JP3369745B2 - 軌道盛土部非破壊検査装置およびその軌道車 - Google Patents
軌道盛土部非破壊検査装置およびその軌道車Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、非破壊検査装置、特
に、軌道盛土内に電波を放射し、該軌道盛土内からの反
射波を受信して反射データを得、その反射データに基づ
いて、前記軌道盛土内を非破壊検査する軌道盛土部非破
壊検査装置、およびその軌道盛土部非破壊検査装置を取
り付けて検査しつつ軌道上を移動可能な軌道盛土部非破
壊検査装置用軌道車に関する。
に、軌道盛土内に電波を放射し、該軌道盛土内からの反
射波を受信して反射データを得、その反射データに基づ
いて、前記軌道盛土内を非破壊検査する軌道盛土部非破
壊検査装置、およびその軌道盛土部非破壊検査装置を取
り付けて検査しつつ軌道上を移動可能な軌道盛土部非破
壊検査装置用軌道車に関する。
【0002】
【従来の技術】地中探査レーダは、地中に電波を発射し
てから物標の反射波を得て空洞等の物標を画像化するこ
とにより、非破壊で地中の状態を検査できる装置であ
る。したがって、鉄道軌道などに用いると盛土部あるい
はその周辺の効率的な検査が可能となることが期待され
る。
てから物標の反射波を得て空洞等の物標を画像化するこ
とにより、非破壊で地中の状態を検査できる装置であ
る。したがって、鉄道軌道などに用いると盛土部あるい
はその周辺の効率的な検査が可能となることが期待され
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、地中探査レー
ダを用いて鉄道軌道内の検査を行うと、鉄道軌道に不可
欠なレールや枕木、例えば枕木で言えばPC枕木の影響
が問題となる。特に大型アンテナ(200MHz)を使
って、100ns、200nsの時間レンジで計測する
と、PC枕木による強い多重反射信号が異常箇所からの
反射信号に重畳する。この状態を図9に示す。本来は水
平距離0m〜3mの直下1.8mあたりに空洞が存在す
るのであるが、図9に示すごとく、PC枕木からの反射
が重畳していて、異常箇所の判断が困難となっている。
ダを用いて鉄道軌道内の検査を行うと、鉄道軌道に不可
欠なレールや枕木、例えば枕木で言えばPC枕木の影響
が問題となる。特に大型アンテナ(200MHz)を使
って、100ns、200nsの時間レンジで計測する
と、PC枕木による強い多重反射信号が異常箇所からの
反射信号に重畳する。この状態を図9に示す。本来は水
平距離0m〜3mの直下1.8mあたりに空洞が存在す
るのであるが、図9に示すごとく、PC枕木からの反射
が重畳していて、異常箇所の判断が困難となっている。
【0004】また、既存の地中探査レーダは、鉄道施設
に利用する際、そのアンテナが台車になっているため軌
道上をうまく走行することができず、更に軌道周辺、例
えば砂利肩や上下線間の状況の測定も困難である。本発
明は、枕木やレール等が存在しても、異常個所の判断が
容易な軌道盛土部非破壊検査装置、およびその軌道盛土
部非破壊検査装置を取り付けて軌道上を容易に移動し、
軌道の周辺も測定することができる軌道車の提供を目的
とするものである。
に利用する際、そのアンテナが台車になっているため軌
道上をうまく走行することができず、更に軌道周辺、例
えば砂利肩や上下線間の状況の測定も困難である。本発
明は、枕木やレール等が存在しても、異常個所の判断が
容易な軌道盛土部非破壊検査装置、およびその軌道盛土
部非破壊検査装置を取り付けて軌道上を容易に移動し、
軌道の周辺も測定することができる軌道車の提供を目的
とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
軌道盛土内に電波を放射し、該軌道盛土内からの反射波
を受信して反射データを得、その反射データに基づい
て、前記軌道盛土内を非破壊検査する軌道盛土部非破壊
検査装置であって、反射データを時間領域データから周
波数領域データにフーリエ変換するフーリエ変換手段
と、該フーリエ変換手段により周波数領域データに変換
された反射データの内、枕木またはレールの反射周波数
成分を除去するフィルタ手段と、該フィルタ手段によ
り、枕木またはレールの反射周波数成分が除去された反
射データを周波数領域データから時間領域データに逆フ
ーリエ変換する逆フーリエ変換手段と、を備えたことを
特徴とする軌道盛土部非破壊検査装置である。
軌道盛土内に電波を放射し、該軌道盛土内からの反射波
を受信して反射データを得、その反射データに基づい
て、前記軌道盛土内を非破壊検査する軌道盛土部非破壊
検査装置であって、反射データを時間領域データから周
波数領域データにフーリエ変換するフーリエ変換手段
と、該フーリエ変換手段により周波数領域データに変換
された反射データの内、枕木またはレールの反射周波数
成分を除去するフィルタ手段と、該フィルタ手段によ
り、枕木またはレールの反射周波数成分が除去された反
