してい
る。図2によれば、電流中心からの距離が1mの時、磁
束密度は約2μT(テスラ;104 ガウス)であり、2
mの時は約1μTに減少する。このように電流中心から
の距離に反比例して磁束密度が減少していくことがわか
る。
When an AC voltage is applied to such a building, an AC current determined by the applied AC voltage value and each resistance value flows through each conductive structural member, and around the conductive structural member, A magnetic field is generated that is determined according to the AC current value and the distance from the current center axis. FIG. 2 shows the distance (X-axis) from the current center and the magnetic flux density at the maximum amplitude (Y-axis) at the distance when an alternating current having a maximum amplitude of 10 A (ampere) is applied to the conductive structural member. In FIG. 2, it is assumed that the conductive structural member is elongated and the magnetic flux density is axially symmetric. According to FIG. 2, when the distance from the current center is 1 m, the magnetic flux density is about 2 μT (tesla; 10 4 gauss).
In the case of m, it decreases to about 1 μT. It can be seen that the magnetic flux density decreases in inverse proportion to the distance from the current center.

【0016】ここで、地震や経年変化などによって導電
性構造部材のいずれかが切断されたり、部分的に切断さ
れたりすると、切断された導電性構造部材の固有の抵抗
値が変化し、その建造物全体のa−b間の抵抗値も変化
する。従って、一定電流の交流電圧をa−b間に印加す
るという同一条件下でも、少なくともいずれか1つの導
電性構造部材が破断をした異常な場合と、全く破断して
いない正常な場合とで各導電性構造部材を流れる交流電
流値が変化する。このため、各導電性構造部材の周囲の
磁場も変化し、この磁場の測定によって導電性構造部材
の破断の有無を非破壊で検査することができる。
Here, when one of the conductive structural members is cut or partially cut due to an earthquake, aging, or the like, the inherent resistance value of the cut conductive structural member changes, and its construction is changed. The resistance value between a and b of the whole object also changes. Therefore, even under the same condition that an alternating voltage of a constant current is applied between a and b, an abnormal case in which at least one of the conductive structural members is broken and a normal case in which at least one of the conductive structural members is not broken at all. The value of the alternating current flowing through the conductive structural member changes. For this reason, the magnetic field around each conductive structural member also changes, and by measuring this magnetic field, the presence or absence of breakage of the conductive structural member can be inspected nondestructively.

【0017】なお、導電性構造部材の非破壊検査法とし
て、建造物全体に交流電圧を印加し、各導電性構造部材
の抵抗値をシミュレーションによって求める方法(以
下、「シミュレーション法」という)と、各導電性構造
部材の抵抗値を個別的に測定する方法(以下、「個別測
定法」という)とがある。
As a non-destructive inspection method of the conductive structural members, a method of applying an AC voltage to the entire building and obtaining a resistance value of each conductive structural member by simulation (hereinafter, referred to as a “simulation method”), There is a method of individually measuring the resistance value of each conductive structural member (hereinafter, referred to as an “individual measurement method”).

【0018】シミュレーション法では、a−b間に交流
電圧を印加し、被測定部位の導電性構造部材の近傍で測
定された磁場データから各抵抗を流れる電流値を推定す
る。そして、図14のような等価回路網の各抵抗の値を
推定電流値からシミュレーションによって求め、各抵抗
値から破断状況を検査する。この各抵抗の値は、例えば
以下のような方法で求められる。
In the simulation method, an AC voltage is applied between a and b, and a current value flowing through each resistor is estimated from magnetic field data measured in the vicinity of the conductive structural member at the portion to be measured. Then, the value of each resistor in the equivalent circuit network as shown in FIG. 14 is obtained by simulation from the estimated current value, and the state of breakage is inspected from each resistance value. The value of each resistor is obtained, for example, by the following method.

【0019】図14の等価回路網において、各抵抗
1 、r2 、r3 、r4 、r5 、r6 を流れる電流をi
1 、i2 、i3 、i4 、i5 、i6 とし、各抵抗にかか
る電圧をe1 、e2 、e3 、e4 、e5 、e6 とする
と、 i1 = i2 +i3 、i2 =i4 =i5 、i6 =i1 (1) e1 =r1 1 、e2 =r2 2 、e3 =r3 3 、 e4 =r4 4 、e5 =r5 5 、e6 =r6 6 、 (2) E=e1 +e3 +e6 、e3 =e2 +e4 +e5 (3) が成り立つ。ただし、Eはa−b間に印加された交流電
圧の値である。また、定電流Iの電源を用いた場合に
は、 I=i1 =i2 +i3 =i6 (4) が成り立つ。
In the equivalent network of FIG. 14, the current flowing through each of the resistors r 1 , r 2 , r 3 , r 4 , r 5 , and r 6 is represented by i
1, i 2, i 3, i 4, i 5, and i 6, when the voltage applied to the resistors e 1, e 2, e 3 , e 4, e 5, and e 6, i 1 = i 2 + i 3 , i 2 = i 4 = i 5 , i 6 = i 1 (1) e 1 = r 1 i 1 , e 2 = r 2 i 2 , e 3 = r 3 i 3 , e 4 = r 4 i 4 , E 5 = r 5 i 5 , e 6 = r 6 i 6 , (2) E = e 1 + e 3 + e 6 , e 3 = e 2 + e 4 + e 5 (3) Here, E is the value of the AC voltage applied between a and b. When a power supply having a constant current I is used, the following holds: I = i 1 = i 2 + i 3 = i 6 (4)

【0020】ここで、既知の値は、推定された電流値i
1 〜i6 とE、Iであり、これらの値を(1) 〜(3) 式或
いは(4) 式に代入することによって各抵抗r1 〜r6
求める。
Here, the known value is the estimated current value i.
1 to i 6 , E and I, and substituting these values into the equations (1) to (3) or (4) determines the resistances r 1 to r 6 .

【0021】この場合、各抵抗を流れる電流間には(1)
式が成り立つので、すべての導電性構造部材を測定ポイ
ントに選ばなくても最小限の導電性構造部材の磁場測定
により各抵抗を流れる電流値を予測できる。例えば、抵
抗r1 と抵抗r4 を測定ポイントとして選び、その磁場
の値からi1 とi4 を推定すれば、(1) からi2
3 、i5 、i6 を自動的に求めることができる。この
ようにしてシミュレーション法では測定ポイント数(被
測定部位の数)を最小限に減らすことができる。
In this case, (1)
Since the formula holds, measure all conductive structural members
Minimal magnetic field measurement of conductive structural members even if not selected
Thus, the value of the current flowing through each resistor can be predicted. For example,
Anti-r1And resistance rFourIs selected as the measurement point and its magnetic field
From the value of i1And iFourIs estimated from (1), iTwo,
i Three, IFive, I6Can be automatically obtained. this
In the simulation method, the number of measurement points (
The number of measurement sites) can be reduced to a minimum.

【0022】個別測定法では、各導電性構造部材を挟む
2点に交流電圧をそれぞれ印加し、個々の導電性構造部
材の周囲の磁場測定からそれぞれの抵抗値を求める。図
14の例では、a−c間、c−e間、c−d間、e−f
間、f−d間、d−b間にそれぞれ交流電圧を印加し、
交流電流によって生じる磁場の測定から抵抗r1
2 、r3 、r4 、r5 、r6 を各々求める。
In the individual measuring method, each conductive structural member is sandwiched.
An AC voltage is applied to each of the two points, and the individual conductive structures
Each resistance value is obtained from the magnetic field measurement around the material. Figure
In the example of 14, between ac, between c and e, between cd and ef
AC voltage is applied between f-d and d-b,
From the measurement of the magnetic field caused by the alternating current, the resistance r1,
r Two, RThree, RFour, RFive, R6Respectively.

【0023】また、求めた抵抗値や磁場の測定値に基づ
いて破断状況を検査する方法として01法及び比較法が
ある。01法では、測定された磁場が0またはノイズ成
分以下の場合、すなわち交流電流が全く流れない抵抗値
が無限大の場合、当該測定部位が完全に破断していると
判断し、測定された磁場が0またはノイズ成分を越えた
場合、当該測定部位が完全には破断していないと判断す
る。
Further, there are a method 01 and a comparative method as a method for inspecting the breaking condition based on the measured resistance value and the measured value of the magnetic field. According to the method 01, when the measured magnetic field is 0 or less than the noise component, that is, when the resistance value at which no AC current flows is infinite, it is determined that the measurement site is completely broken, and the measured magnetic field is determined. Is larger than 0 or a noise component, it is determined that the measurement site is not completely broken.

【0024】比較法では、求めた抵抗値と正常時の抵抗
値とを比較する。なお、測定された磁場の値やこの磁場
から求められる電流値を比較の対象としてもよい。比較
の対象となる正常時の抵抗値(磁場値、電流値)は、竣
工時の建造物で測定された抵抗値(磁場値、電流値)を
用いたり、設計図などに基づいて計算された抵抗値(磁
場値、電流値)を用いたりすることができる。
In the comparison method, the obtained resistance value is compared with the normal resistance value. The value of the measured magnetic field and the current value obtained from the magnetic field may be compared. The normal resistance values (magnetic field value, current value) to be compared were calculated using the resistance values (magnetic field value, current value) measured in the building at the time of completion, or based on the design drawings etc. A resistance value (magnetic field value, current value) can be used.

【0025】ところで、建造物を構成する導電性構造部
材は一般に表面から亀裂が生じる場合が多く、部材内部
より表面付近に亀裂が多数存在する場合には内部抵抗よ
りも表面の抵抗が大きくなる。導電性構造部材に交流電
流を流した場合、その周波数を増加させるほど、いわゆ
る表皮効果により表面付近に電流が集中するようにな
り、このため、内部より表面付近に亀裂が多数存在する
部材では、高い周波数の交流電流の抵抗は低い周波数の
交流電流の抵抗よりも大きくなって電流値に差が生じ
る。
By the way, the conductive structural member constituting a building generally has cracks from the surface in many cases, and when there are many cracks near the surface than inside the member, the surface resistance becomes larger than the internal resistance. When an alternating current is passed through the conductive structural member, as the frequency is increased, the current concentrates near the surface due to the so-called skin effect, and therefore, in a member having many cracks near the surface from the inside, The resistance of the high-frequency alternating current is greater than the resistance of the low-frequency alternating current, causing a difference in the current value.

【0026】そこで、亀裂判定法では、高い周波数と低
い周波数とで電流値の比較を行うことにより、表面の亀
裂の有無や亀裂の大まかな場所を判定する。
Therefore, in the crack determination method, the presence or absence of a crack on the surface and the approximate location of the crack are determined by comparing the current value between the high frequency and the low frequency.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
る実施の形態について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0028】(第1の実施の形態)図1に、第1の実施
の形態に係る測定システムのブロックを示す。
(First Embodiment) FIG. 1 shows a block diagram of a measurement system according to a first embodiment.

【0029】第1の実施の形態に係る測定システムは、
導電性構造部材(鉄骨)から構成される建造物100を
測定対象とし、該建造物100に交流電圧を印加する電
源供給手段97と、導電性構造部材の近傍の所定位置に
配置された磁気検出部98と、磁気検出部98によって
測定された磁場の測定データを処理して導電性構造部材
の破壊状況を検査するデータ処理手段99とを備えてい
る。
The measuring system according to the first embodiment is
A building 100 made of a conductive structural member (steel frame) is set as an object to be measured, and a power supply means 97 for applying an AC voltage to the building 100, and a magnetic detection device arranged at a predetermined position near the conductive structural member And a data processing means 99 for processing the measurement data of the magnetic field measured by the magnetic detection unit 98 to inspect the state of destruction of the conductive structural member.

【0030】電源供給手段97は、入力された制御信号
に応じて任意周波数及び任意波形の交流電圧信号を生成
するファンクションジェネレータ106と、このファン
クションジェネレータ106が生成した交流電圧信号を
増幅して一定電流の交流電圧を出力するパワーアンプ1
08とから構成されている。
The power supply means 97 includes a function generator 106 for generating an AC voltage signal having an arbitrary frequency and an arbitrary waveform in accordance with the input control signal, and a constant current by amplifying the AC voltage signal generated by the function generator 106. Power amplifier 1 that outputs AC voltage
08.

