(57)【要約】【課題】劣化位置の判定精度の向上を図ることができる検出システム、検出装置、および検出方法を提供することである。【解決手段】実施形態の検出システムは、弾性波を検出するセンサと、判定部とを持つ。前記判定部は、前記センサの検出結果に１つの弾性波に関連する複数のピーク群を含む波形情報が含まれる場合、前記波形情報に基づき、前記弾性波の発生源が位置する領域を判定する。【選択図】図８Ａ
2020012675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性波を検出する第１センサと、
前記第１センサの検出結果に１つの弾性波に関連する複数のピーク群を含む第１波形情報が含まれる場合、前記第１波形情報に基づき、前記弾性波の発生源が位置する領域を判定する判定部と、
を備えた検出システム。
【請求項２】
前記第１センサは、前記弾性波の少なくとも一部を反射可能な第１反射面を含む構造物に取り付けられ、
前記判定部は、前記弾性波が前記第１反射面で反射される前に前記第１センサにより検出された情報と、前記弾性波が前記第１反射面で反射された後に前記第１センサにより検出された情報とに基づき、前記弾性波の発生源が位置する領域を判定する、
請求項１に記載の検出システム。
【請求項３】
前記第１センサは、前記弾性波の少なくとも一部を反射可能な第１反射面を含む構造物に取り付けられ、
前記判定部は、前記第１センサの検出結果のなかで、前記弾性波の発生源から前記第１センサに伝わる前記弾性波の直達波の検出結果と、前記弾性波の発生源から放出され前記第１反射面で反射されて前記第１センサに伝わる前記弾性波の反射波の検出結果とに基づき、前記弾性波の発生源が位置する領域を判定する、
請求項１に記載の検出システム。
【請求項４】
前記判定部は、前記第１センサを通るとともに前記第１反射面と略平行に広がる仮想的な基準面に対して、前記弾性波の発生源が、前記基準面に対して前記第１反射面とは反対側に位置するか、前記基準面と前記第１反射面との間に位置するかを判定する、
請求項２または請求項３に記載の検出システム。
【請求項５】
前記判定部は、前記第１センサの位置を示す情報と、前記第１反射面に対する前記第１センサの鏡像位置を示す情報と、前記第１波形情報とに基づき、前記弾性波の発生源位置を標定する、
請求項２から請求項４のうちいずれか１項に記載の検出システム。
【請求項６】
前記検出システムは、前記弾性波を検出する第２センサをさらに備え、
前記判定部は、前記第１センサの位置を示す情報、前記第１反射面に対する前記第１センサの鏡像位置を示す情報、および前記第１波形情報に加え、前記第２センサの位置を示す情報、前記第１反射面に対する前記第２センサの鏡像位置を示す情報、および前記第２センサの検出結果に含まれる前記弾性波に関連する複数のピーク群を含む第２波形情報に基づき、前記弾性波の発生源位置を二次元上で標定する、
請求項２から請求項５のうちいずれか１項に記載の検出システム。
【請求項７】
前記構造物は、第２反射面をさらに含み、
前記第１センサは、前記第１反射面と、前記第２反射面との間の中間地点以外に配置され、
前記判定部は、前記弾性波の発生源が、前記第１反射面と前記第２反射面とのうちいずれの方の近くに位置するかを判定する、
請求項２から請求項４のうちいずれか１項に記載の検出システム。
【請求項８】
前記弾性波の発生源は、前記第１反射面または前記第２反射面であり、
前記判定部は、前記弾性波の発生源が、前記第１反射面近傍に位置するか、前記第２反射面近傍に位置するかを判定する、
請求項７に記載の検出システム。
【請求項９】
前記判定部は、前記複数のピーク群により特徴付けられる第１情報に基づき、前記弾性波の発生源が位置する領域を判定する、
請求項１から請求項８のうちいずれか１項に記載の検出システム。
【請求項１０】
前記判定部は、前記複数のピーク群に含まれる第１ピーク群に対応する第１時刻と、前記複数のピーク群に含まれる第２ピーク群に対応する第２時刻との間の第１時間差に基づき、前記弾性波の発生源が位置する領域を判定する、
請求項１から請求項９のうちいずれか１項に記載の検出システム。
【請求項１１】
前記判定部は、前記弾性波の発生源の位置を仮定した場合の前記第１時間差の計算値と、前記第１時間差の実測値とに基づき、前記弾性波の発生源が位置する領域を判定する、
請求項１０に記載の検出システム。
【請求項１２】
前記判定部は、前記複数のピーク群を通して見た場合における、前記第１センサの出力値が第１閾値を超えた時点から前記第１閾値以下に減衰するまでの第１持続時間に基づき、前記弾性波の発生源が位置する領域を判定する、
請求項１から請求項１１のうちいずれか１項に記載の検出システム。
【請求項１３】
前記判定部は、前記弾性波の発生源の位置を仮定した場合の前記第１持続時間の計算値と、前記第１持続時間の実測値とに基づき、前記弾性波の発生源が位置する領域を判定する、
請求項１２に記載の検出システム。
【請求項１４】
前記弾性波を検出する第２センサをさらに備え、
前記判定部は、前記第２センサの検出結果に前記弾性波に関連する複数のピーク群を含む第２波形情報が含まれる場合、前記第１波形情報および前記第２波形情報に基づき、前記弾性波の発生源が位置する領域を判定する、
請求項１から請求項１３のうちいずれか１項に記載の検出システム。
【請求項１５】
前記判定部は、前記第１波形情報に含まれる第１ピーク群に対応する第１時刻と前記第１波形情報に含まれる第２ピーク群に対応する第２時刻との間の第１時間差と、前記第２波形情報に含まれる第１ピーク群に対応する第１時刻と前記第２波形情報に含まれる第２ピーク群に対応する第２時刻との間の第２時間差とに基づき、前記弾性波の発生源が位置する領域を判定する、
請求項１４に記載の検出システム。
【請求項１６】
前記判定部は、前記第１波形情報に含まれる前記複数のピーク群を通して見た場合における、前記第１センサの出力値が第１閾値を超えた時点から前記第１閾値以下に減衰するまでの第１持続時間と、前記第２波形情報に含まれる前記複数のピーク群を通して見た場合における、前記第２センサの出力値が第２閾値を超えた時点から前記第２閾値以下に減衰するまでの第２持続時間とに基づき、前記弾性波の発生源が位置する領域を判定する、
