JP2008032474A - 巨視的探査理論に基づいたコンクリート電柱地中部の広帯域超音波探査方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】この発明は、中空部を有するコンクリート電柱地中部の割れの探査を行う超音波探査方法であって、各測点で多数回受信して受信波Gj(t)を求める工程と、割れ校正波Gw(t)を用意する工程と、Gj(t)の振幅の差を補正する工程と、挟帯域スペクトルFAj(f)を求め対応するGAj(t)を求め、路程lの入力の都度t1値を計算する工程と、CG(l)関数を用いて新たな分析用GAj(t)を求める工程と、フィルタ関数を用いてGBj(t)を求める工程とを備え、GBnA+1(t)を最大表示し、GBj nS(t)を比較表示し、評価線分と前記GBj nS(t)の波とが交差するとき、その測定点jで路程l以降に割れがあると判断し、l値を徐々に大きくして割れの有無・割れまでの路程lを計測する。
【選択図】図4
Description
(1)探知妨害波の除去
図1の計測において、超音波を柱軸斜方向へ201の様に入力する時、柱軸直角方向へも202に示す成分の超音波が起生する。この超音波202の成分の電柱への超音波入力により、図1(b)に示す電柱円周方向へ伝達する203の超音波が起生する。この超音波203は、探査の精度を低下させる探査妨害波である。
この妨害波の振幅が大きくなる振動数は、肉厚に関する共振振動数(fd)を示す下記数式で算定されるとしている(ここで、βは1.0及び0.59、cVpはコンクリート縦波音速、dは電柱肉厚である。)。
縦波のfd値は、β=1.0として56KHz
横波のfd値は、β=0.59として33KHz
となるとしている。この33〜56KHz及びその前後の帯域の成分波では、超音波202の共振波が大きく生じるとしている。また、超音波202の共振波と共に生ずる妨害波203の振幅が小さくなる振動数f0が下記数式で定義されていることが示されている(ここで、αは補正係数、φは探触子径である。)。
電柱の割れ探査では、一般のコンクリートの割れ探査と異なる超音波伝達状況がある。図2に電柱特有の超音波伝達状況が示されている。柱軸方向斜めに入力された超音波が肉厚部表面及び裏面で反射及びモード変換(縦波と横波とに周期的に変化する現象)を繰返し伝達する様子を示している。
図2(a)では、反射波が上手く受信されていない様子を示しており、図2(b)では反射波が上手く受信されている様子を示している。
ここで、図2において、
(a)図では、超音波入力位置から割れまでの距離をl1
(b)図では、超音波入力位置から割れまでの距離をl2
としている。
そして、この確認時点で図3(b)の波形と図3(a)の波形を減算処理すれば、図1の203に示す探知妨害波(301及び302)が除去され、図3(c)に示す様に割れ15からの反射波のみが抽出できると論じている。
(二)リアルタイム抽出波の算出に伴う探触子移動下での最適位置の選定には治具/電柱面の接着状況の確認、接触媒質の付着状況の確認、接着面の凹凸等の有無の確認、そして、抽出波の適正評価等々の工学的判断を必要とする。
(三)電柱地中部割れは、円周全面にあるとは限らない。円周の一部分にある場合が殆どである。これより、前記(1)(2)のチェックを探触子を円周上で移動する都度行わなければならず、測定時間が極めて長くなる場合がある。
(四)図1の計測で、電柱内超音波伝達状況を確認する方法として、特許文献1に記載の上記発明は優れている。しかしながら、分析波の評価に技術的判断を要するため、測定者に十分な知識や経験を要求せざるを得ない。
電柱軸と直交する電柱円周上に前記探触子を具備した一対の斜角治具をその中心間距離をaとして配置し、測定点を前記中心間距離の中点と定義する計測で前記測定点を円周方向へ順次移動し、全測点数をnAとして下記数式1を満足させて各測点jで広帯域受信波を受信するとき、
前記Gj(t)(j=1〜nA+1)の各測点jでの振幅の差を補正する第3の処理工程と、
