JP2824725B2 - Concrete thickness measurement method using impact sound - Google Patents
Concrete thickness measurement method using impact soundInfo
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Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、コンクリート建造物に
おけるコンクリート厚みを打撃音により測定する方法及
びその装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for measuring the thickness of concrete in a concrete building by using impact sound.
【0002】[0002]
【従来の技術】コンクリート建造物におけるコンクリー
ト厚みを測定する方法としては、古くは、穿孔サンプリ
ングによる方法が取られていたが、近年では、非破壊検
査が主流となり、特開昭52−33755号、同63−
247608号、同64−65407号、特開平3−1
2509号、同3−13810号公報などに記載のよう
な(超)音波を利用した測定方法が行われている。これ
らは(超)音波発信子により発射された音波の反射音な
いしは共振周波数を解析してコンクリートの厚みを計測
したり、或いは、内部空洞の存在などを検出するもので
ある。2. Description of the Related Art As a method for measuring the thickness of concrete in a concrete building, a method using perforation sampling has been adopted in the past, but in recent years, non-destructive inspection has become mainstream, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-33755 discloses a method. Id 63-
247608, 64-65407, JP-A-3-1
Measurement methods using (ultra) sonic waves as described in JP-A Nos. 2509 and 3-13810 have been performed. These are to analyze the reflection sound or resonance frequency of the sound wave emitted by the (ultra) sound wave transmitter to measure the thickness of concrete, or to detect the presence of an internal cavity or the like.
【0003】他方、打撃音を解析してコンクリート内部
の空隙の存在や、岩盤など浮き石を検出する方法が特公
平4−10987号公報に開示されている。[0003] On the other hand, Japanese Patent Publication No. 4-10987 discloses a method of analyzing the impact sound to detect the presence of voids in concrete and floating rocks such as rock.
【0004】この方法は、コンクリート建造物或いは岩
盤などの被調査体を打診し、その打診音を採音して、こ
の打診音の音響周波数帯全域の音響エネルギーと、その
周波数帯域即ち500HZ 近傍及び2500HZ 近傍の
周波数帯域の部分のみの音響エネルギーとを比較し、そ
の比較値の大きさに応じて被調査体の内部亀裂や内部空
隙の有無を判定するものである。[0004] This method is sounded the surveyed material such as concrete buildings or bedrock, and voice pickup the percussion sound, the acoustic energy of the acoustic frequency band throughout this percussion sound, the frequency band i.e. 500H Z vicinity and comparing the only acoustic energy part of the frequency band of 2500H Z vicinity is to determine the presence or absence of internal cracks or internal voids of the surveyed object in accordance with the magnitude of the comparison value.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】超音波を利用した非破
壊検査法でコンクリートの厚みを測定するには、従来の
装置では、コンクリート中にパルス波を効果的に入力す
るために、コンクリート表面が平滑であること、センサ
ーとコンクリート表面との間にグリスなどの接触剤を塗
布する必要がある、などの制約があり、任意の点での検
査が困難である場合があり、また、一か所の検査に手間
がかかる難点があった。In order to measure the thickness of concrete by a non-destructive inspection method using ultrasonic waves, a conventional apparatus requires a concrete surface in order to effectively input a pulse wave into the concrete. There are restrictions such as smoothness, the need to apply a contact agent such as grease between the sensor and the concrete surface, and it may be difficult to inspect at any point. There was a drawback that the inspection required a lot of trouble.
【0006】本発明は、上記に鑑み、コンクリート厚み
の非破壊検査を簡略な操作で効率よく行うことができる
改良された打撃音を用いたコンクリート厚さ測定方法及
び装置を明らかにすることを目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above, an object of the present invention is to clarify a method and apparatus for measuring concrete thickness using an improved impact sound, which enables nondestructive inspection of concrete thickness to be performed efficiently with a simple operation. It is assumed that.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明に係るコンクリー
ト厚さ測定方法は、厚さを測定しようとする任意のコン
クリート表面を打撃ハンマにより打撃して、その打撃音
の縦波共振周波数を検出してコンクリートの厚みを測定
する方法において、20KHZ 以下の周波数帯域に明確
な共振特性を有しないフードに囲繞されたマイクロフォ
ンを、そのフードの先端が打撃部に近接した位置のコン
クリート表面に近接ないしは接触させた状態で配置し
て、打撃ハンマの打撃から直接に生じる一次的な空気振
動音ではなく、打撃ハンマの打撃によりコンクリート内
部を通過してコンクリート表面に放射される二次的な打
撃音を集音して、分析装置により打撃音の縦波共振周波
数特性を検出してコンクリートの厚さを測定すること、
を特徴とする。A concrete thickness measuring method according to the present invention detects an longitudinal surface resonance frequency of an impact sound by hitting an arbitrary concrete surface whose thickness is to be measured by an impact hammer. a method for measuring the thickness of the concrete Te, a microphone that is surrounded by the hood does not have a distinct resonance characteristics in the following frequency bands 20 kHz Z, proximity or contact with the concrete surface position the tip of the hood is close to the striking portion It is arranged in a state where it is laid, and instead of the primary air vibration sound directly generated from the impact of the impact hammer, the secondary impact sound radiated to the concrete surface through the inside of the concrete by the impact of the impact hammer is collected. Measuring the thickness of concrete by detecting the longitudinal frequency resonance frequency characteristics of the impact sound with the analyzer.