射データを周波数領域データから時間領域データに逆フ
ーリエ変換する逆フーリエ変換手段と、を備えたことを
特徴とする軌道盛土部非破壊検査装置である。
【0006】請求項2記載の発明は、上記フィルタ手段
により除去される周波数が、50MHzおよびその近傍
である請求項1記載の軌道盛土部非破壊検査装置であ
る。請求項3記載の発明は、上記フィルタ手段により除
去される周波数が、70±10MHz以下である請求項
1記載の軌道盛土部非破壊検査装置である。
により除去される周波数が、50MHzおよびその近傍
である請求項1記載の軌道盛土部非破壊検査装置であ
る。請求項3記載の発明は、上記フィルタ手段により除
去される周波数が、70±10MHz以下である請求項
1記載の軌道盛土部非破壊検査装置である。
【0007】請求項4記載の発明は、本体の両側から、
軌道外に突出する2つの翼部を有し、その両翼部に、請
求項1〜3のいずれかの軌道盛土部非破壊検査装置に備
えられた軌道盛土内に電波を放射し該軌道盛土内からの
反射波を受信するアンテナ部がそれぞれ取り付けられる
ことを特徴とする軌道盛土部非破壊検査装置用軌道車で
ある。
軌道外に突出する2つの翼部を有し、その両翼部に、請
求項1〜3のいずれかの軌道盛土部非破壊検査装置に備
えられた軌道盛土内に電波を放射し該軌道盛土内からの
反射波を受信するアンテナ部がそれぞれ取り付けられる
ことを特徴とする軌道盛土部非破壊検査装置用軌道車で
ある。
【0008】請求項5記載の発明は、更に、上記本体に
も、請求項1〜3のいずれかの軌道盛土部非破壊検査装
置に備えられた軌道盛土内に電波を放射し該軌道盛土内
からの反射波を受信するアンテナ部が取り付けられる請
求項4記載の軌道盛土部非破壊検査装置用軌道車であ
る。
も、請求項1〜3のいずれかの軌道盛土部非破壊検査装
置に備えられた軌道盛土内に電波を放射し該軌道盛土内
からの反射波を受信するアンテナ部が取り付けられる請
求項4記載の軌道盛土部非破壊検査装置用軌道車であ
る。
【0009】
【作用及び発明の効果】レールやPC枕木等は、特定の
周波数の電波を反射し易い。したがって、請求項1記載
の発明は、まず、フーリエ変換手段により、反射データ
を時間領域データから周波数領域データにフーリエ変換
した後、フィルタ手段により、フーリエ変換手段により
周波数領域データに変換された反射データの内、枕木ま
たはレールの反射周波数成分を除去する。したがって、
この枕木またはレールの反射周波数成分が除去された反
射データを、逆フーリエ変換手段にて周波数領域データ
から時間領域データに逆フーリエ変換すれば、フーリエ
変換する以前の反射データから、枕木またはレールの反
射周波数成分を除去した反射データを得ることができ
る。
周波数の電波を反射し易い。したがって、請求項1記載
の発明は、まず、フーリエ変換手段により、反射データ
を時間領域データから周波数領域データにフーリエ変換
した後、フィルタ手段により、フーリエ変換手段により
周波数領域データに変換された反射データの内、枕木ま
たはレールの反射周波数成分を除去する。したがって、
この枕木またはレールの反射周波数成分が除去された反
射データを、逆フーリエ変換手段にて周波数領域データ
から時間領域データに逆フーリエ変換すれば、フーリエ
変換する以前の反射データから、枕木またはレールの反
射周波数成分を除去した反射データを得ることができ
る。
【0010】したがって、軌道盛土部内部の空洞等が明
確に表れた反射データを得ることができ、枕木やレール
等が存在しても、異常個所の判断が容易となる。特に、
枕木またはレールの反射周波数成分は、50MHz近傍
であることから、フィルタ手段により除去される周波数
が、50MHzおよびその近傍とすることが好ましい。
確に表れた反射データを得ることができ、枕木やレール
等が存在しても、異常個所の判断が容易となる。特に、
枕木またはレールの反射周波数成分は、50MHz近傍
であることから、フィルタ手段により除去される周波数
が、50MHzおよびその近傍とすることが好ましい。
【0011】空洞の反射成分は約100〜130MHz
であるので、70MHz以下を除去してもよい。即ち7
0MHz以下をフィルタ値0としてもよい。また70M
Hz以下を除去する場合、100MHz以上は全く除去
せず、即ちフィルタ値1とし、70MHz〜100MH
zは、フィルタ値を、0〜1まで直線的にまたは曲線的
に順次上昇させてもよい。この順次上昇させる領域は、
空洞の反射成分の周波数とPC枕木やレールの反射成分
との境界に持って来れば良い。また上記数値でなく、±
10MHzの幅内の数値でも良い。即ち、70±10M
Hz以下をフィルタ値0としてもよく、70±10MH
z以下を除去する場合、100±10MHz以上は全く
除去せず、即ちフィルタ値1とし、70±10MHz〜
100±10MHzは、フィルタ値を、0〜1まで直線
的にまたは曲線的に順次上昇させてもよい。
であるので、70MHz以下を除去してもよい。即ち7
