JPS6050471A - 超音波施工面検測装置 - Google Patents

超音波施工面検測装置

Info

Publication number
JPS6050471A
JPS6050471A JP15800983A JP15800983A JPS6050471A JP S6050471 A JPS6050471 A JP S6050471A JP 15800983 A JP15800983 A JP 15800983A JP 15800983 A JP15800983 A JP 15800983A JP S6050471 A JPS6050471 A JP S6050471A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
receiving
transmitting
cross
ratio
transmission
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP15800983A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0156395B2 (ja
Inventor
Sumitaka Kihara
木原 純孝
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.)
UNYUSHO KOWAN GIJUTSU KENKYUSHO
Original Assignee
UNYUSHO KOWAN GIJUTSU KENKYUSHO
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by UNYUSHO KOWAN GIJUTSU KENKYUSHO filed Critical UNYUSHO KOWAN GIJUTSU KENKYUSHO
Priority to JP15800983A priority Critical patent/JPS6050471A/ja
Publication of JPS6050471A publication Critical patent/JPS6050471A/ja
Publication of JPH0156395B2 publication Critical patent/JPH0156395B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/89Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、防波堤など水中構造物としての捨石マウン
ド面を超音波パルス反射法を用いて検測する超音波施工
面検測装置に関し、複数個の送受波用振動子をクロス状
に配列し、一対象物に超音波ビームの焦点がくるように
振動子をそれぞれ凹面に取付けた、いわゆる凹面配置ク
ロスアレイ型送受波方式を用いて水平方向の分解能を向
上させ、この送受波器を二次元的に(幾械的走査をづる
ことによって三次元立体反則データを取i’J L/、
受波系に画像処理回路を有して画像の忠実性を向上させ
、C,RTに三方向断層像及び三次元映像を表示し、か
つX−Yプロッタなど二次元記録装置を接続することに
よって捨石平坦度をディジタルで記録しうる機能を有し
、大水深海域において捨石均し面平坦度を精度Jζく検
測Jる超音波施工面検測装置に関するものである。
最近の港湾は、船舶のけい留、停泊施設の大型化、安全
性の追求、環境条件向上などにより、沖合防波堤の建設
など大水深海域に水中’IJ造物を建造するようになっ
てぎた。
従来、防波堤等の建設における水中構造物の族コニ精度
の確認はすべて潜水夫にたよっているのが現状である。
潜水業務はその特殊性から「高気圧障害防止規則」など
により安全衛生慎理上、作業内容が限定?、A 3ff
jされている。そのため港湾の大水深化に伴って、潜水
夫による作業内容および作業mが大きな制約を受けるこ
とから、これら施工面の検測は、質的、足面にも困難と
なる。そこで、港湾工事の効率性、経済性および構造物
の安全性を図る上で、潜水夫にかわる超音波検測を中心
とした新しい技術開発の方向をめざず必要があった。
本発明は、こうした港湾工事i’J tri洋工事従事
者の強い要望にこたえるために発明されたものである。
負′!1図は、この発明の構成を示づ一電気回路系統図
であって、1は線状に配列した振動子群で構成された対
象物に焦点を結ぶように凹面配回された電気信号を超音