請求項１４または請求項１５に記載の検出システム。
【請求項１７】
前記第１センサと前記第２センサとのうち、前記弾性波の到達時刻が速いほうのセンサの検出結果に基づき、前記弾性波の発生源位置を標定する標定部をさらに備えた、
請求項１４から請求項１６のうちいずれか１項に記載の検出システム。
【請求項１８】
前記検出システムは、デッキプレートと、前記デッキプレートの下面に設置されて橋軸方向に延びたＵリブとを有した鋼床版に発生する弾性波を検出する検出システムであり、
前記鋼床版は、前記橋軸方向に延びて前記Ｕリブの第１端部と前記デッキプレートとを固定した第１溶接部と、前記橋軸方向に延びて前記Ｕリブの第２端部と前記デッキプレートとを固定した第２溶接部とを含み、
前記検出システムは、前記弾性波を検出する第２センサをさらに備え、
前記第１センサおよび前記第２センサは、前記橋軸方向とは交差する方向に互いに離間して配置され、それぞれ前記Ｕリブの側面に取り付けられ、
前記判定部は、前記弾性波の発生源が、前記第１溶接部にあるか、前記第２溶接部にあるかを判定する、
請求項１から請求項１７のうちいずれか１項に記載の検出システム。
【請求項１９】
前記判定部は、前記第１センサにより検出される波形情報と、前記第２センサにより検出される波形情報とに基づき、前記弾性波の発生源が、前記第１溶接部にあるか、前記第２溶接部にあるかを判定する、
請求項１８に記載の検出システム。
【請求項２０】
前記Ｕリブは、前記橋軸方向とは交差する方向に互いに離間した第１起立部と第２起立部とを有し、
前記第１センサは、前記Ｕリブの第１起立部に取り付けられ、前記第２センサは、前記第２起立部に取り付けられる、
請求項１９に記載の検出システム。
【請求項２１】
弾性波を検出する第１センサの検出結果に１つの弾性波に関連する複数のピーク群を含む第１波形情報が含まれる場合、前記第１波形情報に基づき、前記弾性波の発生源が位置する領域を判定する判定部、
を備えた検出装置。
【請求項２２】
弾性波を検出する第１センサの検出結果に１つの弾性波に関連する複数のピーク群を含む第１波形情報が含まれる場合、前記第１波形情報に基づき、前記弾性波の発生源が位置する領域を判定する、
検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、検出システム、検出装置、および検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば橋梁のような構造物は、構造物の長期共用に伴い劣化が生じる。このような劣化を検出する手法の一つとして、アコースティック・エミッション（ＡＥ）センサを用いた手法が提案されている。
【０００３】
ところで、上記のような手法は、劣化位置の判定精度の向上を図ることができるとより好ましい場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−０９０３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、劣化位置の判定精度の向上を図ることができる検出システム、検出装置、および検出方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の検出システムは、弾性波を検出するセンサと、判定部とを持つ。前記判定部は、前記センサの検出結果に１つの弾性波に関連する複数のピーク群を含む波形情報が含まれる場合、前記波形情報に基づき、前記弾性波の発生源が位置する領域を判定する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態を説明するための構造物の一例を示す断面図。
【図２】第１の実施形態を説明するための鋼床版を示す断面斜視図。
【図３】第１の実施形態を説明するための鋼床版を斜め下方から見た断面斜視図。
【図４】第１の実施形態を説明するための第２起立部の端部の一例とその周囲を示す断面斜視図。
【図５】第１の実施形態の検出システムのシステム構成を示すブロック図。
【図６Ａ】第１の実施形態の４つのＡＥセンサの配置例を示す断面図。
【図６Ｂ】第１の実施形態の４つのＡＥセンサの配置例を示す平面図。
【図７】第１の実施形態の構造物における弾性波の反射挙動を示す断面図。
【図８Ａ】第１の実施形態の第１ＡＥセンサによる検出を説明するための断面図。
【図８Ｂ】第１の実施形態の第１ＡＥセンサの検出結果の一例を示す図。
【図９Ａ】第１の実施形態の第２ＡＥセンサによる検出を説明するための断面図。
【図９Ｂ】第１の実施形態の第２ＡＥセンサの検出結果の一例を示す図。
【図１０】第１の実施形態に係る弾性波の反射挙動を説明するための平面図。
【図１１】第１の実施形態の検出装置のシステム構成を示すブロック図。
【図１２Ａ】第１の実施形態で第１時間差を検出する処理の第１例を示す図。
【図１２Ｂ】第１の実施形態で第２時間差を検出する処理の第１例を示す図。
【図１３】第１の実施形態で第１時間差を検出する処理の第２例を示す図。
【図１４】第１の実施形態で第１時間差を検出する処理の第３例を示す図。
【図１５】第１の実施形態の位置標定部による位置標定を説明するための側面図。
【図１６】第１の実施形態の検出システムによる検出方法の流れの一例を示すフローチャート。
【図１７Ａ】第２の実施形態の弾性波の発生源が位置する領域を判定する原理について説明するための図。
【図１７Ｂ】第２の実施形態の弾性波の発生源が位置する領域を判定する原理について説明するための図。
【図１８】第２の実施形態の２つのＡＥセンサの配置例を示す平面図。
【図１９】第２の実施形態の検出装置のシステム構成を示すブロック図。
【図２０】第２の実施形態のデータベースの内容の一例を示す図。
【図２１】第３の実施形態の判定部による判定を説明するための平面図。
【図２２】第４の実施形態の弾性波の発生源の位置標定の原理を説明するための図。