【0031】このパワーアンプ108の電力供給用の±
端子は、電力ケーブル102及び電力ケーブル104を
介して建造物100の所定の2箇所に設置された端子1
00A及び端子100Bにそれぞれ接続されている。こ
の端子100A、100Bは、図14の等価回路網の例
では、a点、b点に相当するものであり、端子100
A、100Bにパワーアンプ108から供給された交流
電圧が印加されると建造物100の各部材に交流電流が
流れる。
The power supply ±
The terminals are terminals 1 installed at two predetermined positions of the building 100 via the power cable 102 and the power cable 104.
00A and the terminal 100B. The terminals 100A and 100B correspond to points a and b in the example of the equivalent circuit network of FIG.
When the AC voltage supplied from the power amplifier 108 is applied to A and 100B, an AC current flows through each member of the building 100.

【0032】磁気検出部98は、中空の円筒にエナメル
線等の絶縁被覆導線を一様に密接して巻いてできるコイ
ルまたは磁気センサなどで構成されている。この磁気検
出部98は、被測定部位の鉄骨近傍の位置に設けられて
おり、該鉄骨に流れる電流によって周囲に生じた磁束を
検出できるように配置されている。
The magnetic detecting section 98 is composed of a coil or a magnetic sensor formed by winding an insulated conductor such as an enameled wire uniformly and closely around a hollow cylinder. The magnetism detection unit 98 is provided at a position near the steel frame at the site to be measured, and is arranged so as to detect a magnetic flux generated around the steel frame by a current flowing through the steel frame.

【0033】データ処理手段99は、磁気検出部98の
出力端子から出力された電気信号をパワー値に換算して
増幅すると共にノイズ成分をカットするバンドバスフィ
ルタなどを備えたアンプ・フィルターユニット112
と、このアンプ・フィルターユニット112の増幅信号
のアナログデータをディジタルデータに変換するAD変
換器113と、変換されたディジタルデータを収集、処
理するコンピュータ114と、から構成されている。
The data processing means 99 converts the electric signal output from the output terminal of the magnetic detector 98 into a power value, amplifies it, and cuts off noise components.
And an AD converter 113 for converting the analog data of the amplified signal of the amplifier / filter unit 112 into digital data, and a computer 114 for collecting and processing the converted digital data.

【0034】なお、アンプ・フィルターユニット112
のバンドパスフィルタの周波数帯域は、商用電源の周波
数(50Hz、60Hz)とその周波数の整数倍の周波
数とは異なる周波数帯に設定されている。また、上記フ
ァンクションジェネレータ106により生成される交流
電圧を商用周波数とその周波数の整数倍の周波数とは異
なる周波数に設定する。すなわち、本実施の形態に係る
測定システムでは、商用周波数とその整数倍の周波数を
避けて磁場測定を行うようにしている。
The amplifier / filter unit 112
Is set to a frequency band different from the frequency of the commercial power supply (50 Hz, 60 Hz) and a frequency that is an integral multiple of the frequency. Further, the AC voltage generated by the function generator 106 is set to a frequency different from the commercial frequency and a frequency that is an integral multiple of the commercial frequency. That is, in the measurement system according to the present embodiment, the magnetic field measurement is performed while avoiding the commercial frequency and a frequency that is an integral multiple of the commercial frequency.

【0035】また、コンピュータ114は、後述するよ
うにアンプ・フィルターユニット112の増幅信号を加
算平均したりパルス圧縮したりする演算が可能であり、
この演算値から被測定部位を流れる電流の有無、または
電流値(抵抗値)を推定する。
The computer 114 is capable of performing arithmetic operations such as averaging and pulse compression of the amplified signal of the amplifier / filter unit 112 as described later.
From this calculated value, the presence or absence of a current flowing through the measured portion or the current value (resistance value) is estimated.

【0036】また、コンピュータ114には電話線11
8を介してファンクションジェネレータ106が接続さ
れており、ファンクションジェネレータ106は生成し
た電気信号に同期した同期信号をコンピュータ114に
送出する。コンピュータ114はファンクションジェネ
レータ106から送られてきた同期信号に同期させてア
ンプ・フィルターユニット112からの増幅信号を加算
平均することができる。なお、同期信号を送る電話線1
18は、コンピュータ114を外部同期させんとすると
きに必要となるのであり、自己同期する場合には不必要
となる。
The computer 114 also has a telephone line 11
The function generator 106 is connected to the computer 114 via an interface 8 and sends out a synchronization signal synchronized with the generated electric signal to the computer 114. The computer 114 can add and average the amplified signal from the amplifier / filter unit 112 in synchronization with the synchronization signal sent from the function generator 106. In addition, the telephone line 1 that sends the synchronization signal
The reference numeral 18 is required when the computer 114 is to be externally synchronized, and is unnecessary when the computer 114 is to perform self-synchronization.

【0037】なお、磁気検出部98をコイルで構成し被
測定部位に交流電圧を印加した場合、このコイルを時間
的に変化する磁束が貫き、これによって、誘起電圧が発
生する。この誘起電圧は、磁気検出部98のコイル中空
部における磁束密度と、その周波数の他、磁気検出部9
8のコイル断面積と巻数とによって定まる。ここで、断
面積25π×10-42 の磁気検出部98のコイル中空
部において、最大磁束密度5μTの磁場が周波数30H
z の正弦波で変化した時に、コイル端子に発生する誘起
電圧と絶縁導体の巻数との関係を図3に示す。図3によ
れば、巻数2000の時、誘起電圧は約0.015V、
巻数10000の時、誘起電圧は約0.07Vとなり、
巻数に比例して誘起電圧が増加することがわかる。
When the magnetic detection section 98 is formed of a coil and an AC voltage is applied to a portion to be measured, a magnetic flux which changes with time penetrates the coil, thereby generating an induced voltage. The induced voltage depends on the magnetic flux density in the hollow portion of the coil of the magnetic detection unit 98, its frequency, and the magnetic detection unit 9
8 and the number of turns. Here, a magnetic field having a maximum magnetic flux density of 5 μT is applied at a frequency of 30H in the hollow portion of the coil of the magnetic detection section 98 having a sectional area of 25π × 10 −4 m 2.
FIG. 3 shows the relationship between the induced voltage generated at the coil terminal and the number of turns of the insulated conductor when the sine wave of z changes. According to FIG. 3, when the number of turns is 2000, the induced voltage is about 0.015V,
When the number of turns is 10,000, the induced voltage is about 0.07V,
It can be seen that the induced voltage increases in proportion to the number of turns.

【0038】次に、上述のように構成された測定システ
ムによるシミュレーション法の測定の流れを、図4のフ
ローチャートを用いて説明する。
Next, the flow of measurement by the simulation method using the measurement system configured as described above will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0039】図4に示すように、まず、磁気検出部98
を、選択された複数の導電性構造部材の各測定ポイント
に配置する(ステップ200)。なお、建造物100の
等価回路網で各抵抗を流れる電流分布を求めることがで
きるような抵抗(導電性構造部材)の近傍を、各測定ポ
イントとして選択する。
As shown in FIG. 4, first, the magnetic detector 98
Are arranged at each measurement point of the selected plurality of conductive structural members (step 200). In addition, the vicinity of a resistor (conductive structural member) from which a current distribution flowing through each resistor in the equivalent circuit network of the building 100 can be obtained is selected as each measurement point.

【0040】次に、電源供給手段97によって建造物1
00の端子100Aと端子100Bとの間に所定周波数
の一定電流の交流電圧を印加する(ステップ202)。
これによって、建造物全体に交流電圧が印加されて各部
材に交流電流が流れる。なお、ここで印加する交流電圧
の波形として、例えば正弦波などがあるが、正弦波以外
の波形でもよい。
Next, the building 1 is powered by the power supply means 97.
An AC voltage having a predetermined current and a constant current is applied between the terminal 100A and the terminal 100B (Step 202).
As a result, an AC voltage is applied to the entire building, and an AC current flows through each member. Note that the waveform of the AC voltage applied here includes, for example, a sine wave, but a waveform other than a sine wave may be used.

【0041】次に、各測定ポイントで磁場を測定する
(ステップ204)。各測定ポイントの部材が破断して
いない場合には交流電流が流れて磁場が発生し磁気検出
部98がこの磁場を検出して電気信号を出力する。しか
し、測定ポイントの部材が完全に破断している場合には
交流電流が流れないため磁場が発生せず、当然、磁気検
出部98は磁場を検出しない。このとき磁気検出部98
が出力した電気信号は0となる。
Next, a magnetic field is measured at each measurement point (step 204). When the member at each measurement point is not broken, an alternating current flows to generate a magnetic field, and the magnetic detection unit 98 detects the magnetic field and outputs an electric signal. However, when the member at the measurement point is completely broken, no alternating current flows and no magnetic field is generated, and the magnetic detection unit 98 does not detect the magnetic field. At this time, the magnetic detector 98
Is 0.

【0042】なお、磁気検出部98が出力した電気信号
は、アンプフィルタユニット112によってパワー値に
変換されて増幅され、この増幅されたアナログデータが
AD変換器113でディジタルデータに変換された後、
コンピュータ114に入力される。なお、アンプフィル
タユニット112では、建造物100で用いられる商用
電源の周波数及び該周波数の整数倍の周波数(高調波)
をバンドパスフィルタによりカットし、この周波数帯を
避けて印加された交流電圧による磁場の成分のみを抽出
するので、ノイズの主要因となる商用電源からの磁場の
影響が軽減されてS/N比が向上し、正確な測定が可能
となる。
The electric signal output from the magnetic detector 98 is converted into a power value by the amplifier filter unit 112 and amplified. After the amplified analog data is converted into digital data by the AD converter 113,
Input to the computer 114. In the amplifier filter unit 112, the frequency of the commercial power supply used in the building 100 and a frequency (harmonic) of an integral multiple of the frequency are used.
Is cut by a band-pass filter, and only the component of the magnetic field due to the applied AC voltage is extracted while avoiding this frequency band, so that the influence of the magnetic field from the commercial power supply, which is a main factor of noise, is reduced, and the S / N ratio is reduced. And accurate measurement becomes possible.

【0043】次に、コンピュータ114が、AD変換器
113から入力されたディジタルデータを、ファンクシ
ョンジェネレータ106による波形の発生タイミングと
同期して加算平均して得られた加算平均値を算出する
(ステップ206)。
Next, the computer 114 calculates an average value obtained by averaging the digital data input from the AD converter 113 in synchronization with the waveform generation timing by the function generator 106 (step 206). ).

【0044】このような同期加算平均によって、周辺に
存在する商用電源や各種の雑音源からのランダムなノイ
ズが平滑化され、測定値へ与えるノイズの影響を軽減す
ることができる。また、電話線118には、同期信号の
パルスを流して距離による減衰の影響やノイズの影響を
軽減して万全を図っている。ただし、コンピュータ11
4の自己同期によって加算平均する場合は電話線118
は不要となる。
By such a synchronous averaging, random noise from the surrounding commercial power supply and various noise sources is smoothed, and the influence of the noise on the measured value can be reduced. Further, a pulse of a synchronization signal is caused to flow through the telephone line 118 to reduce the influence of attenuation due to distance and the influence of noise to ensure thoroughness. However, the computer 11
Telephone line 118 when averaging by self-synchronization of 4
Becomes unnecessary.

【0045】次に、加算平均値から各測定ポイントの部
材の電流値を推定する(ステップ208)。そして、こ
の推定電流値及び印加した交流電圧の値から各導電性構
造部材の抵抗をシミュレーションによって求める(ステ
ップ210)。
Next, the current value of the member at each measurement point is estimated from the average value (step 208). Then, the resistance of each conductive structural member is obtained by simulation from the estimated current value and the value of the applied AC voltage (step 210).

【0046】次に、過去(竣工時)の各導電性構造部材
の抵抗値を読み出す(ステップ212)。例えば、竣工
時などのように鉄骨が経年変化による影響を受けていな
い正常な時期に建造物100で測定された磁場の加算平
均値を外部記憶装置などに予めデータベース化してお
き、コンピュータ114がこの外部記憶装置などから各
導電性構造部材の破断されていないときの抵抗値を読み
出す。また、建造物の設計図などから計算によって破断
されていない場合の抵抗値を求めても良い。
Next, the resistance value of each conductive structural member in the past (when completed) is read (step 212). For example, the average value of the magnetic field measured in the building 100 at a normal time when the steel frame is not affected by aging, such as at the time of completion, is stored in a database in an external storage device in advance, and the computer 114 The resistance value of each conductive structural member when it is not broken is read from an external storage device or the like. Further, a resistance value in the case of no breakage may be obtained by calculation from a design drawing of a building or the like.