It is characterized by.
【0008】[0008]
【発明の具体的構成】次に、本発明の具体的構成を図面
に従って詳細に説明する。Next, a specific configuration of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【0009】図1は、本発明の方法によるにコンクリー
ト厚さ測定の説明図であり、図中において10は打撃ハ
ンマであり、検査しようとする任意のコンクリート面を
打撃して、打撃面で発生し空気中を伝播する一次的な打
撃音ではなく、打撃により発生したコンクリート内部の
打撃波が再びコンクリート面から放射される二次的な打
撃音をマイクロフォン20の集音部21を通して採音
し、これを分析装置22により分析してコンクリート厚
みを測定する。FIG. 1 is an explanatory view of concrete thickness measurement according to the method of the present invention. In the figure, reference numeral 10 denotes a hitting hammer, which hits an arbitrary concrete surface to be inspected and is generated on the hitting surface. Rather than the primary impact sound propagating in the air, the impact sound inside the concrete generated by the impact is again radiated from the concrete surface and the secondary impact sound is picked up through the sound collector 21 of the microphone 20, This is analyzed by the analyzer 22 to measure the concrete thickness.
【0010】打撃ハンマ10による打撃エネルギは、あ
る程度の大きさのエネルギであればよく、特に一定であ
る必要はないが、打撃ハンマ10の硬度が高く打撃が衝
撃的であることが比較的高周波の振動をコンクリートに
発生させることになるので望ましい。The impact energy of the impact hammer 10 need only be a certain amount of energy, and need not be particularly constant. However, the impact hardness of the impact hammer 10 is relatively high and the impact is relatively high. It is desirable because vibration will be generated in concrete.
【0011】尚、打撃ハンマ10の打撃部は球形である
ことが、打撃をコンクリート面に対して直角に行う上で
好ましく、また、打撃ハンマ10の握り部分からの音響
放射ができるだけ小さくするため、ゴムなどで被覆する
ことが好ましい。It is preferable that the striking portion of the striking hammer 10 has a spherical shape in order to strike at a right angle to the concrete surface, and to reduce acoustic radiation from the gripping portion of the striking hammer 10 as much as possible. It is preferable to cover with rubber or the like.
【0012】打撃ハンマ10の打撃は、人力によると機
械によるとを問わない。The hitting of the hitting hammer 10 may be carried out by human power or by machine.
【0013】マイクロフォン20としては、通常の音響
用マイクロフォンを利用することができるが、周波数特
性がフラットなものを利用することが望ましい。また、
コンクリートの厚さと縦波共振周波数との間には、60
cm→3.3KHZ、50cm→4.0KHZ、40c
m→5.0KHZ、30cm→6.7KHZ、20cm
→10.0KHZの関係があることが知見されているの
で、例えば±5cm程度の測定誤差が許される場合に
は、上記周波数部分に共振するマイクロフォンを利用す
ることにより、共振現象の卓越した部分の周波数を読む
ことにより容易にコンクリートの厚みを測定することが
できる。As the microphone 20, a normal acoustic microphone can be used, but it is desirable to use a microphone having a flat frequency characteristic. Also,
Between the concrete thickness and the longitudinal resonance frequency, 60
cm → 3.3KH Z, 50cm → 4.0KH Z, 40c
m → 5.0KH Z, 30cm → 6.7KH Z, 20cm
Since → that there is a relationship 10.0KH Z has been found, for example, if the measurement error of about ± 5 cm is allowed, by utilizing the microphone which resonates to the frequency portion, outstanding portion of the resonance phenomenon By reading the frequency, the thickness of the concrete can be easily measured.