【図２３】第４の実施形態の弾性波の発生源の位置標定を説明するための図。
【図２４】第５の実施形態の弾性波の発生源の位置標定を説明するための図。
【図２５】第６の実施形態に係る構造物を説明するための断面図。
【図２６】第６の実施形態の第１軸受が弾性波の発生源となる場合の弾性波の伝搬挙動を説明するための断面図。
【図２７】第６の実施形態の第２軸受が弾性波の発生源となる場合の弾性波の伝搬挙動を説明するための断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態の検出システム、検出装置、および検出方法を、図面を参照して説明する。なお以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。本明細書において「センサの検出結果」および「センサの出力値」とは、センサから直接出力された情報や値に限らず、センサから出力された情報や値に対して、信号の増幅やノイズの除去、追加的な演算や加工などが行われることで得られる情報や値でもよい。また、本明細書で言う「ＸＸに基づく」とは、「少なくともＸＸに基づく」ことを意味し、ＸＸに加えて別の要素に基づく場合も含む。さらに「ＸＸに基づく」とは、ＸＸを直接に用いる場合に限定されず、ＸＸに対して演算や加工が行われたものに基づく場合も含む。「ＸＸ」は、任意の要素（例えば、任意の情報）である。
【０００９】
また先に、＋Ｘ方向、−Ｘ方向、＋Ｙ方向、−Ｙ方向、＋Ｚ方向、および−Ｚ方向について定義する。＋Ｘ方向、−Ｘ方向、＋Ｙ方向、および−Ｙ方向は、例えば、後述するデッキプレート２１の下面２１ａに沿う方向である（図３参照）。＋Ｘ方向は、例えば、Ｕリブ２３の第２起立部３２から第１起立部３１に向かう方向である。−Ｘ方向は、＋Ｘ方向とは反対方向である。＋Ｘ方向と−Ｘ方向とを区別しない場合は、単に「Ｘ方向」と称する。＋Ｙ方向および−Ｙ方向は、Ｘ方向とは交差する（例えば略直交する）方向である。＋Ｙ方向は、例えば、第３ＡＥセンサ２１０Ｃから第１ＡＥセンサ２１０Ａに向かう方向である（図６Ｂ参照）。−Ｙ方向は、＋Ｙ方向とは反対方向である。＋Ｙ方向と−Ｙ方向とを区別しない場合は、単に「Ｙ方向」と称する。「Ｙ方向」は、橋軸方向の一例である。＋Ｚ方向および−Ｚ方向は、Ｘ方向およびＹ方向とは交差する（例えば略直交する）方向である。＋Ｚ方向は、Ｕリブ２３からデッキプレート２１に向かう方向である（図３参照）。−Ｚ方向は、＋Ｚ方向とは反対方向である。＋Ｚ方向と−Ｚ方向とを区別しない場合は、単に「Ｚ方向」と称する。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１から図１６を参照し、第１の実施形態の検出システム１００について説明する。検出システム１００は、構造物の劣化状態（例えば亀裂状態）を検出するシステムである。まず、本実施形態の検出システム１００が適用される構造物の一例について説明する。ただし、検出システム１００の適用先は、下記例に限定されない。すなわち、構造物１０は、鋼床版以外の構造物であってもよい。
【００１１】
＜１．構造物の例＞
図１は、構造物１０の一例を示す断面図である。構造物１０は、例えば、橋梁などであり、橋脚１１と、鋼床版１２とを備える。橋脚１１は、地面の上に設けられ、略鉛直方向に起立している。鋼床版１２は、橋脚１１の上に設置されて車両Ｖが走行する走行面ＴＳを形成している。
【００１２】
図２は、鋼床版１２を示す断面斜視図である。鋼床版１２は、例えば、デッキプレート２１と、舗装部２２と、Ｕリブ（トラフリブ）２３とを備える。デッキプレート２１は、車両Ｖが走行する走行面ＴＳの下方に広がり、走行面ＴＳを下方から支持する。デッキプレート２１は、例えば、走行面ＴＳと略平行に広がる金属製の板部材である。舗装部２２は、デッキプレート２１の上面に設けられている。舗装部２２は、例えばアスファルトなどで形成されている。舗装部２２の上面は、車両Ｖが走行する走行面ＴＳを形成している。
【００１３】
Ｕリブ２３は、デッキプレート２１の下面に設置されている。Ｕリブ２３は、Ｕ字状の断面形状を有した金属製のリブであり、デッキプレート２１を補強する補強部材である。Ｕリブ２３は、橋軸方向（Ｙ方向）に延びている。「橋軸方向」とは、例えば橋梁である構造物１０が延びた方向であり、構造物１０を走る車両Ｖの走行方向に沿う方向である。
【００１４】
図３は、鋼床版１２を斜め下方から見た断面斜視図である。Ｕリブ２３は、例えば、一対の起立部３１，３２（第１および第２の起立部３１，３２）と、水平部３３とを含む。起立部３１，３２は、Ｘ方向に互いに離間している。起立部３１，３２は、それぞれ走行面ＴＳとは交差する方向に沿う板部であり、走行面ＴＳから離れる方向に延びている。例えば、起立部３１，３２は、走行面ＴＳから離れるに従い、起立部３１，３２の間の間隔が徐々に狭くなるように互いに傾いている。水平部３３は、デッキプレート２１の下面２１ａと略平行な板部である。水平部３３は、起立部３１，３２の下端部の間に設けられ、起立部３１，３２の下端部同士を接続している。Ｕリブ２３は、起立部３１，３２と水平部３３とが接続されることで、Ｕ字状に形成されている。
【００１５】
次に、鋼床版１２に含まれる溶接部４１，４２について説明する。
鋼床版１２は、デッキプレート２１とＵリブ２３との間に一対の溶接部４１，４２（第１および第２の溶接部４１，４２）を有する。詳しく述べると、Ｕリブ２３の第１起立部３１は、デッキプレート２１の下面２１ａに面する端部（第１端部）３１ａを有する。Ｕリブ２３の第２起立部３２は、デッキプレート２１の下面２１ａに面する端部（第２端部）３２ａを有する。第１溶接部４１は、Ｕリブ２３の第１起立部３１の端部３１ａに沿って設けられ、橋軸方向に延びている。第１溶接部４１は、第１起立部３１の端部３１ａをデッキプレート２１の下面２１ａに固定（接合）する。第２溶接部４２は、Ｕリブ２３の第２起立部３２の端部３２ａに沿って設けられ、橋軸方向に延びている。第２溶接部４２は、第２起立部３２の端部３２ａをデッキプレート２１の下面２１ａに固定（接合）する。