波信号に変換づる送波器、2は送波器1に高周波1・−
ンバースト波電圧を1ハf8づ゛る高周波発振器、3は
捨石なとの検測対9物から反射してきた超音波パルスを
電気信号に変換する受波器であり、送波器1と交差する
ように取り付()られており、対象物に焦点を結ぶよう
に送波器1と同様、受渡用振動子群を凹面に配置してい
る。
また、送波器1の入力と受渡器3の出力には遅延回路4
が設けられ、高置?1M発振器2の出力信号と受波器3
の出ツノ仇居の位相をシフ1〜して焦点を1点で結ぶよ
うにしている。
遅延回路4を通った受渡器3からの信号は受波蓋群和差
接続切換器5に入力される。これは、対象物の角、縁な
ど、超音波の波長に比べて小さい曲率半径をもった尖鋭
な部分を強調して記録したい場合に使用するものであり
、水平方向分解能に影響を及ぼす超音波ビームを狭くす
る手段として受波器3からの出ツノを2つに分【ブ、そ
の和及び差をとる和差方式による受信波の狭ビーム化を
利用しており、この和及び差を切替えるものである。切
替器5かeIffられた受信波信号の和或いは差の信号
は微弱な電気信号であるから増幅器6によって増幅し、
検波器7で検波したあと、超音波の距離の増大に伴なう
拡散減衰を補償するために5TC(SensiNvit
y ”rime Control)回路8に供給する。
以上の増幅器6〜STC回路8までで信号処理された受
信アナログ信号は、A/D変換器9によりディジタル信
号に変換されて演算処理器10に供給される。演紳処理
器10には対象物の角や縁を強調するために前記和差接
続切替−5による受波レベルの和及び差を計算する回路
、及び対象物の受波レベルと基準面の受波レベルとの比
を計算して対象物のレベルを強調するための計算回路が
含J、れている。この演算処理器10によって得られた
情報は、ディジタルメモリ(RAM>13に記憶される
一方、11はX−Y位置検出器であり、送波器1及び受
波器3の水平面での位置を検出し、制御回路12に入力
づ−る。制御回路12では発振器2の発振制御や増幅器
6の増幅度の調整、X−Y位置検出器11や演算処理器
10からのXYZアドレスや対応する受波レベルのデー
タなどをメモリ13に対しての込み、読み出しの制御を
行なっている。メモリ13から読み出された信号はD7
/△変換器14によってアナログ信号に変換され、その
出力はCRT装置15に表示したり、X−Yブロック1
6に記録したりして対象物の位置や状態を表示する。
第2図は第1図の送受波器部分の構成である凹面配置ク
ロスアレイ型送受波器の原理図を示している。図におい
て、17は本体、1は電気信号を超音波信号に変換する
送波器、3は対象物から反射してきた超音波信号を電気
信号に変換する受波器であり、それぞれ複数個の送波及
び受波振動子群が凹面型に1列あるいは複数列に配置さ
れており、また、図のように送波器1と受波器3とが交
差するようにクロス状に取i=Jけられた構造となって
いる。また、18は海底、19は送波器1による海底1
8における分解面積、20は受渡器3による海底にお(
プる分解面積である。そして、送波器1における分解面
積19と受波器3による分解面積20の重累した分解面
積21が、この送受波器の分解面積となり、分解面積が
非常に小さくなり水平分解能が向上することがわかる。
また、上述のように対象物を高分解能で探査するため、
対象物に焦点を結ぶよう送受波器ともに凹面状に送受波
用振動子を配列している。
つぎに、室内及び現地実験によって、この装置の有効性
が実証されたので、その慨要を述べる。
クロスアレイ型の品分カフ能を実証するために、500
及び200 K Hz送受波器ユニツ1へを2 tfl
絹み合わぜて、送受波器ユニットを91行に並べて全体
の送受波面をj[方形とした多素子方式、各送受波器ユ
ニットをクロス上に配置したクロス方式の2方式の送受
波器を用いて、1111角の小型水槽に1 、、/ 1
0縮尺対象物モデルとして、長方形コンクリートブロッ
ク(30X30X50mm>を用いて検測実験を行った
。実験は水平分’A’l fiヒ、斜入剣反躬レベルの
測定である。実験の結果、多素子、クロス式の水平分解
能を比較づると分解幅の狭いクロス式の方が水平分解能
がよいことがわかった。
また、ブロック表面の受波レベルと水底の受波レベルと
の比をとると対象物のレベルが顕著となり水平分解能が
向上することもわかった。更に、2個の受波器素子の印
出ツクと差出力との比をとるデータ処理をすると、対象
物が斜めになっている場合、対象物の角や縁からの受波