前記計測対象電柱の外径Φに基づいて、あらかじめセットされているか又は外部から与えられて決まるfD1値を用い、fD1値を中心振動数とする挟帯域スペクトルFAj(f)(j=1〜nA+1)を求め対応する時系列GAj(t)(j=1〜nA+1)をフーリエの逆変換で求め、割れの有無を確認したい路程lを外部から与える都度、下記数式3でt1値を計算する第4の処理工程と、
t=で0.0、t≧t1で1.0であり、t=0〜t1間を線形増加する関数をt=t1毎にFiLT(t)と定義し、n5を1以上の自然数として下記数式4でGBj(t)(j=1〜nA+1)を求める第6の処理工程とを備え、
前記l値をlminから徐々に大きくして前記GBj nS(t)の比較表示を行うことで、割れの有無、並びに、割れまでの路程lを計測することができるコンクリート電柱地中部の広帯域超音波探査方法であることを特徴とする。
[方法1]
外部から与えられる又はあらかじめセットされたtg値(0以上の整数)及び、m1、m2値(1.0〜1.2の値)を用いて、t=0〜tg間でのGj(t)(j=1〜nA)波の最大振幅を各々Aj(j=1〜nA)とし、GnA+1(t)波の最大振幅をAcと表現し、
外部から与えられる又はあらかじめセットされたf1、f2値(0以上の実数)を用いて、受信波Gj(t)に対応するスペクトルFj(f)のスペクトル曲線とf1、f2軸(縦軸)と、振動数f軸で囲まれた面積ARj(j=1〜nA)を各々計算し、健全校正波GnA+1(t)(対応するスペクトルはFnA+1(f))の場合のARjに対応する面積ACを計算し、j=1〜nAにおいて、外部から与えられる又はあらかじめセットされているm1、m2値(1.0〜1.2の値)を用いて、
を作成する工程とすることができる。
若しくは、[方法3]として、
前記[方法2]による振幅補正の後、前記[方法1]による振幅補正を続けて行う工程とすることができる。
電柱軸と直交する電柱円周上に前記探触子を具備した一対の斜角治具をその中心間距離をaとして配置し、測定点を前記中心間距離の中点と定義する計測で前記測定点を円周方向へ順次移動し、全測点数をnAとして下記数式1を満足させて各測点jで広帯域受信波を受信するとき、
前記Gj(t)(j=1〜nA+1)の各測点jでの振幅の差を補正する第3の処理工程と、
前記計測対象電柱の外径Φに基づいて、あらかじめセットされているか又は外部から与えられて決まるfD1値を用い、fD1値を中心振動数とする挟帯域スペクトルFAj(f)(j=1〜nA+1)を求め対応する時系列GAj(t)(j=1〜nA+1)を逆フーリエ変換で求め、割れの有無を確認したい路程lを外部から与える都度、下記数式3でt1値を計算する第4の処理工程と、
t=で0.0、t≧t1で1.0であり、t=0〜t1間を線形増加する関数をFiLT(t)と定義し、n5を1以上の自然数として下記数式4でGBj(t)(j=1〜nA+1)を求める第5の処理工程とを備え、
図4は本発明の実施形態にかかる超音波装置を示すブロック図である。
被探知体30の表面に、発信探触子111と受信探触子112が接触するように配置される。そして、発信探触子111には、超音波発信装置の電流供給回路33から電流が供給され、発信探触子111から超音波(広域超音波)が発信し、被探知体30内に入射する。受信探触子112が受信した超音波信号は、解析装置34に入力されて、後述のようにして解析される。
解析装置34による解析結果は、表示装置41にも入力されて表示される。更に、必要な情報がキーボード42からCPU40に入力されるようになっている。
電流供給回路33は同軸ケーブル45を介して発信探触子111に接続されている。
ステップ型電圧発生器46には、図6に示すように、ステップ電圧駆動回路462及びステップ電圧発生回路461が設けられており、ステップ電圧駆動回路462で発生するステップ関数型電圧を振動子47(図5)に印加する。
アンプ回路35へ送られた前記時間変動データはフィルタ回路36を経由して、AD変換回路37に達する。電圧のアナログ量がAD変換回路37によりデジタル量に変換され、ゲートアレイ38を介してCPU40に転送され、前記電圧デジタル値(AD変換回路37によりデジタル量に変換された電圧値)の時刻歴が表示装置41に表示される。