【００１６】
図４は、第２起立部３２の端部３２ａの一例とその周囲を示す断面斜視図である。図４では、説明の便宜上、断面部分のハッチングは省略している。例えば、第２起立部３２の端部３２ａは、傾斜部（傾斜面）ｋを含む。傾斜部ｋは、第２起立部３２の端部３２ａにおいて、一対の起立部３１，３２の外側部分に設けられている。傾斜部ｋは、一対の起立部３１，３２の外側に進むに従いデッキプレート２１の下面２１ａから離れる方向に傾斜している。第２溶接部４２の少なくとも一部は、デッキプレート２１の下面２１ａと第２起立部３２の傾斜部ｋとの間に入り込む。第１起立部３１および第１溶接部４１の構成は、第２起立部３２および第２溶接部４２の構成と同様である。ただし、第１および第２の起立部３１，３２の端部３１ａ，３２ａの形状、および第１および第２の溶接部４１，４２の形状は、上記例に限定されない。
【００１７】
第１および第２の溶接部４１，４２の各々には、構造物１０の長期使用に伴い、疲労による亀裂Ｃが生じる可能性がある。亀裂Ｃには、大きく分けて２つのパターンがある。第１のパターンの亀裂Ｃ１は、溶接部４１，４２のルート（根元部分）からデッキプレート２１に進展する亀裂（デッキプレート貫通亀裂）である。一方で、第２パターンの亀裂Ｃ２は、溶接部４１，４２のルートから溶接ビードに向けて進展する亀裂（ビード貫通亀裂）である。本実施形態の検出システム１００は、例えば、これらの亀裂Ｃ１，Ｃ２の発生または進展によって構造物１０に発生する弾性波を検出する。
【００１８】
＜２．検出システム＞
＜２．１  全体構成＞
次に、検出システム１００について説明する。まず、検出システム１００の全体構成について説明する。図５は、検出システム１００のシステム構成を示すブロック図である。検出システム１００は、例えば、計測装置２００、情報集約装置３００、および検出装置（情報処理装置）４００を含む。
【００１９】
計測装置２００は、構造物１０に設置され、構造物１０に発生する弾性波を検出する。計測装置２００は、例えば、複数のＡＥセンサ２１０と、信号処理部２２０と、無線送信部２３０とを有する。
【００２０】
複数のＡＥセンサ２１０の各々は、例えば圧電素子を有し、弾性波の発生源から伝わる弾性波（ＡＥ波）を検出し、検出した弾性波を電圧信号（ＡＥ信号）に変換して出力する。ＡＥセンサ２１０は、例えば、１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの範囲に感度を有する圧電素子を有する。ＡＥセンサ２１０は、前記周波数範囲内に共振ピークを持つ共振型、および共振を抑えた広帯域型などのいずれでもよい。なお、ＡＥセンサ２１０は、特定のタイプに限定されず、種々のＡＥセンサが広く利用可能である。ＡＥセンサ２１０の配置例については詳しく後述する。ここで、ＡＥセンサ２１０は、「センサ」の一例である。ただし、本明細書でいう「センサ」とは、ＡＥセンサに限定されない。例えば、ＡＥセンサ２１０に代えて、加速度センサが用いられてもよい。この場合、加速度センサは、ＡＥセンサ２１０と同様の処理を行うことによって、信号処理後の信号を信号処理部２２０に出力する。
【００２１】
信号処理部２２０は、複数のＡＥセンサ２１０から出力された電圧信号を受け取り、受け取った電圧信号に対して所定の処理を行う。信号処理部２２０は、例えば、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）２２１と、ＡＤＣ（アナログ−デジタル変換器）２２２と、時刻情報生成部２２３と、送信データ生成部２２４とを有する。ＢＰＦ２２１は、ＡＥセンサ２１０から受け取る電圧信号からノイズを除去する。ＡＤＣ２２２は、ＢＰＦ２２１によりノイズが除去された電圧信号を、離散化された波形データに変換する。時刻情報生成部２２３は、水晶発振器などのクロック源からの信号に基づき、時刻情報を生成する。送信データ生成部２２４は、時刻情報生成部２２３により生成された時刻情報に基づき、ＡＥセンサ２１０で計測された情報と時刻情報とを対応付ける。例えば、送信データ生成部２２４は、ＡＤＣ２２２により離散化された波形データと、この波形データの元になる電圧信号が計測された計測時刻とを対応付けた時系列データを生成する。送信データ生成部２２４は、生成した時系列データを無線送信部２３０に出力する。信号処理部２２０は、例えば、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現される。
【００２２】
無線送信部（無線送信回路）２３０は、例えば、アンテナと、高周波信号を生成する無線モジュールとを含む。無線送信部２３０は、送信データ生成部２２４により生成された情報（例えば時系列データ）を情報集約装置３００に無線送信する。たたし、計測装置２００は、情報集約装置３００と有線で接続され、有線を通じて情報を送信してもよい。
【００２３】
情報集約装置３００は、例えば、アンテナと、高周波信号を処理する無線モジュールとを含む。情報集約装置３００は、構造物１０に設置される１つ以上の計測装置２００から上記時系列データを受信し、受信した時系列データを検出装置４００に出力する。ただし、情報集約装置３００は省略されてもよい。すなわち、検出装置４００は、計測装置２００から直接情報を受け取ってもよい。
【００２４】
検出装置４００は、例えば、構造物１０を管理する団体の管理事務所に設置される電子機器（例えばサーバ）である。検出装置４００は、例えば情報集約装置３００を介して計測装置２００から取得された情報に基づき、構造物１０において弾性波の発生源が位置する領域を判定する。検出装置４００については詳しく後述する。
【００２５】
＜２．２  ＡＥセンサの配置例＞