レベルが顕著となることがわかった。
以上のモデル実験の結果をふまえ、直径5m。
高さ10口)の大型実験水槽において、対象物に実物大
の模型(38x39x50cmコンクリートブロック製
)を用いた室内実験を行った。使用した送受波器は、上
記モデル実験で使用した送受波器8ユニツトをそれぞれ
組合せて、多素子、クロスアレイ型、凹面配置クロスア
レイ型の3秤類である。実験の結果、凹面配置クロスア
レイ型の送受波器が水平分解能がよいことがわかった。
また、対象物の受波レベルと水底の受渡レベルの比をと
るデータ処理をすると、対象物の受波レベルが強調され
、分解能向上に有効であることがわかった。
なお、クロスアレイ型送受波器の実用性を実証するため
に捨石投入海域で現地実験を行った。使用した送受波器
は、クロスアレイ型、多素子型、及び従来方式の円板型
送受波器である。実験の結果、クロスアレイ型の方が反
射特性及び分解能がよいことがわかった。
以上、室内実験でも現地実験でも凹面配置り[1スアレ
イ型が捨石など施工面検測には有効であ七ンことがわか
った。
第3図は、この発明の装置を用いて捨石均し1,1の平
坦度を検測する際の実施例を示した図であ二で、(a 
)図は測量船にこの装置を搭載して、11走しながら捨
石マウンドの荒均し面を検測する場合を示している。(
b)図は捨石マウンドの本均し而を高N度で検測するた
め、送受波器を捨石マウンド面にiQ置した架台に取付
けて検測する場合を示している。(a)図において、2
2は測量船であり、その水中下の側面にこの発明の装置
23が取付(プられており、そこから送出された超音波
ご−ム24が海底26にある対象25を検測する。
また、(b)図においては、支援船27の甲板にこの装
置の水体17が取付【ノられ、)Iη底26にある対象
物25の上方には架台29が海底26に設置され−(い
る。架台29にはX−Y平面を移動可能なように送受波
器23が取付けられてJ3す、本体17とは電源や送受
波信号伝送用のケーブル28によって接続されている。
第4図は、この発明の装置にCRT 亡X −Yプロッ
タを接続して対象物を表示、記録する場合の実施例を示
し、(a )図は水平面(X −、Y )を表示、記録
する場合であり、任意の深度(Z)における断層の水平
(X−Y)断面が表示記録できる。
図において、X−Y面は所定司法のメツシュ30に分割
されて、基準面の高さをM準として、Z力面(深度)の
凹凸をカラーによる色分(プや濃淡による識別により表
示記録でき、−目でその平坦度がわかるようになってい
る。(b)図は断面図(X−Z、Y−Z)を表示記録す
る場合で、任意の位置(Y軸又はX軸)の断面図(X−
Z、Y−7)が表示記録でき、設計断面31と、検測断
面32とを同時に表示記録できる。(C)図は、XYZ
の三次元データをコンピュータで処理して二次元画像と
して表示記録する場合であって、33は三次元表示記録
された捨石マウンドの画像によリ、−目で施工状況がわ
かり、施工管理が容易となる。
以上β1明したように、本発明の波釘を使用すれば、従
来高水圧の影響で潜水夫の水中施工が困難であった大水
深港湾工事15海洋土木工事等において潜水夫にかわっ
て測ωの自動化、省力化が図られ、能率的かつ安全な施
工が容易となる。
なお、本装置は防波堤等基礎どしての捨石マウンドの平
坦度や形状副側のみならず、;清密な検測ヤ)三次元画
像を1、ミ示記録がでさること力日ら、海底掘削跡や水
中構逍物形状計測等、i/Ij(′4、港湾、河川、湖
沼等の水中土木工事にβ5ける施工管理シス−jムとし
て利用覆ることができる。
【図面の簡単な説明】
図面(よこの発明の実施例を示し、第1図はこの発明の
電気回路系統図、第2図(ユ凹面配置りロスアレイ型送
受波器の原理図、第3図はこの発明の装置を作業船に装
置して施工面検測作業をづる1月合の実施例図、第4図
はこの発明の装置にCII TやX−Yプロッタを接続
して施工面の画像を表示記録する場合の実施例図を示し
たものである。 1 送波器 2 高周波光(g器 3 受波器 4 遅延回路 5 受波蓋群和差接続切替器 6 増幅器 7 検波器 8 STC回路 9 Δ/D変換器 10 演算処理器 11 X−Y位置検出器 12 制御回路 13 ディジタルメモリ14 D/A
変換器 15 CRT装置 16 X−Yブロック17 本体 
18.26 海底 23 送受波器 24 超音波ビーム 25 対象物 27 支12j船 28 ケーブル 29 架台 30 メッシコ 31 設計断面