自動的に、又はキーボード42を用いた外部からの指示により、電圧の増幅又は減幅及びローパス/ハイパスフィルタ処理の指令がCPU40に伝達され、CPU40はコントロール回路44を介してアンプ回路35及びフィルタ回路36を制御する。
電流供給回路33はコントロール回路44により制御されて、所定の時間間隔で動作する。これにより、発信探触子111(図5)に内蔵された振動子47から、前記所定の時間間隔で超音波が被探知体30に入射される。受信探触子112(図7)に内蔵された振動子52は、超音波が入力する都度、被探知体30の音圧変化に伴い振動が励起する。この振動励起で振動子52に生じる電圧の時間変化が受信探触子112内のフィルタ回路50及びアンプ回路51で1次処理される。
発信探触子111と受信探触子112を一緒にした一探触子の場合、発信/受信共用探触子の中にステップ型電圧発生器と漸減型ハイパスフィルタとアンプ回路を共存させ、振動子を超音波の発信/受信の双方の用途で使用することになる。
パルス型電圧が印加されるセラミック振動子から発信される超音波は、図8(a)で示すように、比較的狭い帯域のスペクトルを持つので、本発明の計測では使用に適さない。
これに対して、図示の実施形態及び実施例で発信探触子111から発信される広帯域超音波(例えば、ステップ型電圧が印加されるセラミック振動子)は、図8(b)で示すように、広い帯域のスペクトルを持つ超音波が得られる。この様な、広い帯域のスペクトルを持つものが広帯域超音波である。
図9に示す計測は、発信探触子111から発信する広帯域超音波をアクリル製の発信探触子用の斜角治具113を介して、電柱柱軸方向へ入力している。この時、電柱肉厚内に発生する超音波1101が、地中部割れ115で反射し、この反射波が受信探触子用の斜角治具114を介して、受信探触子112で受信される。
本発明における計測は、探知妨害波1103の強度を極力小さくするために、柱軸直角方向に自然発生する直角方向超音波1102の強度が小さくなる様に発信探触子111からの超音波発信方向と柱軸直角方向との角度θ1が極力大きくなる様な斜角治具113を用いている。
このθ1の値が大きくなる様にする斜角治具113の形状の変更のみでは何ら新規性、進歩性を有するものでは無いが、後記分析処理による割れ探査を高精度に行う上で効力を発揮する。
電柱は、工場生産されるものであり、共架柱と呼ばれる外径(地盤面付近で直径40cm程度)のもの、及び単独柱と呼ばれる外径(直径が地盤面付近で20cmから30cm程度)のものがある。
構造は全て中空部を有し、その肉厚dは共架柱で4cm前後、単独柱で4〜6cmである。工場生産で使用するコンクリートの材質管理が注意深く成される事より、コンクリート強度もその変動が殆ど無い。
この様な材質管理下で製造されたコンクリート電柱の場合、図9及び図10の計測を行って得る広帯域受信波では、割れ115からの反射波が大きく卓越する振動数が特定の値となる。典型的な事例を図11に示す。
同図右下に示す受信波G(t)に3本のカーソル131、132、133を重ね描きしている。柱軸方向縦波の等価音速を3000m/秒とするとカーソル131が最初に大きく起生する波の起生時刻t1(l≒20cm)と合致する。
共架柱(外径40cm)、肉厚4cmで路程l=20cm前後の反射波の振動数fD1が53.8KHzとなったことを前記した。反射波の振動数はコンクリート材質、路程等で変化する。しかしながら、電柱製造時に材質管理が密になされることよりコンクリート材質の変化による反射波の振動数の変化は小さい故、径が同程度であれば、電柱個々のfD1値の差は無視できる。
また、電柱地中部の割れは一部の例外を除いて、地盤面下0〜60cm以内にあることが、多数の電柱引抜で判明している。この程度の範囲による路程lの変化(0〜60cm)では、反射波の振動数の変化は微小である。