0MHz以下をフィルタ値0としてもよい。また70M
Hz以下を除去する場合、100MHz以上は全く除去
せず、即ちフィルタ値1とし、70MHz〜100MH
zは、フィルタ値を、0〜1まで直線的にまたは曲線的
に順次上昇させてもよい。この順次上昇させる領域は、
空洞の反射成分の周波数とPC枕木やレールの反射成分
との境界に持って来れば良い。また上記数値でなく、±
10MHzの幅内の数値でも良い。即ち、70±10M
Hz以下をフィルタ値0としてもよく、70±10MH
z以下を除去する場合、100±10MHz以上は全く
除去せず、即ちフィルタ値1とし、70±10MHz〜
100±10MHzは、フィルタ値を、0〜1まで直線
的にまたは曲線的に順次上昇させてもよい。
【0012】また、フーリエ変換および逆フーリエ変換
として、特に、高速(逆)フーリエ変換を行うことが、
処理速度を向上して効率的な非破壊検査を行う上で好ま
しい。また、軌道盛土部非破壊検査装置は、軌道用車輪
を備え軌道上を移動可能な車両に取り付ければ、軌道上
を容易に移動することができ、軌道盛土部非破壊検査を
一層効率化できる。
として、特に、高速(逆)フーリエ変換を行うことが、
処理速度を向上して効率的な非破壊検査を行う上で好ま
しい。また、軌道盛土部非破壊検査装置は、軌道用車輪
を備え軌道上を移動可能な車両に取り付ければ、軌道上
を容易に移動することができ、軌道盛土部非破壊検査を
一層効率化できる。
【0013】特に、軌道盛土部非破壊検査装置用軌道車
としては、その本体の両側から、軌道外に突出する2つ
の翼部を有し、その両翼部に、軌道盛土部非破壊検査装
置に備えられた軌道盛土内に電波を放射し該軌道盛土内
からの反射波を受信するアンテナ部がそれぞれ取り付け
られる構成とすれば、アンテナ部が、軌道の周辺に突出
した状態に配置され、軌道盛土部の砂利肩や上下線間と
いった軌道周辺の検査も精密にできる。
としては、その本体の両側から、軌道外に突出する2つ
の翼部を有し、その両翼部に、軌道盛土部非破壊検査装
置に備えられた軌道盛土内に電波を放射し該軌道盛土内
からの反射波を受信するアンテナ部がそれぞれ取り付け
られる構成とすれば、アンテナ部が、軌道の周辺に突出
した状態に配置され、軌道盛土部の砂利肩や上下線間と
いった軌道周辺の検査も精密にできる。
【0014】更に、上記本体にも、上記アンテナ部が取
り付けられれば、同時に軌道の中心部も検査でき、非常
に効率的な非破壊検査が可能となる。
り付けられれば、同時に軌道の中心部も検査でき、非常
に効率的な非破壊検査が可能となる。
【0015】
[実施例1]図1,2に、本発明の一実施例としての軌
道盛土部非破壊検査装置2の構成を示す。図1は概略構
成を表し、図2はそのブロック図である。
道盛土部非破壊検査装置2の構成を示す。図1は概略構
成を表し、図2はそのブロック図である。
【0016】軌道盛土部非破壊検査装置2は、アンテナ
部4、本体である制御部6、データレコーダ8、コンピ
ュータ10およびカラープリンタ12から構成されてい
る。アンテナ部4は、送信アンテナ4aと受信アンテナ
4bとを備え、制御部6は、パルス発振器6a、検出信
号の増幅器6b、サンプラ6cおよび処理タイミング発
生器6dを備えている。
部4、本体である制御部6、データレコーダ8、コンピ
ュータ10およびカラープリンタ12から構成されてい
る。アンテナ部4は、送信アンテナ4aと受信アンテナ
4bとを備え、制御部6は、パルス発振器6a、検出信
号の増幅器6b、サンプラ6cおよび処理タイミング発
生器6dを備えている。
【0017】送信アンテナ4aは、処理タイミング発生
器6dのタイミング信号で、パルス発振器6aから発振
信号を得て、地中に電波を放射する。空洞等の物標14
で反射された電波は受信アンテナ4bで検出される。こ
の検出信号は増幅器6bで増幅後、処理タイミング発生
器6dのタイミング信号で、サンプラ6cにてサンプリ
ングされ、データレコーダ8に記録される。
器6dのタイミング信号で、パルス発振器6aから発振
信号を得て、地中に電波を放射する。空洞等の物標14
で反射された電波は受信アンテナ4bで検出される。こ
の検出信号は増幅器6bで増幅後、処理タイミング発生
器6dのタイミング信号で、サンプラ6cにてサンプリ
ングされ、データレコーダ8に記録される。
【0018】また、サンプラ6cは、コンピュータ10
側にもサンプリングデータを出力している。コンピュー
タ10には、A/D変換器10aと演算処理部10bと
が備えられ、A/D変換器10aにて、アナログデータ
であるサンプリングデータをデジタル信号に変換して、
そのA/D変換されたサンプリングデータに基づいて、
演算処理部10bにて後述する処理が行われる。次いで
その演算結果としての反射電波の画像データがカラープ
リンタ12に出力される。この画像を分析することによ
り、地中の異常が判明する。上記演算処理部10bは、
CPU、ROM、RAM、I/O、バスライン等から構
成されており、ROMあるいはハードディスクやフロッ