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 超音波を送波する複数個の送波振動子群を凹面型に配列
    した送波手段と、送波手段からの超音波を受波づ−る複
    数個の受渡振動子を前記送波振動子群と交差しかつ1点
    で焦点を結ぶように凹面型に配列した送受波方式と、受
    波手段からの出力を2つに分けその和及び差をとり両者
    の比を演算する手段及び検測対象物と海底との各受波レ
    ベルの比を演算する手段どを含む演樟処理手段と、演算
    手段から出力される情報を記憶する記憶手段と、記憶手
    段に横築されている情報を読み出し前記検測対象物の状
    態を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする、超
    音波施工面検測装置。
JP15800983A 1983-08-31 1983-08-31 超音波施工面検測装置 Granted JPS6050471A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15800983A JPS6050471A (ja) 1983-08-31 1983-08-31 超音波施工面検測装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15800983A JPS6050471A (ja) 1983-08-31 1983-08-31 超音波施工面検測装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6050471A true JPS6050471A (ja) 1985-03-20
JPH0156395B2 JPH0156395B2 (ja) 1989-11-29

Family

ID=15662261

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15800983A Granted JPS6050471A (ja) 1983-08-31 1983-08-31 超音波施工面検測装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6050471A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0285787A (ja) * 1989-08-02 1990-03-27 Marine Instr Co Ltd 魚群探知機
JP2011002413A (ja) * 2009-06-22 2011-01-06 Port & Airport Research Institute 超音波式水中映像取得装置
JP2016212042A (ja) * 2015-05-13 2016-12-15 国立大学法人 東京大学 水底面下の堆積層の音響による情報収集方法及び水底面下の堆積層の音響による情報収集装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4937549A (ja) * 1972-08-07 1974-04-08
JPS542112A (en) * 1977-06-07 1979-01-09 Pioneer Electronic Corp Speaker system
JPS5873884A (ja) * 1981-10-29 1983-05-04 Tobishima Kensetsu Kk 水中測深方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4937549A (ja) * 1972-08-07 1974-04-08
JPS542112A (en) * 1977-06-07 1979-01-09 Pioneer Electronic Corp Speaker system
JPS5873884A (ja) * 1981-10-29 1983-05-04 Tobishima Kensetsu Kk 水中測深方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0285787A (ja) * 1989-08-02 1990-03-27 Marine Instr Co Ltd 魚群探知機
JP2011002413A (ja) * 2009-06-22 2011-01-06 Port & Airport Research Institute 超音波式水中映像取得装置
JP2016212042A (ja) * 2015-05-13 2016-12-15 国立大学法人 東京大学 水底面下の堆積層の音響による情報収集方法及び水底面下の堆積層の音響による情報収集装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0156395B2 (ja) 1989-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2434246C1 (ru) Способ съемки рельефа дна акватории и устройство для его осуществления
RU2444760C1 (ru) Способ съемки нижней поверхности ледяного покрова
Wiggenhauser et al. Large aperture ultrasonic system for testing thick concrete structures
CN104656089B (zh) 一种声呐传感器
US7072244B2 (en) Underwater exterior ship hull imaging system employing a remote microprocessor controlled acoustic transducer array
CN114563420A (zh) 一种融合视声技术的水下结构超声检测方法及装备
KR101605406B1 (ko) 소형 선박용 레고형 3차원 탄성파 탐사 장치 및 그 방법
JPH10123247A (ja) リアルタイム水中施工管理方法
JPS6050471A (ja) 超音波施工面検測装置
Kozaczka et al. Images of the Seabed of the Gulf of Gdańsk Obtained by Means of the Parametric Sonar
Kishi et al. Inspection methods for underwater structures of ports and harbors
JP2017072492A (ja) 計測システム
Hansen et al. The application of real time 3D acoustical imaging
Saxena A review of shallow-water mapping systems
Grelowska et al. Gdansk Bay sea bed sounding and classification of its results
JPH0679065B2 (ja) 海底探索装置
CN209991952U (zh) 一种水下砂堆形态的检测装置
JP4295892B2 (ja) 地形調査ユニット
Society for Underwater Technology (SUT) et al. The bathymetric swathe sounding system
Leenhardt Side scanning sonar-a theoretical study
Zhu et al. Application of the sonar detection technique to inspection of vertical quay wall
Henderson et al. Using Sector‐Scan Sonar for the Survey and Management of Submerged Archaeological Sites
JP2011033584A (ja) 人工物検出システム、該システムに用いられる人工物検出方法及び人工物検出制御プログラム
JPH0581872B2 (ja)
JPH02102413A (ja) 水底形状検出装置