【0014】図示のように、マイクロフォン20の少な
くとも集音部21の周囲はフード23により囲繞してコ
ンクリート面から放射される音を効率よく採音できるよ
うにする。As shown, at least the periphery of the sound collecting portion 21 of the microphone 20 is surrounded by a hood 23 so that sound radiated from the concrete surface can be efficiently collected.
【0015】フード23を利用すると、特定の周波数に
共振を生じることがあり、これが測定の障害となること
がある。共振を生じる原因としては、フード23の内
部容積、フード23の口径及びフード内壁面での反
射、コンクリート面からマイクロフォン20の集音部
21までの距離、などが考えられる。When the hood 23 is used, resonance may occur at a specific frequency, which may hinder measurement. Possible causes of the resonance include the internal volume of the hood 23, the diameter of the hood 23, reflection on the inner wall of the hood, the distance from the concrete surface to the sound collection unit 21 of the microphone 20, and the like.
【0016】実験によると、測定しようとするコンクリ
ートの厚みを10cm程度以上と仮定すると、測定する
音の範囲はおよそ20KHZ 以下であり、これ以上の
周波数帯域で共振が生じても測定結果に悪影響を与えな
いことが判明した。そこで、20KHZ 以下の周波数
帯域に明確な共振特性を持たないようにフードを製作す
ればよいことになるが、これは、上記した〜の項目
を変化させることで可能である。例えば、(a)入射し
た音響波を乱反射させるために、フード内壁面に凹凸を
設ける、(b)マイクロフォン20の集音部21をコン
クリート面に近づける、などの手法が採用可能である
が、これに限定されるものではない。[0016] According to an experiment, when the thickness of the concrete to be measured assuming than about 10 cm, the range of the sound to be measured is not more than about 20 kHz Z, adverse effect on the measurement result even resonance occurs in more frequency bands Turned out not to give. Therefore, although it is sufficient to manufacture the hood so as not to have a distinct resonance characteristics in the frequency region below 20 kHz Z, which is possible by changing the item - as described above. For example, it is possible to adopt a method of (a) providing irregularities on the inner wall surface of the hood in order to diffusely reflect an incident acoustic wave, and (b) bringing the sound collection unit 21 of the microphone 20 closer to a concrete surface. However, the present invention is not limited to this.
【0017】また、フード23としては、内壁面に細か
い凹凸を形成したゴム或いはプラスチック製のものを利
用し、少なくともコンクリート面に接触する部分には柔
軟な材質のものを用いることが好ましい。The hood 23 is preferably made of rubber or plastic having fine irregularities formed on the inner wall surface, and is preferably made of a soft material at least in a portion in contact with the concrete surface.
【0018】フード23の形状は、図示のような釣鐘状
のものに限定されるものではなく、角錐形状、その他の
形状のものであってよい。The shape of the hood 23 is not limited to a bell-shaped one as shown, but may be a pyramid or any other shape.
【0019】尚、フード23として、コンクリートの健
全性評価を目的としては0〜0.3KHZの範囲に共振
のないことが要求され、コンクリートの厚み測定を目的
とするものでは3〜10KHZ の範囲に共振のないこ
とが要求され、後述するように、コンクリートの健全性
評価機能を合わせ持つ態様では、0〜0.3KHZの範
囲でも共振のないことが要求される。[0019] As food 23, the purpose of integrity assessment of the concrete is required to be no resonance in the range of 0~0.3KH Z, it is intended for the purpose of thickness measurements of concrete 3~10KH Z range is required that no resonance, as described below, in embodiments having both concrete integrity evaluation function, it is required that no resonance in the range of 0~0.3KH Z.
【0020】分析装置22としては、基本的には周波数
分布の読み取れるFFTアナライザであればよい。な
お、上記したコンクリート厚さと縦波共振周波数との関
係数値を利用する場合にはバンドパスフィルタを用いた
簡単な専用測定器を構成することも可能である。The analyzer 22 may basically be any FFT analyzer that can read the frequency distribution. In the case where the above-described numerical value of the relationship between the concrete thickness and the longitudinal wave resonance frequency is used, it is also possible to configure a simple dedicated measuring instrument using a bandpass filter.