ピーディスク等に記憶されているプログラムに基づい
て、所定の処理を実行している。ここでは次に述べる特
定周波数成分除去処理を実行している。その特定周波数
成分除去処理を図4に示す。
側にもサンプリングデータを出力している。コンピュー
タ10には、A/D変換器10aと演算処理部10bと
が備えられ、A/D変換器10aにて、アナログデータ
であるサンプリングデータをデジタル信号に変換して、
そのA/D変換されたサンプリングデータに基づいて、
演算処理部10bにて後述する処理が行われる。次いで
その演算結果としての反射電波の画像データがカラープ
リンタ12に出力される。この画像を分析することによ
り、地中の異常が判明する。上記演算処理部10bは、
CPU、ROM、RAM、I/O、バスライン等から構
成されており、ROMあるいはハードディスクやフロッ
ピーディスク等に記憶されているプログラムに基づい
て、所定の処理を実行している。ここでは次に述べる特
定周波数成分除去処理を実行している。その特定周波数
成分除去処理を図4に示す。
【0019】電源オン等によりコンピュータ10の処理
が開始されると、まず、初期設定がなされる(ステップ
110)。ここでは、RAM中に作業領域を確保した
り、演算に必要な所定アドレスに初期値を設定したりす
る処理が実行される。次にサンプラ6cからサンプリン
グ毎の反射データがA/D変換器10aを介して受信さ
れたか否かが判定される(ステップ120)。受信があ
るまで否定判定されることにより受信完了を待ち、1回
分のサンプリングデータの受信が完了すると、ステップ
120にて肯定判定され、次にFFT処理がなされる
(ステップ130)。ここでは、サンプリングされた反
射データを高速フーリエ変換(FFT)処理を行い、時
間領域データにて表されている反射データから、各周波
数領域データにて表されるデータを取り出す。なお、高
速フーリエ変換自体の具体的処理内容は一般に良く知ら
れているので、ここでは高速フーリエ変換そのものの説
明は省略する。
が開始されると、まず、初期設定がなされる(ステップ
110)。ここでは、RAM中に作業領域を確保した
り、演算に必要な所定アドレスに初期値を設定したりす
る処理が実行される。次にサンプラ6cからサンプリン
グ毎の反射データがA/D変換器10aを介して受信さ
れたか否かが判定される(ステップ120)。受信があ
るまで否定判定されることにより受信完了を待ち、1回
分のサンプリングデータの受信が完了すると、ステップ
120にて肯定判定され、次にFFT処理がなされる
(ステップ130)。ここでは、サンプリングされた反
射データを高速フーリエ変換(FFT)処理を行い、時
間領域データにて表されている反射データから、各周波
数領域データにて表されるデータを取り出す。なお、高
速フーリエ変換自体の具体的処理内容は一般に良く知ら
れているので、ここでは高速フーリエ変換そのものの説
明は省略する。
【0020】時間領域データにて表されているサンプリ
ングされた状態の反射データを、図5(a1)に示す。
縦軸が時間軸であり、0〜200nsまでが表されてい
る。この反射データをFFT処理して周波数領域データ
としたものを、図5(a2)に示す。縦軸が周波数軸で
あり、0〜750MHzまでが表されている。
ングされた状態の反射データを、図5(a1)に示す。
縦軸が時間軸であり、0〜200nsまでが表されてい
る。この反射データをFFT処理して周波数領域データ
としたものを、図5(a2)に示す。縦軸が周波数軸で
あり、0〜750MHzまでが表されている。
【0021】上記図5(a1),(a2)は、PC枕木
の影響もレールの影響も存在しない場合の鉄道軌道の測
定例を表している。PC枕木が存在する場合の反射デー
タは図5(b1)に示すごとくであり、FFT処理の結
果は、図5(b2)に示すごとく、50MHz前後に
て、顕著なピークが見られる。
の影響もレールの影響も存在しない場合の鉄道軌道の測
定例を表している。PC枕木が存在する場合の反射デー
タは図5(b1)に示すごとくであり、FFT処理の結
果は、図5(b2)に示すごとく、50MHz前後に
て、顕著なピークが見られる。
【0022】ステップ130のFFT処理の後、フィル
タ処理がなされる(ステップ140)。ここでは、図7
のグラフに示すようなフィルタテーブルにより、フィル
タ処理がなされる。即ち、70MHz未満については、
フィルタ値を0.0とし、100MHz以上ではフィル
タ値は1.0とし、70MHz〜100MHzは、0.
0から1.0へ直線状にフィルタ値を変化させる処理を
行う。これは各周波数成分毎に、その周波数成分の強度
と上記フィルタ値との積を演算することによりなされ
る。
タ処理がなされる(ステップ140)。ここでは、図7
のグラフに示すようなフィルタテーブルにより、フィル
タ処理がなされる。即ち、70MHz未満については、
フィルタ値を0.0とし、100MHz以上ではフィル
タ値は1.0とし、70MHz〜100MHzは、0.