次に、複数のＡＥセンサ２１０の配置例について説明する。図６Ａは、複数のＡＥセンサ２１０に含まれる４つのＡＥセンサ２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃ，２１０Ｄ（第１から第４のＡＥセンサ２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃ，２１０Ｄ）の配置例を示す断面図である。本実施形態では、４つのＡＥセンサ２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃ，２１０Ｄは、Ｕリブ２３の第１起立部３１と第２起立部３２とに分かれて配置される。例えば、第１および第３のＡＥセンサ２１０Ａ，２１０Ｃは、Ｕリブ２３の第１起立部３１の側面に取り付けられ、Ｕリブ２３の第１起立部３１に伝わる弾性波を検出する。一方で、第２および第４のＡＥセンサ２１０Ｂ，２１０Ｄは、Ｕリブ２３の第２起立部３２の側面に取り付けられ、Ｕリブ２３の第２起立部３２に伝わる弾性波を検出する。
【００２６】
図６Ｂは、４つのＡＥセンサ２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃ，２１０Ｄの配置例を示す平面図である。４つのＡＥセンサ２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃ，２１０Ｄは、例えば、構造物１０に設定される検査対象領域Ｒを囲むように配置される。例えば、第１および第２のＡＥセンサ２１０Ａ，２１０Ｂは、橋軸方向の位置（Ｙ方向の位置）が互いに略同じである。第３および第４のＡＥセンサ２１０Ｃ，２１０Ｄは、橋軸方向の位置が互いに略同じである。第１および第２のＡＥセンサ２１０Ａ，２１０Ｂのペアと、第３および第４のＡＥセンサ２１０Ｃ，２１０Ｄのペアは、橋軸方向で検査対象領域Ｒの両側に分かれるように互いに離間して配置される。
【００２７】
＜２．３  弾性波発生源の領域判定の原理＞
次に、本実施形態の検出システム１００で利用される弾性波発生源の領域判定の原理について説明する。まず、構造物１０における弾性波の反射挙動について説明する。本発明者らの研究によれば、構造物には、弾性波の少なくとも一部を反射させる反射面が存在する場合があることが確認されている。
【００２８】
例えば、図６Ａに示す構造物１０には、それぞれ弾性波の少なくとも一部を反射させる第１および第２の反射面７１，７２が存在する。第１反射面７１は、例えば、Ｕリブ２３の第２起立部３２の端部３２ａの近傍に位置するデッキプレート２１と舗装部２２との境界面である。第２反射面７２は、例えば、Ｕリブ２３の第１起立部３１の端部３１ａの近傍に位置するデッキプレート２１と舗装部２２との境界面である。ただし、第１および第２の反射面７１，７２は、上記例に限定されず、弾性波を反射する他の面でもよい。
【００２９】
図７は、構造物１０における弾性波の反射挙動を示す断面図である。図７では、説明の便宜上、Ｕリブ２３に対するハッチングは省略している。図７は、第１溶接部４１またはデッキプレート２１のなかで第１溶接部４１に隣接した部位に変形や亀裂Ｃが生じて（または亀裂Ｃが進展して）弾性波が発生した場合（以下、これらを纏めて「第１溶接部４１から弾性波が発生した場合」と称する）を示す例である。なお本明細書で「第１溶接部４１に弾性波の発生源Ｓがある」と称する場合は、デッキプレート２１のなかで第１溶接部４１に隣接した部位に弾性波の発生源Ｓがある場合も含む。
【００３０】
図７に示す例では、弾性波の発生源Ｓから放出された弾性波は、Ｕリブ２３の第１起立部３１、水平部３３、第２起立部３２をこの順に通り、構造物１０の第１反射面７１に達する（図７中の（ａ）〜（ｄ））。第１反射面７１に達した弾性波の少なくとも一部は、第１反射面７１で反射され、Ｕリブ２３の第２起立部３２、水平部３３、および第１起立部３１をこの順に通って伝搬する（図７中の（ｅ）〜（ｇ））。
【００３１】
なお、第２溶接部４２またはデッキプレート２１のなかで第２溶接部４２に隣接した部位に変形や亀裂Ｃが生じて（または亀裂Ｃが進展して）弾性波が発生した場合（以下、これらを纏めて「第２溶接部４２から弾性波が発生した場合」と称する）の弾性波の挙動も、弾性波の進む向きが異なること、および第２反射面７２で弾性波が反射されることを除き、第１溶接部４１から弾性波が発生した場合と同様である。なお本明細書で「第２溶接部４２に弾性波の発生源Ｓがある」と称する場合は、デッキプレート２１のなかで第２溶接部４２に隣接した部位に弾性波の発生源Ｓがある場合も含む。
【００３２】
図８Ａは、第１ＡＥセンサ２１０Ａ（第１センサ）による弾性波の検出を説明するための断面図である。図８Ａは、「第１溶接部４１から弾性波が発生した場合」を示す例である。第１ＡＥセンサ２１０Ａは、弾性波の発生源Ｓから放出され、Ｕリブ２３の第１起立部３１を通る過程で第１ＡＥセンサ２１０Ａに伝わる前記弾性波の直達波を検出する。また、第１ＡＥセンサ２１０Ａは、弾性波の発生源Ｓから放出され、Ｕリブ２３の第１起立部３１、水平部３３、第２起立部３２を通って第１反射面７１に達し、第１反射面７１で反射されて、再びＵリブ２３の第２起立部３２、水平部３３、第１起立部３１を通って第１ＡＥセンサ２１０Ａに伝わる前記弾性波の反射波を検出する。
【００３３】
本明細書で「直達波」とは、弾性波の発生源から、構造物のなかでＡＥセンサが取り付けられた部位に直接向かって進む弾性波を意味する。「反射波」とは、弾性波の発生源から放出されて構造物に含まれる反射面で反射された後に、構造物のなかでＡＥセンサが取り付けられた部位に向かって進む弾性波を意味する。
【００３４】
図８Ｂは、第１ＡＥセンサ２１０Ａの検出結果の一例を示す図である。第１ＡＥセンサ２１０Ａの検出結果には、例えば、１つの弾性波に関連する複数のピーク群ＰＡ１，ＰＡ２（第１および第２のピーク群ＰＡ１，ＰＡ２）を含む第１波形情報ＷＩ１が含まれる。
【００３５】
第１ピーク群ＰＡ１は、前記直達波に関連した検出結果である。第１ピーク群ＰＡ１は、弾性波が第１反射面７１で反射される前に第１ＡＥセンサ２１０Ａにより検出された情報の一例である。一方で、第２ピーク群ＰＡ２は、前記反射波に関連した検出結果である。第２ピーク群ＰＡ２は、弾性波が第１反射面７１で反射された後に第１ＡＥセンサ２１０Ａにより検出された情報の一例である。
【００３６】