【0021】打撃音を利用したコンクリートの健全性評
価では、打撃音の利用周波数範囲を0〜3KHZに設定
しており、本発明にかかる厚さ測定では、コンクリート
の厚さの範囲を20cm〜60cmとした場合で3〜1
0KHZに設定されている。そこで、本発明の方法を実
施する装置に0〜3KHzの周波数に対応した機能を付加す
ることにより、コンクリートの健全性評価にも利用する
ことが可能となる。尚、90cmの厚みのコンクリート
で縦波共振周波数が2.1KHZであることを確認して
おり、コンクリート健全性評価機能を付加することは、
コンクリートの厚み測定の測定可能範囲を増大すること
にもなる。[0021] In soundness evaluation of concrete using the striking sound, has set the use frequency range of impact sound to 0~3KH Z, a thickness measurement according to the present invention, 20cm~ the thickness range of concrete 3 to 1 in case of 60cm
It is set to 0KH Z. Therefore, by adding a function corresponding to a frequency of 0 to 3 KHz to an apparatus for implementing the method of the present invention, it is possible to use the apparatus for soundness evaluation of concrete. Incidentally, the vertical resonant frequency in concrete 90cm thick has confirmed that a 2.1KH Z, adding concrete integrity evaluation function,
This also increases the measurable range of concrete thickness measurement.
【0022】[0022]
【発明の効果】従来、超音波センサにより測定していた
縦波共振法によるコンクリート厚さ測定技術を、音響用
マイクロフォンを使用したものに変更できることにな
り、マイクロフォン設置の手間が省けるため迅速な測
定が可能となった、高価なセンサに代えて音響用マイ
クロフォンを利用できるので安価な装置とすることが可
能である、打撃ハンマの打撃音によるコンクリート健全
性調査システムに組み込むことが可能であり、コンクリ
ートの健全性と共に、コンクリートの厚さを測定するこ
とができ、コンクリート健全性調査システムのグレード
アップを計ることができる、などの効果が期待でき、頭
記した課題が解決される。According to the present invention, the concrete thickness measurement technique based on the longitudinal wave resonance method, which has been conventionally measured by an ultrasonic sensor, can be changed to a method using an acoustic microphone. It is possible to use an acoustic microphone instead of an expensive sensor, so that it is possible to use an inexpensive device.It is possible to incorporate it into a concrete soundness inspection system by the impact sound of a hammer. In addition to the soundness of concrete, the concrete thickness can be measured, and the concrete soundness inspection system can be upgraded.
【図1】本発明の方法によるコンクリート厚さ測定の説
明図FIG. 1 is an illustration of concrete thickness measurement by the method of the present invention.
10−打撃ハンマ 20−マイクロフォン 21−マクロフォンの集音部 22−分析装置 23−フード Reference Signs List 10-hitting hammer 20-microphone 21-microphone sound collecting part 22-analyzer 23-hood
Claims (1)
ート表面を打撃ハンマにより打撃して、その打撃音の縦
波共振周波数を検出してコンクリートの厚みを測定する
方法において、20KHZ 以下の周波数帯域に明確な
共振特性を有しないフードに囲繞されたマイクロフォン
を、そのフードの先端が打撃部に近接した位置のコンク
リート表面に近接ないしは接触させた状態で配置して、
打撃ハンマの打撃から直接に生じる一次的な空気振動音
ではなく、打撃ハンマの打撃によりコンクリート内部を
通過してコンクリート表面に放射される二次的な打撃音
を集音して、分析装置により打撃音の縦波共振周波数特
性を検出してコンクリートの厚さを測定することを特徴
とする打撃音を用いたコンクリート厚さ測定方法。The method according to claim 1 Any concrete surface to be measured thickness was struck by the striking hammer, a method for measuring the thickness of the concrete by detecting the longitudinal resonant frequency of the struck sound, 20 kHz Z frequencies below A microphone surrounded by a hood that does not have a distinct resonance characteristic in the band, the tip of the hood is arranged in a state in which the tip of the hood is close to or in contact with the concrete surface at a position close to the hitting portion,
Rather than the primary air vibration sound directly generated from the impact of the impact hammer, the impact sound of the impact hammer collects the secondary impact sound radiated through the inside of the concrete and radiated to the concrete surface. A concrete thickness measuring method using a striking sound, wherein a concrete thickness is measured by detecting a longitudinal resonance frequency characteristic of a sound.
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---|---|---|---|
JP4326006A JP2824725B2 (en) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | Concrete thickness measurement method using impact sound |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH06147874A JPH06147874A (en) | 1994-05-27 |
JP2824725B2 true JP2824725B2 (en) | 1998-11-18 |
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ID=18183046
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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1992
- 1992-11-11 JP JP4326006A patent/JP2824725B2/en not_active Expired - Fee Related
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JPH06147874A (en) | 1994-05-27 |
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