【0047】そして、過去の正常時の抵抗値とシミュレ
ーションにより求めた抵抗値とを比較して各導電性構造
部材の破断状況を検査する(ステップ214)。
Then, the breaking state of each conductive structural member is inspected by comparing the past normal resistance value with the resistance value obtained by simulation (step 214).

【0048】このようにして第1の実施の形態では、最
小限度の測定ポイント数で、導電性構造部材の破壊状況
を非破壊で検査することができる。また、ステップ21
0で推定電流値と電圧値だけからではすべての部材の抵
抗値を求められない場合があり、このような場合には、
ステップ202で端子100A、100B以外の他の端
子間に交流電圧を印加して、再び図4の測定を行って各
部材の抵抗値を求める。
Thus, in the first embodiment, the destruction state of the conductive structural member can be inspected nondestructively with the minimum number of measurement points. Step 21
In some cases, the resistance values of all members cannot be obtained only from the estimated current value and the voltage value at 0. In such a case,
In step 202, an AC voltage is applied between the terminals other than the terminals 100A and 100B, and the measurement of FIG. 4 is performed again to obtain the resistance value of each member.

【0049】なお、交流電圧を用いると次のような有利
な点がある。鉄骨に交流電流が流れる時、渦電流の効果
(表皮深さ;0.65mm at 100Hz)によっ
て、鉄骨の周辺部に電流を分布させることができる。一
般に鉄骨に亀裂が生じる時には、周辺部から裂けるた
め、交流電流を用いることによって亀裂による抵抗値の
違いを敏感に反映させることができる。
The use of an AC voltage has the following advantages. When an alternating current flows through a steel frame, the current can be distributed around the steel frame due to an eddy current effect (skin depth: 0.65 mm at 100 Hz). In general, when a crack occurs in a steel frame, the steel frame is torn from a peripheral portion. Therefore, by using an alternating current, a difference in resistance value due to the crack can be sensitively reflected.

【0050】図4のステップ202で交流を印加する際
の電源の設置方法として、例えば図15のような方法が
ある。図15によれば、端部以外では絶縁された電力ケ
ーブル131及び電力ケーブル132の一方の端を各々
鉄骨構造ビル130の鉄骨133の所定の位置131A
及び132Aに予め接続しておく。また、鉄骨構造ビル
130の鉄骨133の別の位置134A及び136Aに
各々電力ケーブル134及び電力ケーブル136の一方
の端を接続し、他方の電力供給端134B及び136B
を地面の外に露出させる。
As a method of installing a power supply when applying an alternating current in step 202 of FIG. 4, for example, there is a method as shown in FIG. According to FIG. 15, one end of the power cable 131 and one end of the power cable 132 which are insulated except for the ends are respectively located at predetermined positions 131A of the steel frame 133 of the steel structure building 130.
And 132A in advance. Further, one end of the power cable 134 and one end of the power cable 136 are connected to different positions 134A and 136A of the steel frame 133 of the steel structure building 130, respectively, and the other power supply ends 134B and 136B.
Exposed outside the ground.

【0051】電力を供給しない場合では、電力ケーブル
131及び電力ケーブル134のように、各々の電力供
給端131B、134Bには何も接続されていない状態
とする。電力を供給する場合には、例えば電源138を
搭載したトラック140を電力供給端(132B、13
6Bとする)付近に駐車し、電力ケーブル132及び電
力ケーブル136の各々の電力供給端132B、136
Bに電源138の端子をそれぞれ接続する。これによっ
て、鉄骨構造ビル130における132Aと136Aと
の間に電圧が印加される。同様に、電力供給端131B
と134Bに電源138の端子を各々接続すれば、鉄骨
構造ビル130における131Aと134Aとの間に電
圧を印加することができる。なお、電源138を建造物
専用のものとして設置してもよい。
When power is not supplied, nothing is connected to each of the power supply terminals 131B and 134B like the power cable 131 and the power cable 134. When supplying power, for example, the truck 140 on which the power supply 138 is mounted is connected to the power supply terminals (132B, 13B).
6B) and the power supply terminals 132B, 136 of the power cable 132 and the power cable 136, respectively.
The terminals of the power supply 138 are connected to B, respectively. As a result, a voltage is applied between 132A and 136A in the steel structure building 130. Similarly, the power supply end 131B
When the terminals of the power supply 138 are connected to the power supply 138 and the power supply 138B, a voltage can be applied between the power supply 131A and the power supply 134A in the steel structure building 130. Note that the power supply 138 may be provided exclusively for a building.

【0052】ここで、電力ケーブル自身からの磁場を計
測しないように、被測定領域から離したところにケーブ
ルを通すかまたは順次ケーブル位置を変えて全体を測定
する必要がある。さらに、電力ケーブルを磁気シールド
してケーブルからの磁場を外部に漏らさないようにする
必要がある。
Here, in order not to measure the magnetic field from the power cable itself, it is necessary to pass the cable away from the area to be measured or to change the cable position sequentially and measure the whole. Further, it is necessary to magnetically shield the power cable so as to prevent the magnetic field from the cable from leaking to the outside.

【0053】(第2の実施の形態)第2の実施の形態で
は、個別測定法を説明する。
(Second Embodiment) In a second embodiment, an individual measurement method will be described.

【0054】図8は、第2の実施の形態に係る測定シス
テムの概要を示したもので、本測定システムは、第1の
実施の形態と同様のアンプフィルタユニット112、A
D変換器113及びコンピュータ114を備えた測定ユ
ニット142と、ファンクションジェネレータ116及
びパワーアンプ108を備えた電源144と、磁場測定
用の磁気センサ150とを備えている。また、被測定部
位148の鉄骨を挟む端子146A及び端子146Bは
コード149A、149Bを介して被覆材の表面に設置
された端子147A、147Bと各々接続されている。
さらに、被測定部位148を囲む被覆材の壁面には、磁
気センサ150の設置場所が設けられており、該設置場
所には磁気センサ150を固定するためのアタッチメン
ト141が設けられている。
FIG. 8 shows an outline of a measuring system according to the second embodiment. This measuring system is similar to the amplifier filter unit 112, A, similar to the first embodiment.
The measurement unit 142 includes a D converter 113 and a computer 114, a power supply 144 including a function generator 116 and a power amplifier 108, and a magnetic sensor 150 for measuring a magnetic field. Further, the terminals 146A and 146B sandwiching the steel frame of the measurement site 148 are connected to the terminals 147A and 147B provided on the surface of the covering material via the cords 149A and 149B, respectively.
Further, an installation place of the magnetic sensor 150 is provided on a wall surface of the covering material surrounding the measurement site 148, and an attachment 141 for fixing the magnetic sensor 150 is provided at the installation place.

【0055】測定時には、測定ユニット142、電源1
44を建造物101における被測定部位148に接する
1室に配置すると共に、磁気センサ150をアタッチメ
ント141に装着し、磁気センサ150と測定ユニット
142とをデータ線143を介して接続する。アタッチ
メント141への装着によって、磁気センサ150と被
測定部位148の鉄骨の中心軸との間の距離が常に一定
値dを保つ。そして、電源144のコード145A、1
45Bを各々端子147A、147Bに接続する。この
接続によって、電源144から供給された交流電圧は、
被測定部位148を挟む端子146A、146Bの間に
印加可能となる。
At the time of measurement, the measuring unit 142 and the power supply 1
44 is arranged in one room in contact with the measurement site 148 in the building 101, the magnetic sensor 150 is mounted on the attachment 141, and the magnetic sensor 150 and the measurement unit 142 are connected via the data line 143. By the attachment to the attachment 141, the distance between the magnetic sensor 150 and the central axis of the steel frame of the measured portion 148 always keeps a constant value d. Then, the codes 145A, 1
45B are connected to terminals 147A and 147B, respectively. With this connection, the AC voltage supplied from the power supply 144 becomes
The voltage can be applied between the terminals 146A and 146B sandwiching the measured portion 148.

【0056】また、第2の実施の形態に係る測定システ
ムを図9のように構成することもできる。図9に示した
測定システムでは、図8の被測定部位148の鉄骨に設
置された端子146A、端子146B及びコード149
A、149Bを介して被覆材の表面に設置された端子1
47A、147Bの代わりに、被覆材を含めた被測定部
位148を囲むように配置された磁束リング151を用
いる。この磁束リング151にはコイル152が巻き付
けられており、該コイル152の図示しない2端子がコ
ード145A、145Bを介して電源144に接続され
ている。
Further, the measuring system according to the second embodiment can be configured as shown in FIG. In the measurement system shown in FIG. 9, the terminal 146A, the terminal 146B, and the cord 149 installed on the steel frame of the measurement site 148 in FIG.
A, terminal 1 installed on the surface of the covering material via 149B
Instead of 47A and 147B, a magnetic flux ring 151 arranged so as to surround the measurement site 148 including the coating material is used. A coil 152 is wound around the magnetic flux ring 151, and two terminals (not shown) of the coil 152 are connected to a power supply 144 via cords 145A and 145B.

【0057】磁束リング151は、図20(a)に示す
ように、分割磁束リング151A、151Bの2つの部
分に分割可能とされており、分割磁束リング151A、
151Bには、それぞれコイル151A、151Bが巻
き付けられている。コイル151Aは端子153A、1
53Cを備え、コイル151Bは端子153B、153
Dを備えている。
As shown in FIG. 20A, the magnetic flux ring 151 can be divided into two parts, ie, divided magnetic flux rings 151A and 151B.
The coils 151A and 151B are wound around 151B, respectively. The coil 151A has terminals 153A, 1
53C, and the coil 151B has terminals 153B and 153.
D is provided.

【0058】図20(b)は分割磁束リング151Aと
151Bとを被覆材を含めた被測定部位148の周囲で
結合させて1つの磁束リング151を形成すると共に端
子153Cと端子153Dとを結合させて1つのコイル
152を形成した状態を示している。また、図20
(b)のコイル152の端子153A、153Bはそれ
ぞれコード145A、145Bを介して電源144に接
続されている。
FIG. 20B shows a state in which the split magnetic flux rings 151A and 151B are joined together around the portion to be measured 148 including the covering material to form one magnetic flux ring 151, and the terminals 153C and 153D are joined together. 1 shows a state in which one coil 152 is formed. FIG.
The terminals 153A and 153B of the coil 152 in (b) are connected to a power supply 144 via cords 145A and 145B, respectively.

【0059】図20(b)の状態で、端子153A、1
53Bに交流電圧を印加すると、被測定部位148の鉄
骨には、図示のように交流電流が生じるので、この交流
電流により発生した磁場を磁気センサ150で検出する
ことにより、被測定部位148の破断状況を被破壊で検
査することが可能となる。すなわち、図9の測定システ
ムでは、被測定部位148を挟む箇所に予め端子を設け
ることなく破断状況を検査できる。
In the state of FIG. 20B, the terminals 153A, 153A,
When an AC voltage is applied to 53B, an alternating current is generated in the steel frame of the portion 148 to be measured as shown in the figure, and the magnetic field generated by the AC current is detected by the magnetic sensor 150, so that the fracture of the portion 148 to be measured is performed. The situation can be inspected by destruction. That is, in the measurement system of FIG. 9, the breaking state can be inspected without providing a terminal in advance at a position sandwiching the measured portion 148.

【0060】ただし、図9の測定システムでは、コイル
152からの磁場を直接、磁気センサ150が検出して
しまう可能性があるので、次の〜の少なくともいず
れか1つの方法を取る必要がある。
However, in the measurement system of FIG. 9, since the magnetic field from the coil 152 may be directly detected by the magnetic sensor 150, it is necessary to take at least one of the following methods.

【0061】 磁束リング151を磁気センサ150
から離れた位置に設置する。 コイル152自体を磁気シールドする。
The magnetic flux ring 151 is connected to the magnetic sensor 150.
Install away from The coil 152 itself is magnetically shielded.

【0062】 コイル152から出る磁場の向きを鉄
骨から出る磁場の向きと直交させることができるので、
磁気センサ150を鉄骨から出る磁場のみに感度を有す
るようにする。
Since the direction of the magnetic field from the coil 152 can be made orthogonal to the direction of the magnetic field from the steel frame,
The magnetic sensor 150 is made sensitive only to the magnetic field emitted from the steel frame.