なお、径の細い単独柱(外径25cm前後)では、fD1値の値が若干大きく57KHz付近となっている(図示せず)。
図9の計測で割れの路程lが15cmと判明している電柱受信波(図14)を用いて説明する。但し、外径40cmの共架柱での検討である。
割れ校正波(測点7)のfD1値が53.8KHzであることを前記[[割れ反射波の卓越する振動数]で記載し、対応する図として、図11及び図12が示されている。
前記[貫通割れ反射波との対比による分析法]をそのまま用いた場合、以下の2つの問題点がある。
[1]校正波が貫通割れの反射波により評価された振幅の大きい波であることより、割れ背の小さい時(例えば10mm)、割れ柱を健全柱と誤計測する場合がある。
[2]受信波の振幅は後述する種々の要因で計測の都度、大きく変動する。受信波取得時、この変動要因を可能な限り排除する対処を十分な知識と経験の無い計測者に求めることは至難である。結果として誤計測率が増大する。
この様な問題点を排除した計測分析法を以下説明する。
前記[1][2]の問題点を排除する方法を説明する。健全と判明している多数の電柱の受信波群を比較し、平均的な振幅及び時刻歴において平均的な減衰状況を持つ代表的な受信波を1波選定し、これを校正波Gc(t)(以下、「健全校正波」という。)とする。そして、分析で用いる受信波Gj(t)(j=1〜nA)と、この健全校正波Gc(t)との対比で、受信波Gj(t)の振幅をj=1〜nA毎に調整する。なお、受信波振幅に差違の生ずる要因(以下、「受信波振幅の変動要因」という。)は以下の4点である。
<1>電柱表面が円滑で無く、治具曲面と電柱面との密着状況に差異が生じる場合がある。
<2>電柱の経年変化に伴うコンクリート材質の変化で、電柱設置後の年数が長いと受信波振幅が小さくなる場合がある。
<3>治具と電柱表面間に塗る超音波伝達媒質の超音波伝達能力は、温度差に大きく影響される。夏場と冬場の計測で、受信波振幅で前者の方が後者の1/2程度となる場合がある。
<4>同一電柱で取得するGj(t)(加算平均波)でも、前記<1><2>が原因し、測点位置jが変わる毎に当該するGj(t)波の振幅が大きく変動する場合がある。
図9及び図10の計測で得られる受信波を模式的に示す図17を用いて説明する。
図17では測点A、Bの2つの測点の受信波を示している。A1、B1領域の波は、図9のコンクリート表面を探触子治具間で伝達する表面波1103と電柱の肉厚に関して重複反射する1104の波との重畳波である。A2、B2の波が割れ反射波を模擬したものである。
図18に校正波と受信波Gj(t)の1つであるGA(t)波とのスペクトルの比較図を示す。
そして、変更されたFj(f)を用いたフーリエの逆変換(数式19)で、各測点の新たなGj(t)波(j=1〜nA)を作成するという受信波の振幅調整である。
なお、m1、m2は1.0〜1.2の値である。受信波Gj(t)の振幅を縮小する時、割れ電柱を健全電柱と誤分析する危険性がある。m1、m2はこの危険性を極力小さくするための係数である。m1、m2の値を大きくすれば、この危険性が緩和される。
なお、以降の実施例では、前記第1、第2の2つの方法について示すが、第2の補正を行った後、第1の補正を連続的に行ってもよい。但し、重複した説明となる故、実施例では示さない。
以下受信波の振幅調整機能を校正波を健全柱受信波に選んだ場合で示した。説明を省略したが、この振幅調整機能は種々の要因で生ずる受信波の強弱を、割れの有無を分析する前に、補正するものである。
これより、校正波を割れ柱受信波に選ぼうと又は健全柱受信波に選ぼうと、いずれの場合にも適用できる。これより、この振幅調整を行った実施例は、校正波を健全柱校正波に選んだ実施例4のみで示し、説明が重複する故、実施例1〜3の校正波を割れ柱受信波に選んだ場合では説明を省略している。
多数の健全柱、及び多数の割れ摸擬電柱(割れ背8mm、15mm、30mm、40mm(貫通))を用いて、各路程毎に受信波(加算平均波)Gk(t)(k=1〜nk)を収録し、受信波の振幅調整を前記[受信波の振幅調整]で説明した、
[第1] [受信波の起生時刻近傍の時系列を用いる方法]