このような第１波形情報ＷＩ１からは、例えば、第１時間差ＴＤ１を示す第１時間差情報と、第１持続時間ＴＣ１を示す第１持続時間情報とを得ることができる。
【００３７】
第１時間差ＴＤ１は、第１ピーク群ＰＡ１に対応する第１時刻ｔ１１と、第２ピーク群ＰＡ２に対応する第２時刻ｔ１２との間の時間差である。「第１ピーク群ＰＡ１に対応する第１時刻ｔ１１」とは、第１ピーク群ＰＡ１が計測された計測時刻の代表値である。「第２ピーク群ＰＡ２に対応する第２時刻ｔ１２」とは、第２ピーク群ＰＡ２が計測された計測時刻の代表値である。なお、第１時刻ｔ１１および第２時刻ｔ１２の算出方法については詳しく後述する。
【００３８】
第１持続時間ＴＣ１は、第１波形情報ＷＩ１に含まれる複数のピーク群ＰＡ１，ＰＡ２（第１および第２のピーク群ＰＡ１，ＰＡ２）を通して見た場合に、第１ＡＥセンサ２１０Ａの出力値が第１閾値ＴＨ１を超えた時点から第１閾値ＴＨ１以下に減衰するまでの持続時間である。言い換えると、第１持続時間ＴＣ１は、複数のピーク群ＰＡ１，ＰＡ２に含まれるＡＥセンサ２１０Ａの出力値が、第１閾値ＴＨ１を初めて超えた時点の時刻ｔ１３から、第１閾値ＴＨ１を最後に超えた時点の時刻ｔ１４までの経過時間である。
【００３９】
図９Ａは、第２ＡＥセンサ２１０Ｂ（第２センサ）による弾性波の検出を説明するための断面図である。図９Ａは、「第１溶接部４１から弾性波が発生した場合」を示す例である。第２ＡＥセンサ２１０Ｂは、弾性波の発生源Ｓから放出され、Ｕリブ２３の第１起立部３１および水平部３３を経由した後、Ｕリブ２３の第２起立部３２を通る過程で第２ＡＥセンサ２１０Ｂに伝わる前記弾性波の直達波を検出する。また、第２ＡＥセンサ２１０Ｂは、弾性波の発生源Ｓから放出され、Ｕリブ２３の第１起立部３１、水平部３３、第２起立部３２を通って第１反射面７１に達し、第１反射面７１で反射されて、再びＵリブ２３の第２起立部３２を通って第２ＡＥセンサ２１０Ｂに伝わる前記弾性波の反射波を検出する。
【００４０】
図９Ｂは、第２ＡＥセンサ２１０Ｂの検出結果の一例を示す図である。第２ＡＥセンサ２１０Ｂの検出結果には、例えば、１つの弾性波に関連する複数のピーク群ＰＢ１，ＰＢ２（第１および第２のピーク群ＰＢ１，ＰＢ２）を含む第２波形情報ＷＩ２が含まれる。
【００４１】
第１ピーク群ＰＢ１は、前記直達波に関連した検出結果である。第１ピーク群ＰＢ１は、弾性波が第１反射面７１で反射される前に第２ＡＥセンサ２１０Ｂにより検出された情報の一例である。一方で、第２ピーク群ＰＢ２は、前記反射波に関連した検出結果である。第２ピーク群ＰＢ２は、弾性波が第１反射面７１で反射された後に第２ＡＥセンサ２１０Ｂにより検出された情報の一例である。
【００４２】
このような第２波形情報ＷＩ２からは、例えば、第２時間差ＴＤ２を示す第２時間差情報と、第２持続時間ＴＣ２を示す第２持続時間情報とを得ることができる。
【００４３】
第２時間差ＴＤ２は、第１ピーク群ＰＢ１に対応する第１時刻ｔ２１と、第２ピーク群ＰＢ２に対応する第２時刻ｔ２２との間の時間差である。「第１ピーク群ＰＢ１に対応する第１時刻ｔ２１」とは、第１ピーク群ＰＢ１が計測された計測時刻の代表値である。「第２ピーク群ＰＢ２に対応する第２時刻ｔ２２」とは、第２ピーク群ＰＢ２が計測された計測時刻の代表値である。なお、第１時刻ｔ２１および第２時刻ｔ２２の算出方法については詳しく後述する。
【００４４】
第２持続時間ＴＣ２は、第２波形情報ＷＩ２に含まれる複数のピーク群ＰＢ１，ＰＢ２（第１および第２のピーク群ＰＢ１，ＰＢ２）を通して見た場合に、第２ＡＥセンサ２１０Ｂの出力値が第２閾値ＴＨ２を超えた時点から第２閾値ＴＨ２以下に減衰するまでの持続時間である。言い換えると、第２持続時間ＴＣ２は、複数のピーク群ＰＢ１，ＰＢ２に含まれるＡＥセンサ２１０Ｂの出力値が、第２閾値ＴＨ２を初めて超えた時点の時刻ｔ２３から、第２閾値ＴＨ２を最後に超えた時点の時刻ｔ２４までの経過時間である。第２閾値ＴＨ２は、例えば第１閾値ＴＨ１と略同じ値であるが、異なる値でもよい。
【００４５】
ここで本実施形態では、第１ＡＥセンサ２１０Ａは、第２ＡＥセンサ２１０Ｂと比べて、第２反射面７２の近くに配置されている。一方で、第２ＡＥセンサ２１０Ｂは、第１ＡＥセンサ２１０Ａと比べて、第１反射面７１の近くに配置されている。このため、弾性波が第１反射面７１（または第２反射面７２）で反射し、第１および第２のＡＥセンサ２１０Ａ，２１０Ｂのそれぞれに弾性波の直達波および反射波が入力される場合、第１および第２のＡＥセンサ２１０Ａ，２１０Ｂに対する直達波の入力タイミングが互いに異なるとともに、第１および第２のＡＥセンサ２１０Ａ，２１０Ｂに対する反射波の入力タイミングが互いに異なる。
【００４６】
例えば、「第１溶接部４１から弾性波が発生した場合」は、第１ＡＥセンサ２１０Ａに対する直達波の入力は、第２ＡＥセンサ２１０Ｂに対する直達波の入力よりも早い。第１ＡＥセンサ２１０Ａに対する反射波の入力は、第２ＡＥセンサ２１０Ｂに対する反射波の入力よりも遅い。その結果、第１時間差ＴＤ１は、第２時間差ＴＤ２よりも長くなる。また、第１持続時間ＴＣ１は、第２持続時間ＴＣ２よりも長くなる。
【００４７】
一方で、「第２溶接部４２から弾性波が発生した場合」は、第１ＡＥセンサ２１０Ａに対する直達波の入力は、第２ＡＥセンサ２１０Ｂに対する直達波の入力よりも遅い。第１ＡＥセンサ２１０Ａに対する反射波の入力は、第２ＡＥセンサ２１０Ｂに対する反射波の入力よりも早い。その結果、第１時間差ＴＤ１は、第２時間差ＴＤ２よりも短くなる。また、第１持続時間ＴＣ１は、第２持続時間ＴＣ２よりも短くなる。
【００４８】
なおここで、弾性波の発生源から放出されてＡＥセンサ２１０で検出された直達波がそのまま反射面まで進み、反射面で反射された後に反射波として再びＡＥセンサ２１０で検出される場合もあり得る。ただし、本明細書でいう「反射波」とは、上記のような反射波に限定されない。本明細書でいう「反射波」について以下に補足的に説明する。
【００４９】