【0063】次に、図8及び図9のような測定システム
で破断状況を検査する場合の流れを図5及び図6のフロ
ーチャートを用いて説明する。
Next, the flow in the case of inspecting the breaking condition with the measuring system as shown in FIGS. 8 and 9 will be described with reference to the flowcharts of FIGS.

【0064】図5のフローチャートは、個別測定法にお
いて01法を適用した場合の破断状況の検査の流れを示
したもので、図8のように設定された測定システムで電
源14により端子146A、146Bの間に交流電圧を
印加する(ステップ220)。或いは、図9の測定シス
テムでコイル152の端子の間に交流電圧を印加する。
FIG. 5 is a flow chart showing the flow of the inspection of the breaking state when the method 01 is applied to the individual measurement method. The terminals 146A and 146B are supplied from the power source 14 in the measurement system set as shown in FIG. During this period, an AC voltage is applied (step 220). Alternatively, an AC voltage is applied between the terminals of the coil 152 in the measurement system of FIG.

【0065】次に、磁気センサ150を用いて磁場の測
定を行い(ステップ223)、測定ユニット142が図
4のステップ206と同様に磁場測定値の同期加算平均
をとる(ステップ224)。
Next, the magnetic field is measured using the magnetic sensor 150 (step 223), and the measuring unit 142 calculates the synchronous averaging of the measured magnetic field values as in step 206 in FIG. 4 (step 224).

【0066】次に、ステップ224で得られた加算平均
値がしきい値TH1以下であるか否かを判定する(ステ
ップ225)。このしきい値TH1は、建造物101に
おけるノイズパワーの統計的平均値等から求められるも
のであり、通常は0近傍の正の値に設定される。すなわ
ち、加算平均値がしきい値TH1以下の場合、被測定部
位148の鉄骨には電流が流れておらず、このため磁場
が発生していない可能性が高いということを示し、逆に
加算平均値がしきい値TH1を越えた場合には、被測定
部位148の鉄骨を流れる電流によって発生した磁場を
測定した可能性が高いということを示している。
Next, it is determined whether or not the average value obtained in step 224 is equal to or less than a threshold value TH1 (step 225). The threshold value TH1 is obtained from a statistical average value of noise power in the building 101, and is normally set to a positive value near zero. That is, when the averaging value is equal to or less than the threshold value TH1, no current is flowing through the steel frame of the measurement site 148, which indicates that there is a high possibility that no magnetic field is generated. If the value exceeds the threshold value TH1, it indicates that it is highly likely that the magnetic field generated by the current flowing through the steel frame at the measurement site 148 is measured.

【0067】加算平均値がしきい値TH1以下の場合
(ステップ225肯定判定)、交流電圧を印加したにも
かかわらず被測定部位148の鉄骨に電流が流れなかっ
たとみなせるので、被測定部位148の鉄骨が完全に破
断していると判定する(ステップ228)。
If the average value is equal to or smaller than the threshold value TH1 (Yes at step 225), it can be considered that no current has flowed through the steel frame of the measured portion 148 despite the application of the AC voltage. It is determined that the steel frame is completely broken (step 228).

【0068】加算平均値がしきい値TH1より大きい場
合(ステップ225否定判定)、被測定部位148を流
れる電流によって磁場が発生したとみなせるので、被測
定部位の鉄骨が完全には破断していないと判定する(ス
テップ226)。なお、ステップ226、228の判断
を測定ユニット142内のコンピュータが行い、判定結
果を例えばディスプレイ上に表示したり、音声などで警
告したりしてもよい。
When the averaging value is larger than the threshold value TH1 (No at Step 225), it can be considered that a magnetic field is generated by the current flowing through the measured portion 148, and the steel frame at the measured portion is not completely broken. Is determined (step 226). The determination in steps 226 and 228 may be performed by a computer in the measurement unit 142, and the determination result may be displayed on a display, or a warning may be issued by voice or the like.

【0069】以上のように、破断の有無が判断される
と、この被測定部位に関し測定を終了する。そして、他
の被測定部位に関しても同様に測定を行う。
As described above, when the presence or absence of breakage is determined, the measurement is completed for this measured portion. Then, the same measurement is performed for the other measurement sites.

【0070】01法では、現時点の測定値しか問題にし
ないためきわめて簡便に破断状況の検査を行うことがで
きる。
In the method 01, since only the measured value at the present time is considered as a problem, it is possible to inspect the breaking condition very easily.

【0071】図6のフローチャートは、個別測定法にお
いて比較法を適用した場合の破断状況の検査の流れを示
したもので、図8のように設定された測定システムで電
源144により端子146A、146Bの間に交流電圧
を印加する(ステップ232)。或いは、図9の測定シ
ステムでコイル152の端子の間に交流電圧を印加す
る。
FIG. 6 is a flow chart showing the flow of the inspection of the breaking state when the comparison method is applied in the individual measurement method. In the measurement system set as shown in FIG. 8, the terminals 146A and 146B are operated by the power supply 144. During this period, an AC voltage is applied (step 232). Alternatively, an AC voltage is applied between the terminals of the coil 152 in the measurement system of FIG.

【0072】次に、磁気センサ150を用いて磁場の測
定を行い(ステップ234)、磁場測定値の同期加算平
均をとる(ステップ236)。比較法の場合、過去のデ
ータと比較するので、特に測定位置の再現性が要求され
る。第2の実施の形態では、アタッチメント141に磁
気センサ150を装着し、測定位置を被測定部位148
の鉄骨中心から所定距離dの位置に固定するので正確な
比較が可能となる。なお、磁気センサ150を施工時に
予め被測定部位148を囲む被覆材に埋め込んでおいて
もよい。
Next, a magnetic field is measured using the magnetic sensor 150 (step 234), and a synchronous addition average of the measured magnetic field values is obtained (step 236). In the case of the comparison method, since the comparison is made with past data, reproducibility of the measurement position is particularly required. In the second embodiment, the magnetic sensor 150 is attached to the attachment 141, and the measurement position is changed to the measurement site 148.
Is fixed at a position at a predetermined distance d from the center of the steel frame, accurate comparison becomes possible. Note that the magnetic sensor 150 may be embedded in a covering material surrounding the measured portion 148 in advance at the time of construction.

【0073】次に、過去の当該被測定部位148で測定
された磁場の加算平均値を読み出す(ステップ23
8)。例えば、竣工時などのように鉄骨が経年変化によ
る影響を受けていない正常な時期に建造物101で測定
された磁場の加算平均値を予めデータベース化してお
き、当該被測定部位に関する加算平均値を測定ユニット
142内のコンピュータが読み出す。また、建造物の設
計図などから建造物の等価回路網を求め、同一条件下に
おける被測定部位148の周りの磁場をシミュレーショ
ンによって求めてもよい。
Next, the average value of the past magnetic field measured at the measurement site 148 is read (step 23).
8). For example, the average value of the magnetic field measured in the building 101 at a normal time when the steel frame is not affected by the aging such as at the time of completion is stored in a database in advance, and the average value of the measured portion is calculated. The computer in the measurement unit 142 reads the data. Further, an equivalent circuit network of the building may be obtained from a design drawing of the building or the like, and a magnetic field around the measured portion 148 under the same condition may be obtained by simulation.

【0074】次に、ステップ238で求められた過去
(正常時)の加算平均値とステップ236で求められた
加算平均値との差を演算し(ステップ240)、この差
がしきい値TH2を越えているか否かを判定する(ステ
ップ242)。なお、このしきい値は、被測定部位の鉄
骨が正常か異常かを判断する際の規準値として求めたも
のである。
Next, the difference between the past (normal) average value obtained in step 238 and the average value obtained in step 236 is calculated (step 240), and the difference is used as the threshold value TH2. It is determined whether or not it has exceeded (step 242). Note that this threshold is obtained as a reference value when determining whether the steel frame at the measurement site is normal or abnormal.

【0075】過去と現在の加算平均値の差がしきい値T
H2を越えていると判定した場合(ステップ242肯定
判定)、過去と現在の加算平均値の差の大きさに応じて
被測定部位148の鉄骨の破断の程度をきめ細かく判定
する(ステップ246)。
The difference between the past and present average value is the threshold T
If it is determined that H2 is exceeded (Yes at Step 242), the degree of breakage of the steel frame at the measurement site 148 is finely determined according to the magnitude of the difference between the past and present average values (Step 246).

【0076】過去と現在の加算平均値の差がしきい値T
H2を越えていないと判定した場合(ステップ242否
定判定)、被測定部位148の鉄骨は破断していないと
判断する(ステップ232)。
The difference between the past and present average value is the threshold T
If it is determined that H2 has not been exceeded (No at Step 242), it is determined that the steel frame of the measurement site 148 has not been broken (Step 232).

【0077】以上のように、破断状況が検査されると、
この被測定部位に関し、測定を終了する。他の被測定部
位に関しても同様に測定を行う。なお、第2の実施の形
態では加算平均された磁場の値に基づいて破断状況を検
査したが、加算平均値から被測定部位の電流値や抵抗値
を推定し、これらの推定値に対し01法や比較法を適用
して破断状況の検査を行ってもよい。
As described above, when the breaking condition is inspected,
The measurement is completed for this measured part. The same measurement is performed for the other measurement sites. In the second embodiment, the rupture state is inspected based on the value of the magnetic field averaged and averaged. However, the current value and the resistance value of the measured portion are estimated from the averaged value, and these estimated values are compared with the estimated values. The breaking condition may be inspected by applying a method or a comparison method.

【0078】第2の実施の形態では、各被測定部位の破
断状況を個別に検査するので、第1の実施の形態のよう
に、建造物を等価回路網とみなして少数の測定ポイント
から各部材の抵抗値を推定する方法と比較して演算量が
少なくて済む。また、第1の実施の形態では、測定ポイ
ントの取り方や各抵抗の破断状況によって、抵抗値が推
定できない場合があるが、第2の実施の形態では、確実
に被測定部位の抵抗値(電流値、磁場値)を測定するこ
とができる。そこで、第1の実施の形態の検査方法を先
に行い、抵抗が推定できなかった被測定部位のみに関
し、第2の実施の形態の検査方法を実行するようにすれ
ば、効率的な検査が可能となる。
In the second embodiment, the state of breakage of each part to be measured is individually inspected. Therefore, as in the first embodiment, a building is regarded as an equivalent circuit network and a small number of measurement points are used. Compared with the method of estimating the resistance value of the member, the amount of calculation is small. Further, in the first embodiment, the resistance value may not be estimated depending on how to take a measurement point or the breaking state of each resistor. However, in the second embodiment, the resistance value of the measured portion is surely determined. Current value, magnetic field value) can be measured. Therefore, if the inspection method according to the first embodiment is performed first, and the inspection method according to the second embodiment is executed only for the measured part for which resistance could not be estimated, efficient inspection can be performed. It becomes possible.

【0079】なお、図6のフローチャートでは、過去
(正常時)と現在の2つの加算平均値を比較したが、過
去のいくつかのデータと現在のデータとの比較を行って
経年変化を判定してもよい。
In the flowchart of FIG. 6, the past (normal) and the present two average values are compared. However, some past data and the present data are compared to determine the secular change. You may.

【0080】(第3の実施の形態)第3の実施の形態で
は、亀裂判定法を説明する。
(Third Embodiment) In a third embodiment, a crack determination method will be described.

【0081】第3の実施の形態に係る亀裂判定法の流れ
を図7のフローチャートに示す。なお、以下の説明で
は、第2の実施の形態と同様の図8又は図9の測定シス
テムを想定する。
FIG. 7 is a flowchart showing the flow of the crack determination method according to the third embodiment. In the following description, the measurement system of FIG. 8 or 9 similar to that of the second embodiment is assumed.

【0082】図7に示すように、まず、図8のように設
定された測定システムで電源144によって端子146
A、146Bの間に2以上の異なる周波数の一定電流の
交流電圧をそれぞれ印加する(ステップ252)。或い
は、図9の測定システムでコイル152の端子の間に2
以上の異なる周波数の一定電流の交流電圧をそれぞれ印
加する。印加する交流電圧の周波数は、高い周波帯及び
低い周波数帯から少なくとも1つずつ代表的な周波数を
選択する。
As shown in FIG. 7, first, in the measurement system set as shown in FIG.
A and 146B are applied with two or more different frequencies of a constant current AC voltage, respectively (step 252). Alternatively, in the measurement system of FIG.
The above-described constant current AC voltages having different frequencies are respectively applied. As a frequency of the applied AC voltage, a representative frequency is selected from at least one of a high frequency band and a low frequency band.