0から1.0へ直線状にフィルタ値を変化させる処理を
行う。これは各周波数成分毎に、その周波数成分の強度
と上記フィルタ値との積を演算することによりなされ
る。
【0023】例えば、図5(b2)に示すFFT処理後
の反射データを図7のフィルタ値にてフィルタ処理する
と、図6(a2)に示すごとくとなる。ステップ140
のフィルタ処理の後、逆高速フーリエ変換(逆FFT)
処理がなされる(ステップ150)。ここでは、FFT
処理(ステップ130)およびフィルタ処理(ステップ
140)がなされた反射データを、逆FFT処理によ
り、再度、時間領域データで表される反射データに変換
する処理がなされる。なお、逆高速フーリエ変換自体の
具体的処理内容は一般に良く知られているので、ここで
は逆高速フーリエ変換そのものの説明は省略する。
の反射データを図7のフィルタ値にてフィルタ処理する
と、図6(a2)に示すごとくとなる。ステップ140
のフィルタ処理の後、逆高速フーリエ変換(逆FFT)
処理がなされる(ステップ150)。ここでは、FFT
処理(ステップ130)およびフィルタ処理(ステップ
140)がなされた反射データを、逆FFT処理によ
り、再度、時間領域データで表される反射データに変換
する処理がなされる。なお、逆高速フーリエ変換自体の
具体的処理内容は一般に良く知られているので、ここで
は逆高速フーリエ変換そのものの説明は省略する。
【0024】図6(a2)に示した反射データを、逆F
FT処理したものを図6(a1)に示す。次に、FFT
処理(ステップ130)、フィルタ処理(ステップ14
0)および逆FFT処理(ステップ150)した1回分
のサンプリングデータを記録する(ステップ160)。
記録は、演算処理部10bのRAMに記憶してもよい
し、ハードディスクやフロッピーディスクに記憶しても
よい。
FT処理したものを図6(a1)に示す。次に、FFT
処理(ステップ130)、フィルタ処理(ステップ14
0)および逆FFT処理(ステップ150)した1回分
のサンプリングデータを記録する(ステップ160)。
記録は、演算処理部10bのRAMに記憶してもよい
し、ハードディスクやフロッピーディスクに記憶しても
よい。
【0025】次に、終了か否かが判断される(ステップ
170)が、終了するとの指示信号が入っていなけれ
ば、次の反射データをサンプラ6cから受信して上述の
処理を繰り返すために、ステップ120の処理に戻る。
こうして、制御部6からの信号を受信する毎に、FFT
処理(ステップ130)、フィルタ処理(ステップ14
0)および逆FFT処理(ステップ150)したデータ
が蓄積されてゆく。
170)が、終了するとの指示信号が入っていなけれ
ば、次の反射データをサンプラ6cから受信して上述の
処理を繰り返すために、ステップ120の処理に戻る。
こうして、制御部6からの信号を受信する毎に、FFT
処理(ステップ130)、フィルタ処理(ステップ14
0)および逆FFT処理(ステップ150)したデータ
が蓄積されてゆく。
【0026】終了との指示がコンピュータ10のキーボ
ード等から入力されれば、ステップ170にて肯定判定
されて、次に蓄積されたデータがカラープリンタ12に
出力される(ステップ180)。即ち、蓄積されたデー
タを、データの入力順を横軸、時間を縦軸として、その
強度に応じて色相を変更して印刷する処理が行われる。
ード等から入力されれば、ステップ170にて肯定判定
されて、次に蓄積されたデータがカラープリンタ12に
出力される(ステップ180)。即ち、蓄積されたデー
タを、データの入力順を横軸、時間を縦軸として、その
強度に応じて色相を変更して印刷する処理が行われる。
【0027】その結果を図8に示す。なお、軌道盛土部
非破壊検査装置2を後述する軌道用の台車に取り付け、
軌道上を移動しつつ測定したので、横軸は入力順を距離
に変換して示している。また縦軸は、右側に時間軸を表
示しているが、左側には、その時間を軌道の地中の深さ
に変換した距離が表示してある。
非破壊検査装置2を後述する軌道用の台車に取り付け、
軌道上を移動しつつ測定したので、横軸は入力順を距離
に変換して示している。また縦軸は、右側に時間軸を表
示しているが、左側には、その時間を軌道の地中の深さ
に変換した距離が表示してある。
【0028】同一の反射データについて、図4の特定周
波数成分除去処理を実行しなかった場合は、図9に示す
ごとく、全体にPC枕木の影響が大きく残り、非常に分
かりにくい。しかし、本実施例の処理によれば図8に示
すごとく、空洞の存在が良く判る。このように、軌道盛
土部内部の空洞等が明確に表れた反射データを得ること
ができ、枕木やレール等が存在しても、異常個所の判断
が容易となる。
波数成分除去処理を実行しなかった場合は、図9に示す
ごとく、全体にPC枕木の影響が大きく残り、非常に分
かりにくい。しかし、本実施例の処理によれば図8に示
すごとく、空洞の存在が良く判る。このように、軌道盛
土部内部の空洞等が明確に表れた反射データを得ること
ができ、枕木やレール等が存在しても、異常個所の判断
が容易となる。
【0029】[実施例2]次に、鉄道軌道にて測定する
軌道盛土部非破壊検査装置と台車の実施例を図3に示
す。図3(a)は平面説明図、図3(b)は正面説明図
である。軌道盛土部非破壊検査装置20は、3つのアン
テナ部24,26,28を有している。これら3つのア
ンテナ部24,26,28は、実施例1のアンテナ部4
と同様の構成であり、それぞれに、実施例1の場合と同
様に、制御部30のパルス発振器からの発振信号を接続
ライン29を介して得て、地中に電波を放射し、反射さ
れた電波を受信する。この検出信号は、接続ライン29
を介して制御部30に入力し、実施例1と同じく、増幅
器で増幅後、サンプラでサンプリングし、アンテナ部2
4,26,28毎に、データレコーダ32に記録され
る。
軌道盛土部非破壊検査装置と台車の実施例を図3に示
す。図3(a)は平面説明図、図3(b)は正面説明図
である。軌道盛土部非破壊検査装置20は、3つのアン
テナ部24,26,28を有している。これら3つのア
ンテナ部24,26,28は、実施例1のアンテナ部4
と同様の構成であり、それぞれに、実施例1の場合と同