図１０は、弾性波の反射挙動を補足的に説明するための平面図である。図１０では、第２ＡＥセンサ２１０Ｂに対する弾性波の入力を代表して示す。この例では、弾性波の発生源Ｓは、第２ＡＥセンサ２１０Ｂに対して橋軸方向（Ｙ方向）の位置が異なる。このような場合、上述した直達波および反射波は、構造物１０のなかで互いに異なる経路ｆ１，ｆ２を通って第２ＡＥセンサ２１０Ｂに到達する。すなわち、弾性波は、発生源Ｓから放射状に放出される。放射状に広がる弾性波のなかで、発生源Ｓから第２ＡＥセンサ２１０Ｂに直接に向いた第１経路ｆ１を進む弾性波が「直達波」に該当する。一方で、放射状に広がる弾性波のなかで第１経路ｆ１とは異なる第２経路ｆ２に進み、第１反射面７１で反射された後に第２ＡＥセンサ２１０Ｂに向いて進む弾性波が「反射波」に該当する。
【００５０】
また同様の理由で、第１ＡＥセンサ２１０Ａに入力される直達波と、第２ＡＥセンサ２１０Ｂに入力される直達波とは、同じ経路を進んだ直達波ではなく、異なる経路を進んだ直達波であり得る。また、第１ＡＥセンサ２１０Ａに入力される反射波と、第２ＡＥセンサ２１０Ｂに入力される反射波とは、同じ経路を進んだ反射波ではなく、異なる経路を進んだ反射波であり得る。２つのＡＥセンサ２１０Ａ，２１０Ｂに入力される直達波および反射波がこれらのような関係を持つ場合であっても、図８Ｂおよび図９Ｂを参照して説明したような波形情報ＷＩ１，ＷＩ２が得られる。
【００５１】
以上、第１および第２のＡＥセンサ２１０Ａ，２１０Ｂに対する弾性波の入力について説明した。第３および第４のＡＥセンサ２１０Ｃ，２１０Ｄに対する弾性波の入力も、第１および第２のＡＥセンサ２１０Ａ，２１０Ｂに関する上記説明と同様である。
【００５２】
＜２．４  検出装置＞
次に、検出装置４００について詳しく説明する。本実施形態では、検出装置４００は、複数のＡＥセンサ２１０の検出結果に基づいて弾性波の発生源Ｓの大まかな領域判定を行い、その結果を生かして弾性波の発生源Ｓの位置標定を行う。まず、第１および第２のＡＥセンサ２１０Ａ，２１０Ｂの検出結果に基づく弾性波の発生源Ｓの大まかな領域判定について説明する。なお、検出装置４００は、第１および第２のＡＥセンサ２１０Ａ，２１０Ｂの検出結果に代えて、第３および第４のＡＥセンサ２１０Ｃ，２１０Ｄの検出結果を利用して以下に説明する領域判定を行ってもよい。
【００５３】
図１１は、検出装置４００のシステム構成を示すブロック図である。検出装置４００は、例えば、情報取得部４１０、解析部４２０、判定部４３０、位置標定部４４０、および情報出力部４５０を有する。情報取得部４１０、解析部４２０、判定部４３０、位置標定部４４０、および情報出力部４５０は、例えば、少なくとも一部が、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェアプロセッサが不図示の記憶部に格納されたプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩやＡＳＩＣ、ＦＰＧＡなどのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。
【００５４】
情報取得部４１０は、情報集約装置３００を介して計測装置２００からＡＥセンサ２１０の検出結果（例えば時系列データ）を取得する。例えば、情報取得部４１０は、４つのＡＥセンサ２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃ，２１０Ｄの検出結果を取得する。これにより、情報取得部４１０は、各ＡＥセンサ２１０の出力値の波形情報（例えば第１および第２の波形情報ＷＩ１，ＷＩ２）を取得する。情報取得部４１０は、取得した情報を解析部４２０および位置標定部４４０に出力する。
【００５５】
解析部４２０は、情報取得部４１０から受け取る情報を解析し、種々の情報を得る。解析部４２０は、例えば、時間差検出部４２１と、持続時間検出部４２２とを有する。
【００５６】
時間差検出部４２１は、第１波形情報ＷＩ１に基づき、第１時間差ＴＤ１を検出する。第１時間差ＴＤ１は、上述したように、第１波形情報ＷＩ１に含まれる第１ピーク群ＰＡ１に対応する第１時刻ｔ１１と第２ピーク群ＰＡ２に対応する第２時刻ｔ１２との間の時間差である。また、時間差検出部４２１は、第２波形情報ＷＩ２に基づき、第２時間差ＴＤ２を検出する。第２時間差ＴＤ２は、上述したように、第２波形情報ＷＩ２に含まれる第１ピーク群ＰＢ１に対応する第１時刻ｔ２１と第２ピーク群ＰＢ２に対応する第２時刻ｔ２２との間の時間差である。
【００５７】
ここで、第１時間差ＴＤ１および第２時間差ＴＤ２を算出する３つの手法について例示する。これら３つの手法は、（ｉ）包絡線による検出、（ｉｉ）ピーク抽出による検出、（ｉｉｉ）周波数特性を利用した検出である。ただし、第１時間差ＴＤ１および第２時間差ＴＤ２は、これらとは異なる手法により求められてもよい。
【００５８】
（ｉ）包絡線による検出
図１２Ａは、包絡線により第１時間差ＴＤ１を検出する処理を示す図である。時間差検出部４２１は、第１波形情報ＷＩ１に含まれる波形（第１ＡＥセンサ２１０Ａの出力値）の複数のピークに対して滑らかに沿う包絡線Ｅ１を抽出する。包絡線Ｅ１は、例えば、第１ＡＥセンサ２１０Ａの出力値を二乗し、二乗した出力値に対して所定の処理（例えばローパスフィルタを用いた処理やヒルベルト変換）を行うことで抽出される。時間差検出部４２１は、例えば、予め設定された閾値ＴＨｅ１を超える山が２つ出来るように上記所定の処理のパラメータを調整してもよい。
【００５９】
そして、時間差検出部４２１は、上述のようにして求められた包絡線Ｅ１のなかで、閾値ＴＨｅ１を超えた第１領域の最大値（１つ目の山の最大値）ＭＡ１と、閾値ＴＨｅ１を超えた第２領域の最大値（２つ目の山の最大値）ＭＡ２とを取得する。時間差検出部４２１は、第１領域の最大値ＭＡ１に対応する第１時刻ｔ１５と、第２領域の最大値ＭＡ２に対応する第２時刻ｔ１６との間の時間差を、上記第１時間差ＴＤ１として検出する。
【００６０】