【0083】次に、各周波数の交流電圧を印加した各々
の場合についての磁場測定を磁気センサ150を用いて
それぞれ行い(ステップ254)、各測定値の同期加算
平均をとって(ステップ256)、各周波数に対応する
加算平均値をそれぞれ求める。
Next, a magnetic field measurement in each case where an AC voltage of each frequency is applied is performed using the magnetic sensor 150 (step 254), and a synchronous averaging of each measured value is performed (step 256). An average value corresponding to each frequency is obtained.

【0084】次に、ステップ256で求めた各加算平均
値に正常時と異なる異常な周波数依存特性があるか否か
を判定する(ステップ256)。例えば、高い周波数の
加算平均値と低い周波数の加算平均値との差が正常時の
値に比して所定のしきい値以上の差があるか否かを判定
する。
Next, it is determined whether or not each of the averaging values obtained in step 256 has abnormal frequency-dependent characteristics different from those in the normal state (step 256). For example, it is determined whether or not the difference between the high frequency averaging value and the low frequency averaging value is greater than or equal to a normal threshold value by a predetermined threshold value.

【0085】各加算平均値に正常時と異なる周波数依存
特性がある場合(ステップ258肯定判定)、すなわ
ち、高い周波数の加算平均値と低い周波数の加算平均値
との差が正常時の値に比して所定のしきい値以上の差が
有った場合、当該被測定部位の鉄骨の表面付近に亀裂有
りと判断する(ステップ260)。そして、各加算平均
値の比較から亀裂の大まかな場所(スパン内の正確な場
所まではわからない)を判定する(ステップ262)。
If each of the average values has a frequency dependence characteristic different from that in the normal state (Yes at step 258), that is, the difference between the average value of the high frequency and the average value of the low frequency is smaller than the value in the normal state. If there is a difference equal to or greater than the predetermined threshold value, it is determined that there is a crack near the surface of the steel frame at the measurement site (step 260). Then, from the comparison of the respective average values, the approximate location of the crack (the exact location within the span is not known) is determined (step 262).

【0086】各加算平均値に正常時と異なる周波数依存
特性が無い場合(ステップ258否定判定)、すなわ
ち、高い周波数の加算平均値と低い周波数の加算平均値
との差が正常時と比して所定のしきい値以上の差が無い
場合には、当該被測定部位の鉄骨の表面付近に亀裂無し
と判断する(ステップ264)。
If there is no frequency dependence characteristic different from the normal value in each of the average values (No in step 258), that is, the difference between the high frequency average value and the low frequency average value is smaller than that in the normal case. If there is no difference equal to or greater than the predetermined threshold value, it is determined that there is no crack near the surface of the steel frame at the measurement site (step 264).

【0087】以上のように、亀裂の有無や亀裂の大まか
な場所が検査されると、この被測定部位に関し、測定を
終了する。他の被測定部位に関しても同様に測定を行
う。以上述べた第1〜第3の実施の形態に係る破断状況
の検査を行うことによって、鉄骨等の導電性構造部材を
覆う断熱材や化粧板を取り外すことなく、部材の破断状
況を的確に判断することができ、労力、時間、コストの
いずれも軽減することができる。
As described above, when the presence / absence of a crack and the approximate location of the crack are inspected, the measurement is completed for this measured portion. The same measurement is performed for the other measurement sites. By performing the inspection of the breaking state according to the first to third embodiments described above, the breaking state of the member can be accurately determined without removing the heat insulating material or the decorative board covering the conductive structural member such as the steel frame. And all of labor, time and cost can be reduced.

【0088】なお、本検査方法では、鉄骨自体が通常で
は極めて低い抵抗値しか持たないため、大電流を流して
も大きな電圧が発生せず、一部が破損しても他の周辺部
が電気的に接続されていれば、露出している鉄骨部に手
を触れたり、電子機器が鉄骨部にアースをとっていたと
しても感電や破損等の被害を与えることはない。
In this inspection method, since the steel frame itself usually has only an extremely low resistance value, a large voltage is not generated even when a large current is applied, and even if a part is damaged, other peripheral parts are electrically disconnected. If the electronic parts are electrically connected, no damage such as electric shock or damage is caused even if the exposed steel frame is touched or the electronic device is grounded to the steel frame.

【0089】また、第1〜第3の実施の形態では、測定
磁場を同期加算平均して求めた加算平均値を用いて破断
状況の判断を行っていたが、この加算平均値を用いる代
わりに測定磁場の時系列データを、M系列で代表される
符号化系列信号やチャープ信号を用いてのパルス圧縮技
術を適用して求めた磁場を用いて破断状況の判断を行う
ようにしてもよい。この場合にも周囲の磁気的ノイズに
よる影響を除去して磁場を検出することができる。
Further, in the first to third embodiments, the breaking state is determined using the average value obtained by synchronously averaging the measured magnetic fields, but instead of using the average value, the rupture state is determined. The time-series data of the measured magnetic field may be used to determine the break state using a magnetic field obtained by applying a pulse compression technique using an encoded sequence signal represented by an M sequence or a chirp signal. Also in this case, the magnetic field can be detected by removing the influence of the surrounding magnetic noise.

【0090】(第4の実施の形態)第4の実施の形態
は、建造物100自体に破断状況の検査用機能を備えた
もので、その構成を図10及び図11を用いて説明す
る。なお、第1の実施の形態と同様の構成については同
一の符号を付して詳細な説明を省略する。
(Fourth Embodiment) In the fourth embodiment, the structure 100 is provided with a function for checking the state of breakage of the building 100 itself, and the structure thereof will be described with reference to FIGS. 10 and 11. FIG. Note that the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted.

【0091】図10に示すように、第4の実施の形態で
は、建造物100を構成する複数の被測定部位に各々配
置された複数の磁気検出部からなる磁気センサモジュー
ル170と、各被測定部位を挟む2箇所にそれぞれ埋め
込まれた交流電圧印加用の端子と、を備える。或いは交
流電圧印加用の端子の代わりに各被測定部位の周囲に図
20(b)のような磁束リングをそれぞれ配置しておい
てもよい。そして、建造物100の集中管理室に、磁気
センサモジュール170の複数の磁気検出部からのデー
タ線が接続されたアンプフィルタユニット112と、A
D変換器113と、コンピュータ114と、ファンクシ
ョンジェネレータ106と、パワーアンプ108と、各
被測定部位を挟む箇所に埋め込まれた端子或いは各被測
定部位の周囲に配置されたコイルの端子が接続された端
子切換装置168と、を配置する。
As shown in FIG. 10, in the fourth embodiment, a magnetic sensor module 170 including a plurality of magnetic detection units respectively disposed at a plurality of measurement sites constituting the building 100, And a terminal for applying an AC voltage, which is embedded in each of the two portions sandwiching the portion. Alternatively, instead of the terminals for applying the AC voltage, magnetic flux rings as shown in FIG. An amplifier filter unit 112 having data lines from a plurality of magnetic detection units of the magnetic sensor module 170 connected to the central control room of the building 100, and A
The D converter 113, the computer 114, the function generator 106, the power amplifier 108, and the terminals embedded in the portions sandwiching each measured portion or the terminals of the coils arranged around each measured portion were connected. And a terminal switching device 168.

【0092】端子切換装置168は、コンピュータ11
4から指示された任意の2端子又は指示された任意の磁
束リングのコイルの2端子を選択してパワーアンプ10
8の2出力端子に接続するための切り換え装置である。
この端子切換装置の切り換えによって、建造物100の
任意の2端子又は任意の磁束リングのコイルに交流電圧
が印加できる。
The terminal switching device 168 is connected to the computer 11
4 to select any two terminals specified by the user or the two terminals of the coil of the specified magnetic flux ring.
8 is a switching device for connecting to two output terminals.
By the switching of the terminal switching device, an AC voltage can be applied to any two terminals of the building 100 or the coil of any magnetic flux ring.

【0093】また、コンピュータ114は、アンプフィ
ルターユニット112から送られてきた各被測定部位の
測定磁場データを記憶する記憶部154と、装置全体を
制御・管理して建造物100の破断状況を定期的に検査
する制御部156と、該制御部156に内蔵された時計
157と、比較検査用の過去の測定データからなるデー
タベースが記憶されたハードディスク158と、破断状
況の検査結果などを表示する表示部160と、オペレー
タの入力手段としての入力部162と、から構成され
る。なお、制御部156はファンクションジェネレータ
106と、端子切換装置168と、に接続されている。
Further, the computer 114 has a storage unit 154 for storing the measured magnetic field data of each part to be measured sent from the amplifier filter unit 112, and controls and manages the entire apparatus to periodically check the breaking state of the building 100. Control unit 156, a clock 157 built in the control unit 156, a hard disk 158 storing a database of past measurement data for comparison inspection, and a display for displaying the inspection result of the breaking state and the like. And an input unit 162 as input means for the operator. The control unit 156 is connected to the function generator 106 and the terminal switching device 168.

【0094】図10のシステムでは、集中管理室のコン
ピュータ114が、集中管理室に配置されたファンクシ
ョンジェネレータ106、パワーアンプ108、及び端
子切換装置168を制御して任意の被測定部位に交流電
圧を印加し、磁気センサモジュール171の当該被測定
部位に配置された磁気検出部を制御して磁場を測定さ
せ、その結果を順次送信させる。そして、測定結果を演
算、収集し、集計処理、シミュレーション、データベー
スに格納された既存データとの比較、表示、出力等を行
う。
In the system shown in FIG. 10, the computer 114 in the central control room controls the function generator 106, the power amplifier 108, and the terminal switching device 168 arranged in the central control room to apply an AC voltage to an arbitrary part to be measured. When the magnetic field is applied, the magnetic field is measured by controlling the magnetic detection unit disposed at the measurement site of the magnetic sensor module 171, and the results are sequentially transmitted. Then, it calculates and collects the measurement results, performs tallying processing, simulation, comparison with existing data stored in the database, display, output, and the like.

【0095】また、第4の実施の形態では、図11に示
すようなシステム形態を採ることも可能である。
Further, in the fourth embodiment, a system configuration as shown in FIG. 11 can be adopted.

【0096】図11のシステムでは、建造物100にビ
ル内LAN(Local Area Network)174を設けてお
り、ビル内LAN174にそれぞれ接続された磁気セン
サモジュール171とアンプモジュール172とコンピ
ュータ114とを備える。
In the system shown in FIG. 11, a building LAN (Local Area Network) 174 is provided in the building 100, and a magnetic sensor module 171, an amplifier module 172, and a computer 114 connected to the building LAN 174 are provided.

【0097】コンピュータ114は、ビル内LAN17
4を介して通信を行うためのネットワークインターフェ
イス175を含んで構成されており、磁気センサモジュ
ール171及びアンプモジュールとの間のデータ通信や
各モジュール制御のためのコマンド通信が可能とされて
いる。すなわち、コンピュータ114は、ビル内LAN
174を介して、受信した測定データの集計処理、表
示、データベース管理、さらにシステム全体の制御・管
理などを行う。
The computer 114 is connected to the in-building LAN 17.
The network interface 175 includes a network interface 175 for performing communication via the communication module 4 and enables data communication between the magnetic sensor module 171 and the amplifier module and command communication for controlling each module. That is, the computer 114 is connected to the in-building LAN.
Via the 174, it performs totalization processing, display, database management, control and management of the entire system, and the like of the received measurement data.

【0098】磁気センサモジュール174は、各被測定
部位にそれぞれ配置された複数の磁気検出部と該磁気検
出部が検出した測定データを演算処理(同期加算処理、
パルス圧縮処理など)する複数の演算部とから構成され
ている。各演算部は、測定データからノイズ成分を除去
すると共に増幅するアンプフィルタ、ADC(アナログ
→ディジタル変換器)、ディジタルデータを演算処理す
るDSP(ディジタルシグナルプロセッサ)、ビル内L
AN174を介してコンピュータ114からの指令を受
けたり演算処理された測定データをコンピュータ114
に送出するためのネットワークインターフェイスと図示
しない電源部とから構成されている。これらの構成部
は、例えば小さなボード上に集積され、低コストのコン
ピュータとして動作される。
The magnetic sensor module 174 computes a plurality of magnetic detectors disposed at each of the measured parts and measurement data detected by the magnetic detectors (synchronous addition processing,
And a plurality of calculation units for performing pulse compression processing. Each operation unit includes an amplifier filter for removing and amplifying noise components from the measured data, an ADC (analog-to-digital converter), a DSP (digital signal processor) for performing arithmetic processing on digital data, and an L in the building.
Measurement data that has received a command from the computer 114 via the AN 174 or has been processed
And a power supply unit (not shown). These components are integrated on, for example, a small board and operated as a low-cost computer.