様に、制御部30のパルス発振器からの発振信号を接続
ライン29を介して得て、地中に電波を放射し、反射さ
れた電波を受信する。この検出信号は、接続ライン29
を介して制御部30に入力し、実施例1と同じく、増幅
器で増幅後、サンプラでサンプリングし、アンテナ部2
4,26,28毎に、データレコーダ32に記録され
る。
【0030】上記アンテナ部24,26,28は、アン
テナ用台車34に取り付けられている。アンテナ用台車
34は、軌道用車輪36を有する本体38、本体38の
両側から、軌道外に突出する2つの翼部40,42を有
している。この両翼部40,42にそれぞれ、アンテナ
部24,28が取り付けられ、本体38には1つのアン
テナ部26が取り付けられている。翼部40,42およ
び本体38には、棒状の枠材を組み合わせて、アンテナ
部24,26,28をその周辺で支えることにより、ア
ンテナ部24,26,28の下面のほとんどを軌道面に
対して露出している。このことにより、アンテナ用台車
34に影響されずに測定が可能となっている。
テナ用台車34に取り付けられている。アンテナ用台車
34は、軌道用車輪36を有する本体38、本体38の
両側から、軌道外に突出する2つの翼部40,42を有
している。この両翼部40,42にそれぞれ、アンテナ
部24,28が取り付けられ、本体38には1つのアン
テナ部26が取り付けられている。翼部40,42およ
び本体38には、棒状の枠材を組み合わせて、アンテナ
部24,26,28をその周辺で支えることにより、ア
ンテナ部24,26,28の下面のほとんどを軌道面に
対して露出している。このことにより、アンテナ用台車
34に影響されずに測定が可能となっている。
【0031】この様な構成により、軌道盛土部非破壊検
査装置20は、一つのアンテナ部26からレールRの間
の軌道盛土内に電波を放射し、この軌道盛土内からの反
射波を受信する。また両側の翼部40,42のアンテナ
部24,28からレールRよりも外側の軌道盛土周辺に
電波を放射し、この軌道周辺からの反射波を受信する。
査装置20は、一つのアンテナ部26からレールRの間
の軌道盛土内に電波を放射し、この軌道盛土内からの反
射波を受信する。また両側の翼部40,42のアンテナ
部24,28からレールRよりも外側の軌道盛土周辺に
電波を放射し、この軌道周辺からの反射波を受信する。
【0032】制御部30およびデータレコーダ32は、
アンテナ用台車34とは別の、軌道用車輪44を有する
制御部用台車46に、発電機48とともに配置される。
レールRの間の軌道盛土内に電波を放射し反射波を受信
しているアンテナ部26は、実施例1で図5(b1)に
示した反射データを得ることができる。この反射データ
をデータレコーダ32に記憶しておいて、現場での測定
作業が終了した後、コンピュータ10に制御部30を介
してデータレコーダ32を接続して、図4に示した特定
周波数成分除去処理を実行すれば、図5(b2)→図6
(a2)→図6(a1)と順に処理がなされて、PC枕
木Wの影響が除去され、最後にカラープリンタ12にて
データを連続表示すれば、図8の結果を得ることができ
る。
アンテナ用台車34とは別の、軌道用車輪44を有する
制御部用台車46に、発電機48とともに配置される。
レールRの間の軌道盛土内に電波を放射し反射波を受信
しているアンテナ部26は、実施例1で図5(b1)に
示した反射データを得ることができる。この反射データ
をデータレコーダ32に記憶しておいて、現場での測定
作業が終了した後、コンピュータ10に制御部30を介
してデータレコーダ32を接続して、図4に示した特定
周波数成分除去処理を実行すれば、図5(b2)→図6
(a2)→図6(a1)と順に処理がなされて、PC枕
木Wの影響が除去され、最後にカラープリンタ12にて
データを連続表示すれば、図8の結果を得ることができ
る。
【0033】両側の翼部40,42のアンテナ部24,
28の場合も同様に処理して、軌道盛土部の砂利肩や上
限線間といった軌道周辺について、図8の様に測定結果
を得ることができる。なお、翼部40,42のアンテナ
部24,28の場合は、PC枕木Wの影響は少ないの
で、データレコーダ32の出力をA/D変換して、カラ
ープリンタ12に出力させるだけでもよい。勿論、レー
ルR外ではPC枕木W以外の物体の影響も考えられるの
で、図4の特定周波数成分除去処理を実施した方がよ
い。
28の場合も同様に処理して、軌道盛土部の砂利肩や上
限線間といった軌道周辺について、図8の様に測定結果
を得ることができる。なお、翼部40,42のアンテナ
部24,28の場合は、PC枕木Wの影響は少ないの
で、データレコーダ32の出力をA/D変換して、カラ
ープリンタ12に出力させるだけでもよい。勿論、レー
ルR外ではPC枕木W以外の物体の影響も考えられるの
で、図4の特定周波数成分除去処理を実施した方がよ
い。
【0034】[その他]上記各実施例では、処理タイミ
ング発生器6dは時間のタイミングであったが、軌道上
の移動距離をレールR上で回転するエンコーダ、あるい
は軌道用車輪36に連動して回転するエンコーダを設
け、エンコーダの出力を処理タイミング信号としてもよ
い。即ち、エンコーダの所定出力毎に反射データを検出
して記録してもよい。
ング発生器6dは時間のタイミングであったが、軌道上
の移動距離をレールR上で回転するエンコーダ、あるい
は軌道用車輪36に連動して回転するエンコーダを設
け、エンコーダの出力を処理タイミング信号としてもよ
い。即ち、エンコーダの所定出力毎に反射データを検出
して記録してもよい。
【0035】またコンピュータ10は、サンプラ6cを
介してデータレコーダ8からデータを得ていたが、図
1,2に二点鎖線で示すごとく、直接、データレコーダ
8から得ても良い。また、実施例1は、サンプラ6cに
よるサンプリング毎に受信される反射データに対して、
直ちにステップ130〜ステップ160の処理を実行し
ていたが、次のようにしてもよい。即ち、ステップ12
0を、一旦、データレコーダ8に記録された全反射デー
タから、順次、1つづつ反射データをコンピュータ10
側に読み込む処理とし、ステップ170を反射データは