[第2] [Fj(f)の各スペクトルと校正波スペクトルとの振動数軸とで囲まれる面積を同一とする方法]
のいずれかで行い、この振幅補正された受信波を新たなGk(t)とする。そして、前記[割れ反射波の卓越する振動数]で記述された割れ反射波卓越振動数の平均値fD1=54KHzを中心振動数とする狭帯域成分波GAk(t)のjをkと読み換えた数式20及び数式21で演算して得る図19の比較図(模式図)を用いてこの分析法を説明する。
但し、健全柱本数をnc1、割れ柱本数をnc2として、nk=nc1+nc2としている。
本分析は架設電柱(外径40cm)での受信波を用いて行っており、この分析結果より当該電柱の引き抜きを行ったところ、l=15cm位置に割れの存在が確認された。
以上よりこの計測分析法を更に、詳細に説明する。
但し、図24はl=lmin=15cmの振幅を1.0に規律化して作成している。ところで、図示しないが、前記GAm(t)波の作成を一般的なバンドパスフィルタ処理を用いて行っても、概略同一のGw(t)(l=lmin)及びCG(l)関数(図示せず)を得ることができる。
具体的分析法は、バンド幅2×Δfを所定値又は、外部から与える値とし、f=0〜(fD1−Δf)で0.0、f=(fD1−Δf)〜(fD1+Δf)で1.0、f>(fD1+Δf)で0.0となる。振動数関数AB(f)を定義し、前記のFAm(f)及びGAm(t)の算出を
≪1≫ 図9及び10の8測点計測で受信波Gj(t)(j=1〜8)を収録した一例を図25に示す。j=nA+1=9は割れ校正波であり、G9(t)=Gw(t)(l=lmin)としている。
収録条件:Gj(t)はnB=300の加算平均波
θ1=45°の超音波斜入力治具使用
a=160mm
探触子振動子径40mm
≪2≫ 図26は図25のGj(t)(j=1〜9)波を分析してカーソル位置(l=15cm)で、測点2,3に割れ有りとする結果を示している。具体的には図13に示した割れ反射波の平均的な卓越振動数fD1(分析では54KHzを用いた。)で狭帯域スペクトルFAj(f)を数式20を用いて抽出し、対応するGAj(t)波をフーリエの逆変換により数式21で求め、
なお、数式38乃至数式40におけるカーソル251のt1値とl値との関係は数式14で示される(ここで、aは発信探触子治具と受信探触子治具の電柱円周上中心間距離(mm)、VPは電柱柱軸方向等価縦波音速(mm/μ秒))。
分析波GBj ns(t)がこの110、120の線と交差した時には割れ有り、交差しない時には割れ無しとする評価線分である。200本以上の共架柱計測分析結果と電柱引き抜きによる割れ有り/無しの目視結果との対比で110と120の線分の間隔を波の表示領域252の1/10と特定している。
割れのない健全電柱の場合の分析事例を実施例3(測点nA=8)として示す。
図29は計測分析後引き抜かれて割れなしと目視された電柱の分析結果の1つである。
実施例1〜3は受信波Gj(t)(j=1〜nA)と割れ校正波GAnA+1(t)より、割れ反射波のfD1値で、数式20又は数式22を用い、狭帯域スペクトルFAj(f)(j=1〜nA+1)を抽出した後、数式21でGAj(t)を求め(狭帯域成分波を抽出し)、各路程l毎に得るFiLT(t)関数を用いた数式28でkをjに置き換えて計算されるGBj ns(t)(j=1〜nA、nA=4又は6又は8)波とその路程に対応する割れ校正波GBj ns(t)(j=nA+1)波との対比で電柱地中部割れの有無の探査を行うものであった。
図31は図9及び図10の計測で得た受信波(j=1〜4)と[健全/割れ電柱評価用AH(l)曲線を用いた分析法]で述べた健全校正波Gc(t)をG5(t)として、比較表示したものである。G1(t)〜G4(t)受信波の振幅がG5(t)のそれに比し大きい場合の事例である。
健全校正波スペクトルの場合でAc、
受信波スペクトルの場合でARj(j=1〜4)を求め、数式26,27を用いて、FFj(f)を求め、