【0099】アンプモジュール172は、各被測定部位
毎に配置されかつコンピュータ114からの指令に基づ
いて任意波形及び任意周波数の信号を生成する複数の信
号生成部と、該信号生成部で生成された各信号を増幅し
て各被測定部位を挟む端子或いは各被測定部位を囲む磁
束リングのコイル端子に交流電圧を印加する複数のパワ
ーアンプ(増幅部)と、から構成されている。
The amplifier module 172 is arranged for each part to be measured and generates a plurality of signal generators for generating an arbitrary waveform and an arbitrary frequency signal based on a command from the computer 114. And a plurality of power amplifiers (amplifying units) that amplify each signal and apply an AC voltage to terminals sandwiching each measured part or coil terminals of a magnetic flux ring surrounding each measured part.

【0100】各信号生成部は、ビル内LAN174を介
してコンピュータ114からの指令を受けるためのネッ
トワークインターフェイスと、受信した指令に基づいて
任意波形及び任意周波数のディジタル信号を生成するD
SP(ディジタルシグナルプロセッサ)と、生成された
ディジタル信号をアナログ信号に変換するDAC(ディ
ジタル→アナログ変換器)と、変換されたアナログ信号
からノイズ成分を除去するアンプフィルタと、図示しな
い電源部と、から構成されている。これらの構成部は、
例えば小さなボード上に集積され、低コストのコンピュ
ータとして動作される。
Each signal generation unit has a network interface for receiving a command from the computer 114 via the in-building LAN 174, and a D for generating a digital signal of an arbitrary waveform and an arbitrary frequency based on the received command.
An SP (digital signal processor), a DAC (digital-to-analog converter) for converting a generated digital signal into an analog signal, an amplifier filter for removing noise components from the converted analog signal, and a power supply unit (not shown); It is composed of These components are:
For example, it is integrated on a small board and operated as a low-cost computer.

【0101】図11のシステムでは、集中管理室のコン
ピュータ114が、各被測定部位に配置されたアンプモ
ジュール172の任意の信号生成・増幅部を制御して任
意の被測定部位に交流電圧を印加し、磁気センサモジュ
ール171の当該被測定部位に配置された磁気検出・演
算部を制御して磁場を測定、演算させ、その結果を順次
送信させる。そして、測定結果を収集し、集計処理、シ
ミュレーション、データベースに格納された既存データ
との比較、表示、出力等を行う。
In the system shown in FIG. 11, the computer 114 in the central control room controls an arbitrary signal generating / amplifying unit of the amplifier module 172 arranged in each measured part to apply an AC voltage to any measured part. Then, the magnetic sensor module 171 controls the magnetic detection / arithmetic unit arranged at the measurement site to measure and calculate the magnetic field, and sequentially transmits the results. Then, the measurement results are collected, and a totaling process, simulation, comparison with existing data stored in the database, display, output, and the like are performed.

【0102】すなわち、図11のシステムは、各被測定
部位毎に、電源及び測定データの演算部を配置し、ビル
内LANを介してデータの送受信を可能とした点で図1
0のシステムと異なっており、図10のシステムと比較
して次の、のような利点がある。
In other words, the system shown in FIG. 11 is different from the system shown in FIG.
0 and has the following advantages over the system of FIG.

【0103】 各磁気検出部毎にアンプフィルターな
どを設置したため、多数の磁気検出部から1つのアンプ
フィルタに結線する図10のシステムと比較して結線が
容易となり、コストを低減することができる。
Since an amplifier filter or the like is provided for each magnetic detection unit, the connection becomes easier and the cost can be reduced as compared with the system of FIG. 10 in which many magnetic detection units are connected to one amplifier filter.

【0104】 各磁気検出部の測定データをディジタ
ルデータに変換してからビル内LANを介して遠隔のコ
ンピュータに転送するため、長さのまちまちな配線で各
磁気検出部を結ぶ図10のシステムと比較して、磁気検
出部のアナログ出力の減衰量がまちまちになるのを防
ぎ、高精度の計測が可能となると共に磁気センサモジュ
ールの管理が容易となる。
In order to convert the measurement data of each magnetic detection unit into digital data and then transfer it to a remote computer via a LAN in the building, the system shown in FIG. In comparison, it is possible to prevent the amount of attenuation of the analog output of the magnetic detection unit from being varied, thereby enabling highly accurate measurement and facilitating the management of the magnetic sensor module.

【0105】次に、第4の実施の形態に係る建造物10
0の自己診断機能の流れを図12のフローチャートを用
いて説明する。
Next, the building 10 according to the fourth embodiment is described.
The flow of the self-diagnosis function 0 will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0106】図12に示すように、コンピュータ114
の制御部156が、時計157が示した年月日や時刻を
チェックして現在が定期検査時に該当するか否か、また
はオペレータが入力部162により破断状況の検査を指
令したか否かを判定する(ステップ270)。定期検査
時に該当しないかまたは入力無しの場合(ステップ27
0否定判定)、定期検査時までまたは入力があるまで待
機する。
As shown in FIG.
The control unit 156 checks the date and time indicated by the clock 157 to determine whether the current time corresponds to the periodical inspection, or whether the operator instructs the input unit 162 to inspect the breaking state. (Step 270). If not applicable or there is no input during the periodic inspection (step 27
(0 negative judgment), and waits until the periodic inspection or until there is an input.

【0107】定期検査時または入力が有った場合(ステ
ップ270肯定判定)、各被測定部位を特定するための
番号kに1を代入する(ステップ272)。すなわち、
被測定部位1から測定を開始することを意味する。
At the time of the periodic inspection or when there is an input (Yes at Step 270), 1 is substituted for the number k for specifying each part to be measured (Step 272). That is,
This means that the measurement is started from the measurement site 1.

【0108】次に、被測定部位kに交流電圧を印加する
(ステップ274)。図10のシステムの場合は、端子
切換装置168により被測定部位kを挟む2端子にパワ
ーアンプ108の出力端子を接続させるか或いは被測定
部位kの周囲に配置された磁束リングのコイルの2端子
にパワーアンプ108の出力端子を接続させて被測定部
位kに交流電圧を印加する。図11のシステムの場合
は、アンプモジュール172の被測定部位kに相当する
信号生成・演算部のみを制御して当該パワーアンプに接
続された被測定部位kを挟む2端子に交流電圧を印加す
る。
Next, an AC voltage is applied to the portion k to be measured (step 274). In the case of the system shown in FIG. 10, the output terminal of the power amplifier 108 is connected to the two terminals sandwiching the portion to be measured k by the terminal switching device 168, or the two terminals of the coil of the magnetic flux ring disposed around the portion to be measured k. To the output terminal of the power amplifier 108 to apply an AC voltage to the portion k to be measured. In the case of the system shown in FIG. 11, only the signal generation / computation unit corresponding to the measured part k of the amplifier module 172 is controlled to apply an AC voltage to two terminals sandwiching the measured part k connected to the power amplifier. .

【0109】次に、被測定部位kの近傍に配置された磁
気検出部98により磁場測定を行い(ステップ27
6)、測定データを収集する(ステップ278)。な
お、測定データはコンピュータ114の記憶部154に
格納される。
Next, the magnetic field is measured by the magnetic detector 98 arranged near the part to be measured k (step 27).
6) Collect measurement data (step 278). Note that the measurement data is stored in the storage unit 154 of the computer 114.

【0110】次に、kを1だけインクメントし(ステッ
プ280)、kが被測定部位の個数Nを越えているか否
かを判定する(ステップ282)。kがNを越えていな
い場合(ステップ282否定判定)、すなわち全ての被
測定部位に対し測定が終了していない場合、ステップ2
74に戻り更新された番号の被測定部位に関し、同様の
処理を実行する。
Next, k is incremented by 1 (step 280), and it is determined whether or not k exceeds the number N of the sites to be measured (step 282). If k does not exceed N (No in Step 282), that is, if the measurement has not been completed for all the measured parts, Step 2
Returning to step 74, the same processing is executed with respect to the measured part having the updated number.

【0111】kがNを越えた場合(ステップ282肯定
判定)、すなわち。全ての被測定部位が測定終了した場
合、収集された測定データを用いて各被測定部位の破断
状況の検査を行う(ステップ284)。なお、この破断
状況の検査には、図5のフローチャートに示した01
法、図6のフローチャートに示した比較法、及び図7の
フローチャートに示した亀裂判定法などに基づく検査方
法が用いられる。
When k exceeds N (Yes at step 282), that is, When the measurement has been completed for all the sites to be measured, the state of breakage of each site to be measured is inspected using the collected measurement data (step 284). In addition, the inspection of the breaking state is performed by using 01 shown in the flowchart of FIG.
Inspection methods based on the method, the comparison method shown in the flowchart of FIG. 6, and the crack determination method shown in the flowchart of FIG. 7 are used.

【0112】次に、ステップ284で検査された各被測
定部位の異常の有無及び破断状況を表示部160により
表示する(ステップ286)。なお、この表示時に、異
常箇所に警告を表示するようにしてもよい。そして、ス
テップ270に戻って同様の処理を繰り返す。
Next, the presence or absence of an abnormality and the breaking state of each measured part inspected in step 284 are displayed on the display unit 160 (step 286). At the time of this display, a warning may be displayed at an abnormal point. Then, the process returns to step 270 to repeat the same processing.

【0113】以上のように本実施の形態では、建造物自
体に導電性構造部材の自己診断機能を付与し定期的に破
断状況を診断するようにしたので、測定の労力を大幅に
低減できると共に破断状況を漏れなく正確にチェックす
ることができる。また、地震発生後などに、入力部16
2を用いて破断状況の診断を指令することも可能なの
で、突発的な地震による被害を直ちに診断し、対処する
ことができる。
As described above, in the present embodiment, the self-diagnosis function of the conductive structural member is provided to the building itself, and the state of breakage is periodically diagnosed. The breaking condition can be checked accurately without omission. Also, after an earthquake occurs, the input unit 16
2 can be used to instruct the diagnosis of the rupture situation, so that the damage caused by a sudden earthquake can be immediately diagnosed and dealt with.

【0114】なお、第4の実施の形態では、すべての被
測定部位を順番に診断するようにしたが、入力指定され
た特定の被測定部位のみを診断することも可能である。
また、図11のシステムの場合は、複数の被測定部位の
破断状況の検査を一度に行うこともできる。さらに、第
1の実施の形態に係る図4の検査方法(シミュレーショ
ン法)を定期的に行ったり、図4と図12の検査方法と
併用したりすることも可能である。
In the fourth embodiment, all the sites to be measured are diagnosed in order. However, it is also possible to diagnose only a specific site to be input and specified.
Further, in the case of the system shown in FIG. 11, it is also possible to inspect the breaking state of a plurality of measured parts at once. Further, the inspection method (simulation method) of FIG. 4 according to the first embodiment can be periodically performed, or can be used in combination with the inspection methods of FIGS. 4 and 12.

【0115】[0115]

【実施例】本実施例では、図16に示すような建造物モ
デルを用意し、3種類の条件(1.破断なし、2.部材
の一部破断、3.破断あり)の各々で計算した場合の電
流値、電圧値の相違を具体的に示す。この建造物モデル
は、長さが4m、抵抗率が9.71×10-6Ω・cmの
導電性構造部材を1つの単位とした3×2×2の2階立
て長方形状構造物であり、c点とd点(アース接続)に
電位差をかけられるようになっている。
EXAMPLE In this example, a building model as shown in FIG. 16 was prepared, and calculations were performed under each of three conditions (1. no break, 2. partial break of member, 3. break). The difference between the current value and the voltage value in the case is specifically shown. This building model is a 3 × 2 × 2 two-story rectangular structure having a conductive unit having a length of 4 m and a resistivity of 9.71 × 10 −6 Ω · cm as one unit. , C and d (ground connection).

【0116】まず、図16の建造物モデルにおいて導電
性構造部材に破断が無い場合の等価回路網を図17に示
す。
First, FIG. 17 shows an equivalent circuit network in the case where there is no break in the conductive structural member in the building model of FIG.