終了か否かの判定処理としてもよい。このようにすれ
ば、送信アンテナ4aにて地中に電波を放射しつつ反射
された電波を受信アンテナ4bで検出しデータレコーダ
8に記録する作業を軌道盛土部に対して実行した後に、
その記録された反射データをまとめて処理することがで
きる。また、予め、サンプラ6cからの反射データまた
はデータレコーダ8からの記録反射データをコンピュー
タ10が入力して、ハードディスク、フロッピーディス
ク等の外部記憶装置に記憶させておき、その後、コンピ
ュータ10内の処理のみで、反射データをまとめて処理
してもよい。
介してデータレコーダ8からデータを得ていたが、図
1,2に二点鎖線で示すごとく、直接、データレコーダ
8から得ても良い。また、実施例1は、サンプラ6cに
よるサンプリング毎に受信される反射データに対して、
直ちにステップ130〜ステップ160の処理を実行し
ていたが、次のようにしてもよい。即ち、ステップ12
0を、一旦、データレコーダ8に記録された全反射デー
タから、順次、1つづつ反射データをコンピュータ10
側に読み込む処理とし、ステップ170を反射データは
終了か否かの判定処理としてもよい。このようにすれ
ば、送信アンテナ4aにて地中に電波を放射しつつ反射
された電波を受信アンテナ4bで検出しデータレコーダ
8に記録する作業を軌道盛土部に対して実行した後に、
その記録された反射データをまとめて処理することがで
きる。また、予め、サンプラ6cからの反射データまた
はデータレコーダ8からの記録反射データをコンピュー
タ10が入力して、ハードディスク、フロッピーディス
ク等の外部記憶装置に記憶させておき、その後、コンピ
ュータ10内の処理のみで、反射データをまとめて処理
してもよい。
【0036】コンピュータ10は、通常のパーソナルコ
ンピュータに、A/D変換器10aとしてのA/D変換
用の回路基板を、スロットに組み込むことにより実現で
きる。上記実施例2において、翼部40,42に、図3
(a)に点線で示す位置に、先端部分を水平から上方に
のみ揺動可能なヒンジ50,51,52,53を設けて
もよい。このヒンジ50〜53により、アンテナ部2
4,28が存在する先端部分を、本体38上に折り重ね
られるようにできる。このことにより、軌道上で測定し
ている際に、翼部40,42に対する障害物あるいは対
向する列車に対して直ちに退避動作できる。
ンピュータに、A/D変換器10aとしてのA/D変換
用の回路基板を、スロットに組み込むことにより実現で
きる。上記実施例2において、翼部40,42に、図3
(a)に点線で示す位置に、先端部分を水平から上方に
のみ揺動可能なヒンジ50,51,52,53を設けて
もよい。このヒンジ50〜53により、アンテナ部2
4,28が存在する先端部分を、本体38上に折り重ね
られるようにできる。このことにより、軌道上で測定し
ている際に、翼部40,42に対する障害物あるいは対
向する列車に対して直ちに退避動作できる。
【図1】 本発明の一実施例としての軌道盛土部非破壊
検査装置の概略構成図である。
検査装置の概略構成図である。
【図2】 そのブロック図である。
【図3】 鉄道軌道上での測定説明図であり、(a)は
平面説明図、(b)は正面説明図である。
平面説明図、(b)は正面説明図である。
【図4】 コンピュータの演算処理部にて行われる特定
周波数成分除去処理のフローチャートである。
周波数成分除去処理のフローチャートである。
【図5】 サンプリングされた反射データの説明図であ
り、(a1)はPC枕木やレールの影響が存在しない場
合の反射データ、(a2)はそのFFT処理後の周波数
成分、(b1)はPC枕木の影響が存在する場合の反射
データ、(b2)はそのFFT処理後の周波数成分を示
す。
り、(a1)はPC枕木やレールの影響が存在しない場
合の反射データ、(a2)はそのFFT処理後の周波数
成分、(b1)はPC枕木の影響が存在する場合の反射
データ、(b2)はそのFFT処理後の周波数成分を示
す。
【図6】 サンプリングされた反射データにFFT処理
とフィルタ処理とを実行した場合の説明図であり、(a
1)は(a2)のデータを逆FFT処理した状態を示
し、(a1)は上記FFT処理およびフィルタ処理を実
行した直後の状態を示す。
とフィルタ処理とを実行した場合の説明図であり、(a
1)は(a2)のデータを逆FFT処理した状態を示
し、(a1)は上記FFT処理およびフィルタ処理を実
行した直後の状態を示す。
【図7】 フィルタ処理用のフィルタテーブルを示すグ
ラフである。
ラフである。
【図8】 反射データを、FFT処理、フィルタ処理お
よび逆FFT処理した後に全データを配列して印刷した
状態の説明図である。
よび逆FFT処理した後に全データを配列して印刷した
状態の説明図である。
【図9】 PC枕木の影響がそのまま出ている従来の反
射データの説明図である。
射データの説明図である。
2,20…軌道盛土部非破壊検査装置
4,24,26,28…アンテナ部
4a…送信アンテナ 4b…受信アンテナ
6,30…制御部 6a…パルス発振器
6b…増幅器 6c…サンプラ 6d…処理タ
イミング発生器 8,32…データレコーダ 10…コンピュータ 10a…A/D変換器 10b…演算処理部 12
…カラープリンタ 14…物標 34…アンテナ用台車 36,44…
軌道用車輪 38…アンテナ用台車本体 40,42…翼部 4
6…制御部用台車
イミング発生器 8,32…データレコーダ 10…コンピュータ 10a…A/D変換器 10b…演算処理部 12
…カラープリンタ 14…物標 34…アンテナ用台車 36,44…
軌道用車輪 38…アンテナ用台車本体 40,42…翼部 4
6…制御部用台車
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 大南 正克
愛知県名古屋市中村区名駅一丁目1番4
号 東海旅客鉄道株式会社内
(72)発明者 辻井 大二
愛知県名古屋市中村区名駅一丁目1番4
号 東海旅客鉄道株式会社内
(56)参考文献 特開 平5−87918(JP,A)
特開 平5−312965(JP,A)
特開 昭63−305275(JP,A)
特開 平5−14559(JP,A)