前記Fj(f)をFFj(f)と取替え、変更されたFj(f)を用いたフーリエの逆変換(数式19)で、各測点の新たなGj(t)波を作成して図32の振幅補正された受信波Gj(t)の比較図を得ている。なお、前記振幅補正を前記[受信波の振幅調整]の[第1][受信波の起生時刻近傍の時系列を用いる方法]でおこなってもよい(図示せず)。
また、より振幅補正の精度を向上させるために、前記[第2]の振幅補正後、[第1]の振幅補正処理を続けて行なっても良い(図示せず)。
前記[割れ反射波の卓越する振動数]及び[割れ反射波の卓越振動数fD1値の分布]の図13で、図9及び図10の共架電柱地中部探査計測で得る受信波に含まれる割れ反射波の平均的卓越振動数fD1が54KHzであることを示した。前記振幅補正されたGj(t)波(j=1〜nA+1)の一例を用いて前記[貫通割れ反射波との対比による分析法]で定義した周波数関数A1(f)を含む数式20を用いて、fD1=54KHzを中心周波数とする狭帯域スペクトルFAj(f)を求め、数式21を用いて対応する狭帯域成分波GAj(t)を求める。
[健全/割れ電柱評価用AH(l)曲線を用いた分析法]で、数式28のkをjに置き換えた演算で得るGBj(t)波(j=1〜nA+1)において、数式28のFiLT(t)関数を定義する時刻t1毎のGBj(t)波のt1時刻以降での最大振幅を図23のAH(l)値の路程lによる変化曲線と対比して、t1時刻に対応する路程lを数式14を用いて計算し、l位置の262ライン(図23参照)上で、このt1時刻以降での最大振幅がAH(l)値を超えると割れがあり、超えないと健全であるとの判断が行えることを前記した。
図35は前記t1値で定義されるFiLT(t)を用いて、数式26のkをjに置き換えた数式で算定されるGBj(t)と、表示係数C15を用いて数式41で算定されるGCj(t)を示したものである。
図36〜図38は、引き抜き目視の結果、測点2〜3に微細な斜め割れが確認された共架柱のブラインド分析結果である。
前記[分析法]で説明した分析法を振幅調整の方法を除いてそのまま適用している。8測点計測でGj(t)波をnB=300回の加算平均波として求め、受信波の振幅調整を前記[分析法]の<第4の実施例で行われる1番目の処理>で述べたスペクトル面積を健全校正波(G9(t))と受信波Gj(t)(j=1〜8)とで同一とする方法によらず、[受信波の振幅調整]の<1>に示す受信波の早い時刻での最大振幅を校正波G9(t)と受信波Gj(t)(j=1〜8)とで同一とする方法を採用した。
前記振幅調整したGj(t)波(j=1〜8受信波、j=9健全校正波)に対応するスペクトルFj(f)をフーリエ変換で求め、fD1=54KHzを中心周波数とする狭帯域スペクトルを前記周波数関数A1(f)を用いて数式20により、FAj(f)を求める(j=1〜9)。ここで係数n1の値を5とした。
具体的には[健全/割れ電柱評価用AH(l)曲線を用いた分析法]で説明した、オペレータの指示によるカーソル311の時刻t1で定義されるFiLT(t)関数を用いて数式28のkをjと置き換えた計算
図37は図36の311カーソル(t1及びl値)をオペレータがさらに下側(時刻軸後方)へ移動していった時、l=35cmで生じた波である。図36と図37との対比で、この電柱は測点2〜4に斜め割れが生じていると判断できる。
以上、割れ/健全評価用基準線Aを用いて、割れ電柱の分析結果を示した。
図39〜図40は健全柱の分析結果である。
割れ柱分析結果図36〜図38を得たのとまったく同一の分析を8測点受信波で行っている。図39はカーソル311位置をt1=106μ秒(l=15cm)とした時の分析結果である。基準線Aと交差する波は生じていない、オペレーション処理でカーソル311を時刻軸後方へ移動していっても、波の起生を確認できない。誰がオペレーションしても、健全柱と容易に判断できる。
分析事例の1つをl=55cmの場合で、図40に示す。
以上、実施例1〜3の割れ校正波を用いた割れ探査法及び実施例4の健全校正波を用いた割れ探査法は、コンクリート電柱地中部割れ探査のみならず、一般的コンクリート構造物の内部探査(内部割れ、ジャンカ、版厚など)にも適用できる。斜角治具を使用せず、直接、探触子をコンクリート表面に接触する計測で、Gj(t)波を収録し、実施例1〜3又は実施例4に示す方法で分析すればよい。