【0117】図17に示すように、図16の建造物モデ
ルの各単位スパン(1つの導電性構造物に対応)は、
0.2mΩの抵抗R1〜R81に置き換えられている。
図17では、破断無しの場合を扱っているので、抵抗R
1〜R81のいずれもが同一の抵抗値を示している。ま
た、c−d間には、最大振幅0.1Vの交流電圧を発生
する定電流の電源VC76が接続されている。なお、電
源VC76の交流周波数を所定範囲内で変えることがで
きるようになっている。
As shown in FIG. 17, each unit span (corresponding to one conductive structure) of the building model of FIG.
The resistors are replaced by resistors R1 to R81 of 0.2 mΩ.
Since FIG. 17 deals with the case where there is no breakage, the resistance R
Each of 1 to R81 has the same resistance value. A constant-current power supply VC76 that generates an AC voltage having a maximum amplitude of 0.1 V is connected between cd. Note that the AC frequency of the power supply VC76 can be changed within a predetermined range.

【0118】この電源VC76がcd間に印加した交流
電圧によって、抵抗R1〜R81に交流電流が流れる
が、この交流電流の値を計測するため、抵抗R1、R1
4、R9にそれぞれ交流電流計(AMMTR)80、7
8、77が直列に接続されている。また、抵抗R23に
かかる電圧を計測するために交流電圧計(VMTR)7
9が抵抗R23と並列に接続されている。
The alternating current applied between the cd by the power supply VC76 causes an alternating current to flow through the resistors R1 to R81. To measure the value of the alternating current, the resistors R1 and R1 are used.
AC current meter (AMMTR) 80, 7 for R4 and R9 respectively
8, 77 are connected in series. Further, an AC voltmeter (VMTR) 7 is used to measure the voltage applied to the resistor R23.
9 is connected in parallel with the resistor R23.

【0119】図17の等価回路網の例では、各交流電流
計77、78、80で計測される電流の実効値は、それ
ぞれ50.419A(アンペア)、19.690A、1
59.900Aとなり、交流電圧計79で計測される電
圧の実効値は、3.269mVとなる。
In the example of the equivalent network shown in FIG. 17, the effective values of the currents measured by the respective AC ammeters 77, 78 and 80 are 50.419 A (ampere), 19.690 A and 1
59.900 A, and the effective value of the voltage measured by the AC voltmeter 79 is 3.269 mV.

【0120】次に、導電性構造部材の一部が破断した場
合の等価回路網を図18に示す。図14では、抵抗R8
1に相当する部材の一部が破断した場合を想定してい
る。ところで、部材の一部が破断すると、その断面積が
減少するため、抵抗値が増大する。そこで、図18で
は、破断によって増大した抵抗値R82(2MΩ)をR
81に直列に接続することにより、一部破断の状況を等
価的に表している。
Next, FIG. 18 shows an equivalent circuit network when a part of the conductive structural member is broken. In FIG. 14, the resistor R8
It is assumed that a part of the member corresponding to 1 is broken. By the way, when a part of the member breaks, its cross-sectional area decreases, and the resistance value increases. Therefore, in FIG. 18, the resistance value R82 (2 MΩ) increased by the fracture is represented by R
By connecting in series with 81, a partially broken state is equivalently represented.

【0121】図18の等価回路網の例では、各交流電流
計77、78、80で計測される電流の実効値は、それ
ぞれ17.874A、24.476A、188.951
Aとなり、交流電圧計79で計測される電圧の実効値
は、1.693mVとなる。このように、1つの導電性
構造部材の一部が破断されても、この部材とは別の箇所
で計測された電気的特性に大きな変化が現れることがわ
かる。
In the example of the equivalent network shown in FIG. 18, the effective values of the currents measured by the respective AC ammeters 77, 78 and 80 are 17.874A, 24.476A and 188.951, respectively.
A, and the effective value of the voltage measured by the AC voltmeter 79 is 1.693 mV. Thus, it can be seen that even if a part of one conductive structural member is broken, a large change appears in the electrical characteristics measured at a location different from this member.

【0122】次に、導電性構造部材が完全に破断した場
合の等価回路網を図19に示す。図19では、抵抗R8
1に相当する部材が完全に破断された場合を想定してい
る。ところで、部材が完全に破断されると、一方の切断
面と他方の切断面とによって電気容量を持つコンデンサ
が生じ、図19の等価回路網では、抵抗R81に直列に
コンデンサC16を接続して、この状況を表している。
コンデンサC16の電気容量は、部材の断面積に比例
し、破断部分のギャップに反比例する。断面積が30c
2 で破断部分のギャップが10μmの導電性部材の場
合、空気の誘電率を用いると、電気容量Cとして266
0pF(10-12 F)が得られる。
Next, FIG. 19 shows an equivalent circuit network when the conductive structural member is completely broken. In FIG. 19, the resistor R8
It is assumed that the member corresponding to No. 1 is completely broken. By the way, when the member is completely broken, a capacitor having an electric capacity is generated by one cut surface and the other cut surface. In the equivalent circuit of FIG. 19, a capacitor C16 is connected in series with the resistor R81. This situation is represented.
The capacitance of the capacitor C16 is proportional to the cross-sectional area of the member, and is inversely proportional to the gap at the break. Cross section is 30c
In the case of a conductive member having a gap of 10 μm and a break portion of m 2 , when the dielectric constant of air is used, the capacitance C is 266.
0 pF (10 −12 F) is obtained.

【0123】図19の等価回路網の例では、各交流電流
計77、78、80で計測される電流の実効値は、それ
ぞれ12.078A、25.329A、194.125
Aとなり、交流電圧計79で計測される電圧の実効値
は、1.412mVとなる。図18の場合と同様に、導
電性構造部材の破断によって、別の箇所で測定された電
流値等が変化することがわかる。
In the example of the equivalent circuit network shown in FIG. 19, the effective values of the currents measured by the respective AC ammeters 77, 78 and 80 are 12.078 A, 25.329 A and 194.125, respectively.
A, and the effective value of the voltage measured by the AC voltmeter 79 is 1.412 mV. As in the case of FIG. 18, it can be seen that the current value or the like measured at another location changes due to the breakage of the conductive structural member.

【0124】以上のように、一部の導電性構造部材の部
分的な破断若しくは完全な破断によって各導電性構造部
材を流れる電流値が正常時と比較して変化し、この電流
値の変化により各抵抗の周囲の磁場も変化するので、正
常時と比較した磁場の変化を検出することによって導電
性構造部材の破断状況を検査できることがわかる。
As described above, due to partial or complete breakage of some conductive structural members, the value of the current flowing through each conductive structural member changes as compared with the normal state. Since the magnetic field around each resistor also changes, it can be seen that the state of breakage of the conductive structural member can be inspected by detecting a change in the magnetic field as compared to a normal state.

【0125】[0125]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よれば、被測定部位に交流電圧を印加することにより発
生した磁場を測定し、測定された磁場の値から求められ
た各導電性構造部材の抵抗値と正常時の各導電性構造部
材の抵抗値とを比較することによって各導電性構造部材
の破断状況を検査するようにしたので、被覆材を撤去す
ることなく各導電性構造部材の破断状況の正確な検査が
できる、という効果が得られる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, a magnetic field generated by applying an AC voltage to a portion to be measured is measured, and each of the conductive magnetic fields determined from the value of the measured magnetic field is measured. By comparing the resistance value of the conductive structural member with the resistance value of each conductive structural member at normal time, the state of breakage of each conductive structural member was inspected, so each conductive structure member was removed without removing the covering material. The effect is obtained that the breaking condition of the structural member can be accurately inspected.

【0126】請求項2の発明によれば、被測定部位に交
流電圧を印加することにより発生した磁場を測定し、測
定された磁場の値から求められた被測定部位の電流値に
基づいて被測定部位の破断状況を検査するようにしたの
で、被覆材を撤去することなく被測定部位の破断状況の
正確な検査ができる、という効果が得られる。
According to the second aspect of the present invention, the magnetic field generated by applying an AC voltage to the measured portion is measured, and the measured magnetic field is determined based on the current value of the measured portion obtained from the measured value of the magnetic field. Since the breaking condition of the measurement site is inspected, an effect is obtained that the breaking condition of the measurement site can be accurately inspected without removing the covering material.

【0127】請求項3の発明によれば、被測定部位に少
なくとも2つの異なる周波数の交流電圧を印加したとき
に発生した磁場を各々測定し、測定された各磁場の値か
ら求められた各電流値の比較に基づいて被測定部位の破
断状況を検査するようにしたので、被覆材を撤去するこ
となく被測定部位の表面の亀裂に関する破断状況の正確
な検査ができる、という効果が得られる。
According to the third aspect of the invention, the magnetic fields generated when at least two different frequencies of the AC voltage are applied to the measurement site are measured, and the respective currents obtained from the measured values of the magnetic fields are measured. Since the breaking condition of the measured portion is inspected based on the comparison of the values, an effect is obtained that the breaking condition of the crack on the surface of the measured portion can be accurately inspected without removing the covering material.

【0128】請求項4の発明によれば、印加した交流電
圧の周波数に同期させて測定磁場を加算平均し、この加
算平均された磁場の値に基づいて被測定部位を流れる電
流値を推定するようにしたので、ノイズの影響を低減す
ることができ、より正確な破断状況の検査ができる、と
いうさらなる効果が得られる。
According to the fourth aspect of the invention, the measured magnetic field is added and averaged in synchronization with the frequency of the applied AC voltage, and the value of the current flowing through the portion to be measured is estimated based on the value of the added and averaged magnetic field. As a result, the effect of noise can be reduced, and a more accurate inspection of the breaking state can be performed.

【0129】請求項5の発明によれば、測定された磁場
の値を、M系列で代表される符号化系列若しくはチャー
プ信号を用いてパルス圧縮し、このパルス圧縮された磁
場の値に基づいて被測定部位を流れる電流値を推定する
ようにしたので、ノイズの影響を低減することができ、
より正確な破断状況の検査ができる、というさらなる効
果が得られる。
According to the fifth aspect of the present invention, the measured magnetic field value is pulse-compressed using a coded sequence represented by an M-sequence or a chirp signal, and based on the pulse-compressed magnetic field value. Since the current value flowing through the measured part is estimated, the influence of noise can be reduced.
A further effect is obtained that a more accurate inspection of the breaking state can be performed.

【0130】請求項6の発明によれば、建造物で用いら
れる商用電源の周波数及び該周波数の整数倍の周波数を
避けて磁場測定を行うようにしたので、商用電源による
ノイズの影響を低減することができ、より正確な破断状
況の検査ができる、というさらなる効果が得られる。
According to the invention of claim 6, since the magnetic field measurement is performed while avoiding the frequency of the commercial power supply used in the building and an integer multiple of the frequency, the influence of noise due to the commercial power supply is reduced. And a more accurate inspection of the breaking state can be obtained.

【0131】請求項7の発明によれば、請求項1乃至請
求項6のいずれか1項記載の構造部材破断の非破壊検査
方法により定期的に複数の被測定部位の破壊状況を検査
するようにしたので、測定の際の労力や時間を大幅に低
減できると共に破断状況を漏れなく正確かつ迅速に検査
することができる、という効果が得られる。
According to the seventh aspect of the present invention, the destruction state of a plurality of measurement sites is periodically inspected by the nondestructive inspection method for structural member breakage according to any one of the first to sixth aspects. Therefore, it is possible to greatly reduce the labor and time required for the measurement, and it is possible to accurately and promptly inspect the breaking state without omission.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る測定システム
の構成ブロック図である。
FIG. 1 is a configuration block diagram of a measurement system according to a first embodiment of the present invention.

【図2】10Aの電流を鉄骨に流した場合の電流中心か
らの距離と磁束密度との関係を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a relationship between a distance from a current center and a magnetic flux density when a current of 10 A flows through a steel frame.

【図3】5μTの磁束密度の磁場が30Hzで変化した
時に25π×10-4mm2 の断面積を有するコイル端子
に発生する誘起電圧と巻数との関係を示すグラフであ
る。
FIG. 3 is a graph showing a relationship between an induced voltage generated at a coil terminal having a sectional area of 25π × 10 −4 mm 2 and a number of turns when a magnetic field having a magnetic flux density of 5 μT changes at 30 Hz.

【図4】第1の実施の形態に係るシミュレーション法に
よる測定の流れを示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing a flow of measurement by a simulation method according to the first embodiment.