特開 昭58−112530(JP,A)
特開 平2−21287(JP,A)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
G01V 3/12
G01N 22/00
G01S 13/88
Claims (5)
- 【請求項1】軌道盛土内に電波を放射し、該軌道盛土内
からの反射波を受信して反射データを得、その反射デー
タに基づいて、前記軌道盛土内を非破壊検査する軌道盛
土部非破壊検査装置であって、 反射データを時間領域データから周波数領域データにフ
ーリエ変換するフーリエ変換手段と、 該フーリエ変換手段により周波数領域データに変換され
た反射データの内、枕木またはレールの反射周波数成分
を除去するフィルタ手段と、 該フィルタ手段により、枕木またはレールの反射周波数
成分が除去された反射データを周波数領域データから時
間領域データに逆フーリエ変換する逆フーリエ変換手段
と、 を備えたことを特徴とする軌道盛土部非破壊検査装置。 - 【請求項2】上記フィルタ手段により除去される周波数
が、50MHzおよびその近傍である請求項1記載の軌
道盛土部非破壊検査装置。 - 【請求項3】上記フィルタ手段により除去される周波数
が、70±10MHz以下である請求項1記載の軌道盛
土部非破壊検査装置。 - 【請求項4】本体の両側から、軌道外に突出する2つの
翼部を有し、その両翼部に、請求項1〜3のいずれかの
軌道盛土部非破壊検査装置に備えられた軌道盛土内に電
波を放射し該軌道盛土内からの反射波を受信するアンテ
ナ部がそれぞれ取り付けられることを特徴とする軌道盛
土部非破壊検査装置用軌道車。 - 【請求項5】更に、上記本体にも、請求項1〜3のいず
れかの軌道盛土部非破壊検査装置に備えられた軌道盛土
内に電波を放射し該軌道盛土内からの反射波を受信する
アンテナ部が取り付けられる請求項4記載の軌道盛土部
非破壊検査装置用軌道車。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20080394A JP3369745B2 (ja) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | 軌道盛土部非破壊検査装置およびその軌道車 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20080394A JP3369745B2 (ja) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | 軌道盛土部非破壊検査装置およびその軌道車 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0862338A JPH0862338A (ja) | 1996-03-08 |
JP3369745B2 true JP3369745B2 (ja) | 2003-01-20 |
Family
ID=16430458
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20080394A Expired - Fee Related JP3369745B2 (ja) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | 軌道盛土部非破壊検査装置およびその軌道車 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3369745B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001221848A (ja) * | 2000-02-04 | 2001-08-17 | Nippon Soken Inc | 超音波ソナー及び超音波ソナーの超音波送信方法 |
JP4129420B2 (ja) * | 2002-08-22 | 2008-08-06 | 名古屋電機工業株式会社 | 路面における凍結防止剤の濃度計測方法およびその装置 |
GB2398946A (en) * | 2003-02-22 | 2004-09-01 | Qinetiq Ltd | Microwave radar detection of surface discontinuities |
JP5550203B2 (ja) * | 2006-02-24 | 2014-07-16 | 三菱電機株式会社 | 波形分析装置 |
NO335171B1 (no) * | 2011-10-07 | 2014-10-13 | 3D Radar As | Adaptiv interferensundertrykkelse for georadar |
JP5719075B1 (ja) * | 2014-10-06 | 2015-05-13 | ジオ・サーチ株式会社 | 空洞厚探査方法 |
JP6408376B2 (ja) * | 2014-12-26 | 2018-10-17 | 東日本旅客鉄道株式会社 | 線路下空洞探査装置 |
KR101966329B1 (ko) * | 2017-12-01 | 2019-04-08 | 한국철도기술연구원 | 철도 자갈도상용 gpr 탐사장치 및 이를 포함하는 시스템 |
CN109163683B (zh) * | 2018-08-27 | 2021-03-02 | 成都云天智轨科技有限公司 | 轨道波磨病害诊断方法与装置 |
JP6675656B1 (ja) * | 2019-04-01 | 2020-04-01 | ジオ・サーチ株式会社 | 鋼床版橋評価装置、鋼床版橋評価方法、及びプログラム |
-
1994
- 1994-08-25 JP JP20080394A patent/JP3369745B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0862338A (ja) | 1996-03-08 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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