12,112…受信探触子
30…被探知体
14,116…電柱
15,115…割れ
251,311…カーソル
A,110,120,321,322…基準線
Claims (3)
- 中空部を有するコンクリート電柱の地中部割れ探査を行うに当って、地中部より電柱軸斜方向に斜角治具を具備した発信探触子から広帯域超音波を発信させ、前記斜角治具と同一形状の治具を具備する受信探触子で広帯域受信波を収録し、該受信波を自動分析することでコンクリート電柱地中部の割れの探査を行う超音波探査方法であって、
電柱軸と直交する電柱円周上に前記探触子を具備した一対の斜角治具をその中心間距離をaとして配置し、測定点を前記中心間距離の中点と定義する計測で前記測定点を円周方向へ順次移動し、全測点数をnAとして下記数式1を満足させて各測点jで広帯域受信波を受信するとき、
前記Gj(t)(j=1〜nA+1)の各測点jでの振幅の差を補正する第3の処理工程と、
前記計測対象電柱の外径Φに基づいて、あらかじめセットされているか又は外部から与えられて決まるfD1値を用い、fD1値を中心振動数とする挟帯域スペクトルFAj(f)(j=1〜nA+1)を求め対応する時系列GAj(t)(j=1〜nA+1)をフーリエの逆変換で求め、割れの有無を確認したい路程lを外部から与える都度、下記数式3でt1値を計算する第4の処理工程と、
t=で0.0、t≧t1で1.0であり、t=0〜t1間を線形増加する関数をt=t1毎にFiLT(t)と定義し、n5を1以上の自然数として下記数式4でGBj(t)(j=1〜nA+1)を求める第6の処理工程とを備え、
前記l値をlminから徐々に大きくして前記GBj nS(t)の比較表示を行うことで、割れの有無、並びに、割れまでの路程lを計測することができる
コンクリート電柱地中部の広帯域超音波探査方法。 - 中空部を有するコンクリート電柱の地中部割れ探査を行うに当って、地中部より電柱軸斜方向に斜角治具を具備した発信探触子から広帯域超音波を発信させ、前記斜角治具と同一形状の治具を具備する受信探触子で広帯域受信波を収録し、該受信波を自動分析することでコンクリート電柱地中部の割れの探査を行う超音波探査方法であって、
電柱軸と直交する電柱円周上に前記探触子を具備した一対の斜角治具をその中心間距離をaとして配置し、測定点を前記中心間距離の中点と定義する計測で前記測定点を円周方向へ順次移動し、全測点数をnAとして下記数式1を満足させて各測点jで広帯域受信波を受信するとき、
前記Gj(t)(j=1〜nA+1)の各測点jでの振幅の差を補正する第3の処理工程と、
前記計測対象電柱の外径Φに基づいて、あらかじめセットされているか又は外部から与えられて決まるfD1値を用い、fD1値を中心振動数とする挟帯域スペクトルFAj(f)(j=1〜nA+1)を求め対応する時系列GAj(t)(j=1〜nA+1)をフーリエの逆変換で求め、割れの有無を確認したい路程lを外部から与える都度、下記数式3でt1値を計算する第4の処理工程と、
- 前記電柱外周径Φ毎に準備されている所定のAH(l)及びAH(lmin)は、同一径の多数の健全柱(nc1本)、及び路程lに割れのある多数の電柱(nc2本)において、前記第1から第5の処理工程を連続して行い得られた多数のGBj nS(t)(j=1〜(nc1+nc2))を用いて、GBj nS(t)波の路程lでの最大振幅値の頻度分布を横軸を振幅として求め、割れ柱と健全柱を区分する前記最大振幅値の境界をAH値として特定する処理を前記路程l毎に行い、得られる各AH値をAH(l)と表現し、特にl値が探査最小路程lminのときAH(lmin)とする処理で、電柱外周径Φ毎に前記AH(l)、AH(lmin)を準備する
請求項2に記載のコンクリート電柱地中部の広帯域超音波探査方法。
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