【図5】第2の実施の形態に係る個別測定法に01法を
適用した場合の測定の流れを示すフローチャートであ
る。
FIG. 5 is a flowchart showing a measurement flow when the 01 method is applied to the individual measurement method according to the second embodiment.

【図6】第2の実施の形態に係る個別測定法に比較法を
適用した場合の測定の流れを示すフローチャートであ
る。
FIG. 6 is a flowchart illustrating a measurement flow when a comparison method is applied to the individual measurement method according to the second embodiment.

【図7】第3の実施の形態に係る亀裂判定法による測定
の流れを示すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart illustrating a flow of measurement by a crack determination method according to a third embodiment.

【図8】本発明の第2の実施の形態に係る測定システム
(第1例)の構成ブロック図である。
FIG. 8 is a configuration block diagram of a measurement system (first example) according to a second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第2の実施の形態に係る測定システム
(第2例)の構成ブロック図である。
FIG. 9 is a configuration block diagram of a measurement system (second example) according to a second embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第4の実施の形態に係る測定システ
ム(第1例)の構成ブロック図である。
FIG. 10 is a configuration block diagram of a measurement system (first example) according to a fourth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第4の実施の形態に係る測定システ
ム(第2例)の構成ブロック図である。
FIG. 11 is a configuration block diagram of a measurement system (second example) according to a fourth embodiment of the present invention.

【図12】第4の実施の形態に係る自己診断機能による
測定の流れを示すフローチャートである。
FIG. 12 is a flowchart illustrating a flow of measurement by a self-diagnosis function according to a fourth embodiment.

【図13】本発明の原理を説明するための簡単な建造物
モデルを示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a simple building model for explaining the principle of the present invention.

【図14】図13の建造物モデルの等価回路網を示す図
である。
14 is a diagram showing an equivalent circuit network of the building model of FIG.

【図15】第1の実施の形態における電力供給方法の1
例を示す図である。
FIG. 15 shows one of the power supply methods according to the first embodiment.
It is a figure showing an example.

【図16】本発明の実施例に係る具体的な建造物のモデ
ルを示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing a model of a specific building according to an example of the present invention.

【図17】図16の建造物モデルにおいて電動性構造部
材の破断が全く無い場合の等価回路網である。
FIG. 17 is an equivalent circuit network in the case where there is no breakage of the electric structural member in the building model of FIG. 16;

【図18】図16の建造物モデルにおいて1つの電動性
構造部材の一部が破断されている場合の等価回路網であ
る。
FIG. 18 is an equivalent circuit network in a case where a part of one electric structural member is broken in the building model of FIG.

【図19】図16の建造物モデルにおいて1つの電動性
構造部材が完全に破断されている場合の等価回路網であ
る。
FIG. 19 is an equivalent circuit network when one electric structural member is completely broken in the building model of FIG. 16;

【図20】被測定部位に誘導電流を発生させるための磁
束リング及び該磁束リングに巻き付いたコイルを示す図
であって、(a)は磁束リング及びコイルを分割した状
態、(b)は磁束リング及びコイルを1つに結合させて
被測定部位の周囲に装着した状態を示す図である。
FIGS. 20A and 20B are diagrams showing a magnetic flux ring for generating an induced current in a measurement site and a coil wound around the magnetic flux ring, where FIG. 20A shows a state where the magnetic flux ring and the coil are divided, and FIG. It is a figure which shows the state which combined the ring and the coil into one, and attached around the to-be-measured part.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

97 電源供給手段 98 磁気検出部 99 データ処理手段 106 ファンクションジェネレータ 108 パワーアンプ 114 コンピュータ 118 電話線 97 power supply means 98 magnetism detection unit 99 data processing means 106 function generator 108 power amplifier 114 computer 118 telephone line

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大野 定俊 千葉県印西市大塚1丁目5番地1 株式会 社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 斉藤 俊夫 千葉県印西市大塚1丁目5番地1 株式会 社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 山崎 慶太 千葉県印西市大塚1丁目5番地1 株式会 社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 柿沢 忠弘 千葉県印西市大塚1丁目5番地1 株式会 社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 三上 忠雄 千葉県印西市大塚1丁目5番地1 株式会 社竹中工務店技術研究所内 ──────────────────────────────────────────────────の Continuation of the front page (72) Inventor Sadatoshi Ohno 1-5-1, Otsuka, Inzai City, Chiba Prefecture Inside the Technical Research Institute, Takenaka Corporation (72) Inventor Toshio Saito 1-5-1, Otsuka 1, Inzai City, Chiba Prefecture Inside the Takenaka Corporation Technical Research Institute (72) Keita Yamazaki 1-5-1, Otsuka, Inzai City, Chiba Prefecture Inside the Technical Research Center Takenaka Corporation (72) Inventor Tadahiro Kakizawa 1-5, Otsuka, Inzai City, Chiba Prefecture Address 1 Takenaka Corporation Technical Research Institute (72) Inventor Tadao Mikami 1-5-1, Otsuka, Inzai City, Chiba Prefecture Inside Takenaka Corporation Technical Research Center

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 建造物を構成する導電性構造部材の被測
定部位を挟む任意の箇所に交流電圧を印加する電圧印加
工程と、 前記被測定部位の近傍に配置された磁気検出部により磁
場測定を行う測定工程と、 前記測定工程で測定された磁場の値に基づいて前記被測
定部位を流れる電流値を推定する推定工程と、 印加した交流電圧の値及び前記被測定部位で推定された
電流値に基づいて、前記建造物と等価な回路網における
各導電性構造部材の抵抗値を求めるシミュレーション工
程と、 前記シミュレーション工程で求められた各導電性構造部
材の抵抗値と正常時の各導電性構造部材の抵抗値とを比
較することによって、各導電性構造部材の破断状況を検
査する検査工程と、 からなることを特徴とする構造部材破断の非破壊検査方
法。
1. A voltage application step of applying an AC voltage to an arbitrary portion of a conductive structural member constituting a building sandwiching a measured portion, and a magnetic field measurement by a magnetic detector arranged near the measured portion. A measuring step of performing, and an estimating step of estimating a current value flowing through the measured part based on a value of the magnetic field measured in the measuring step; a value of an applied AC voltage and a current estimated at the measured part A simulation step for determining the resistance value of each conductive structural member in a circuit network equivalent to the building based on the value, and the resistance value of each conductive structural member obtained in the simulation step and each normal conductivity An inspection step of inspecting the breaking state of each conductive structural member by comparing the resistance value of the structural member with a resistance value of the structural member.
【請求項2】 建造物を構成する導電性構造部材の被測
定部位を挟む箇所に交流電圧を印加する電圧印加工程
と、 前記被測定部位の近傍に配置された磁気検出部により磁
場測定を行う測定工程と、 前記測定工程で測定された磁場の値に基づいて前記被測
定部位を流れる電流値を推定する推定工程と、 前記推定工程で推定された電流値の有無の判定または推
定された電流値と正常時の前記被測定部位の電流値との
比較に基づいて、前記被測定部位の導電性構造部材の破
断状況を検査する検査工程と、 からなることを特徴とする構造部材破断の非破壊検査方
法。
2. A voltage application step of applying an AC voltage to a portion of a conductive structural member constituting a building that sandwiches a measurement site, and a magnetic field measurement is performed by a magnetic detection unit disposed near the measurement site. A measuring step, an estimating step of estimating a current value flowing through the measured site based on the value of the magnetic field measured in the measuring step, and a determination of the presence or absence of the current value estimated in the estimating step or the estimated current. An inspection step of inspecting the state of breakage of the conductive structural member of the measured part based on a comparison between the measured value and the current value of the measured part in a normal state. Destructive inspection method.
【請求項3】 建造物を構成する導電性構造部材の被測
定部位を挟む箇所に少なくとも2つの異なる周波数の交
流電圧を印加する電圧印加工程と、 前記被測定部位の近傍に配置された磁気検出部により、
各々異なる周波数の交流電圧を印加したときの磁場測定
を各々行う測定工程と、 前記測定工程で測定された各磁場の値に基づいて各々異
なる周波数の交流電圧を印加したときの前記被測定部位
を流れる電流値を各々推定する推定工程と、 前記推定工程で推定された各々の電流値の比較に基づい
て、被測定部位の導電性構造部材の表面の亀裂に関する
破断状況を検査する検査工程と、 からなることを特徴とする構造部材破断の非破壊検査方
法。
3. A voltage applying step of applying alternating voltages of at least two different frequencies to a portion of the conductive structural member constituting the building that sandwiches the measured portion, and a magnetic detection disposed near the measured portion. By department
A measurement step of performing a magnetic field measurement when an AC voltage having a different frequency is applied, and the measurement site when an AC voltage having a different frequency is applied based on the value of each magnetic field measured in the measurement step. An estimation step of estimating a flowing current value, and an inspection step of inspecting a rupture situation related to a crack on a surface of the conductive structural member of the measurement site based on a comparison of the respective current values estimated in the estimation step, A nondestructive inspection method for structural member breakage, comprising:
【請求項4】 前記測定工程で測定された磁場の値を、
前記電圧印加工程で印加した交流電圧の周波数に同期さ
せて加算平均する加算平均工程と、 をさらに有し、 前記推定工程は、前記加算平均工程で加算平均された磁
場の値に基づいて前記被測定部位を流れる電流値を推定
することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか
1項記載の構造部材破断の非破壊検査方法。
4. The value of the magnetic field measured in the measuring step is:
An averaging step of performing averaging in synchronization with the frequency of the AC voltage applied in the voltage applying step, wherein the estimating step is performed based on the value of the magnetic field averaged in the averaging step. 4. The non-destructive inspection method for structural member breakage according to claim 1, wherein a current value flowing through the measurement site is estimated.
【請求項5】 前記電圧印加工程は、任意波形の交流電
圧を印加すると共に、 前記測定工程で測定された磁場の値を、M系列で代表さ
れる符号化系列若しくはチャープ信号を用いてパルス圧
縮する圧縮工程と、 をさらに有し、 前記推定工程は、前記圧縮工程でパルス圧縮された磁場
の値に基づいて前記被測定部位を流れる電流値を推定す
ることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1
項記載の構造部材破断の非破壊検査方法。
5. The voltage applying step applies an AC voltage having an arbitrary waveform, and compresses a value of the magnetic field measured in the measuring step using a coded sequence represented by an M sequence or a chirp signal. And a compression step of: estimating a current value flowing through the measured portion based on a value of the magnetic field pulse-compressed in the compression step. Any one of item 3
Non-destructive inspection method for structural member breakage described in the paragraph.
【請求項6】 前記測定工程は、前記建造物で用いられ
る商用電源の周波数及び該周波数の整数倍の周波数を避
けて磁場測定を行うことを特徴とする請求項1乃至請求
項5のいずれか1項記載の構造部材破断の非破壊検査方
法。
6. The magnetic field measurement according to claim 1, wherein the measurement step performs the magnetic field measurement while avoiding a frequency of a commercial power supply used in the building and a frequency that is an integral multiple of the frequency. 2. The nondestructive inspection method for structural member breakage according to claim 1.
【請求項7】 建造物を構成する導電性構造部材の所定
箇所に任意周波数及び任意波形の一定電流の交流電圧を
印加可能な交流電源と、 前記複数の被測定部位の近傍の所定箇所に各々配置され
た複数の磁気検出部と、 前記交流電源及び複数の磁気検出部を用いて請求項1乃
至請求項6のいずれか1項記載の構造部材破断の非破壊
検査方法により定期的に前記複数の被測定部位の破壊状
況を検査する制御手段と、 を有することを特徴とする診断機能付建造物。
7. An AC power supply capable of applying an AC voltage of a constant current having an arbitrary frequency and an arbitrary waveform to a predetermined location of a conductive structural member constituting a building; 7. The non-destructive inspection method for structural member breakage according to any one of claims 1 to 6, wherein the plurality of magnetic detection units are arranged, and the AC power supply and the plurality of magnetic detection units are used. And a control means for inspecting the destruction state of the measured part of (1), and a building with a diagnostic function.
JP25334496A 1996-09-25 1996-09-25 Nondestructive inspection method for rupture 0f structural member and building equipped with diagnostic function Pending JPH1096711A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102494761A (en) * 2011-12-05 2012-06-13 中国十九冶集团有限公司 Simulating noise detecting method of municipal steel structure

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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