同様に、図１２Ｂは、包絡線により第２時間差ＴＤ２を検出する処理を示す図である。第１時間差ＴＤ１を求める例と同様に、時間差検出部４２１は、第２波形情報ＷＩ２に含まれる波形（第２ＡＥセンサ２１０Ｂの出力値）の複数のピークに対して滑らかに沿う包絡線Ｅ２を抽出する。時間差検出部４２１は、予め設定された閾値ＴＨｅ２を超える山が２つ出来るように、包絡線Ｅ２を抽出するためのパラメータを調整してもよい。
【００６１】
そして、時間差検出部４２１は、上述のようにして求められた包絡線Ｅ２のなかで、閾値ＴＨｅ２を超えた第１領域の最大値（１つ目の山の最大値）ＭＢ１と、閾値ＴＨｅ２を超えた第２領域の最大値（２つ目の山の最大値）ＭＢ２とを取得する。時間差検出部４２１は、第１領域の最大値ＭＢ１に対応する第１時刻ｔ２５と、第２領域の最大値ＭＢ２に対応する第２時刻ｔ２６との間の時間差を、上記第２時間差ＴＤ２として検出する。
【００６２】
（ｉｉ）ピーク抽出による検出
図１３は、ピーク抽出により第１時間差ＴＤ１を検出する処理を示す図である。時間差検出部４２１は、第１波形情報ＷＩ１に含まれる波形から２つのピーク群ＰＡ１，ＰＡ２を抽出するための閾値ＴＨｐ１を設定する。すなわち、２つのピーク群ＰＡ１，ＰＡ２の間に一定時間に亘ってＡＥセンサ２１０Ａの出力値が閾値ＴＨｐ１を下回るような閾値ＴＨｐ１を設定する。これにより、時間差検出部４２１は、第１波形情報ＷＩ１に含まれる波形を２つのピーク群ＰＡ１，ＰＡ２に分けることができる。
【００６３】
そして、時間差検出部４２１は、第１ピーク群ＰＡ１に含まれる最大のピークＭｐ１と、第２ピーク群ＰＡ２に含まれる最大のピークＭｐ２とを検出する。時間差検出部４２１は、第１ピーク群ＰＡ１に含まれる最大のピークＭｐ１に対応する第１時刻ｔ１７と、第２ピーク群ＰＡ２に含まれる最大のピークＭｐ２に対応する第２時刻ｔ１８との間の時間差を、第１時間差ＴＤ１として検出する。時間差検出部４２１は、第２波形情報ＷＩ２に対しても上記と同様の処理を行うことで、第２時間差ＴＤ２を検出する。
【００６４】
（ｉｉｉ）周波数特性を利用した検出
図１４は、各時刻の周波数特性（時間周波数解析）から第１時間差ＴＤ１を検出する処理を示す図である。時間差検出部４２１は、第１波形情報ＷＩ１を、ある一定時間毎（例えば５０μｓｅｃ）に分割し、分割したそれぞれの波形をフーリエ変換することで、図１４に示すような情報を生成する。図１４は、色が濃い領域ほどＡＥセンサ２１０の出力値が高いことを意味する。例えば、図１４は、短時間フーリエ変換が用いられた例である。なお、時間差検出部４２１は、短時間フーリエ変換に代えて、ウェーブレット変換を用いて同様の情報を生成してもよい。
【００６５】
このような処理によれば、第１波形情報ＷＩ１を、第１ピーク群ＰＡ１と第２ピーク群ＰＡ２とに分割することができる。時間差検出部４２１は、フーリエ変換後の第１ピーク群ＰＡ１の最大値に対応する第１時刻ｔ１９と、フーリエ変換後の第２ピーク群ＰＡ２の最大値に対応する第２時刻ｔ２０との間の時間差を、第１時間差ＴＤ１として検出する。なお、ピーク群が複数存在する場合は、周波数が近いピーク群同士を比較して第１時間差ＴＤ１を検出する。時間差検出部４２１は、第２波形情報ＷＩ２に対しても上記と同様の処理を行うことで、第２時間差ＴＤ２を検出する。
【００６６】
なお、上記の（ｉ）から（ｉｉｉ）の説明では、波形情報に含まれる出力値のうち、正の出力値を用いて時間差ＴＤ１，ＴＤ２を検出する例を示した。これに代えて、波形情報に含まれる負の出力値が用いられて時間差ＴＤ１，ＴＤ２が検出されてもよい。
【００６７】
次に、持続時間検出部４２２について説明する。持続時間検出部４２２は、第１波形情報ＷＩ１に基づき、第１持続時間ＴＣ１を検出する（図８Ｂ参照）。第１持続時間ＴＣ１は、上述したように、第１波形情報ＷＩ１に含まれる第１および第２のピーク群ＰＡ１，ＰＡ２を通して見た場合に、第１ＡＥセンサ２１０Ａの出力値が第１閾値ＴＨ１を超えた時点から第１閾値ＴＨ１以下に減衰するまでの持続時間である。持続時間検出部４２２は、例えば予め設定された第１閾値ＴＨ１を使用して、第１持続時間ＴＣ１を検出する。持続時間検出部４２２は、第２波形情報ＷＩ２に対しても上記と同様の処理を行うことで、第２持続時間ＴＣ２を検出する。
【００６８】
解析部４２０は、上述の解析により得られた、第１時間差ＴＤ１を示す第１時間差情報、第１持続時間ＴＣ１を示す第１持続時間情報、第２時間差ＴＤ２を示す第２時間差情報、および第２持続時間ＴＣ２を示す第２持続時間情報を、判定部４３０に出力する。
【００６９】
次に、判定部４３０について説明する。判定部４３０は、第１および第２の波形情報ＷＩ１，ＷＩ２に基づき、構造物１０のなかで弾性波の発生源Ｓが位置する大まかな領域を判定する。例えば、判定部４３０は、第１および第２の波形情報ＷＩ１，ＷＩ２に基づき、弾性波の発生源Ｓが、第１反射面７１と第２反射面７２とうちいずれの方の近くに位置するかを判定する。例えば、判定部４３０は、弾性波の発生源Ｓが、第１反射面７１の近傍に位置するか、第２反射面７２の近傍に位置するかを判定する。本実施形態では、判定部４３０は、弾性波の発生源Ｓが、第１溶接部４１にあるか、第２溶接部４２にあるかを判定する。
【００７０】
本実施形態では、判定部４３０は、第１波形情報ＷＩ１に含まれる複数のピーク群ＰＡ１，ＰＡ２に関する情報と、第２波形情報ＷＩ２に含まれる複数の第２ピーク群ＰＢ１，ＰＢ２に関する情報とに基づき、上記判定を行う。例えば、判定部４３０は、第１波形情報ＷＩ１に含まれる複数のピーク群ＰＡ１，ＰＡ２により特徴付けられる第１情報と、第２波形情報ＷＩ２に含まれる複数のピーク群ＰＢ１，ＰＢ２により特徴付けられる第２情報とに基づき、上記判定を行う。
【００７１】
第１時間差ＴＤ１および第１持続時間ＴＣ１の各々は、「第１波形情報ＷＩ１に含まれる複数のピーク群ＰＡ１，ＰＡ２により特徴付けられる第１情報」の一例である。第２時間差ＴＤ２および第２持続時間ＴＣ２の各々は、「第２波形情報ＷＩ２に含まれる複数のピーク群ＰＢ１，ＰＢ２により特徴付けられる第２情報」の一例である。ただし、「複数のピーク群により特徴付けられる情報」は、上記例に限定されない。「複数のピーク群により特徴付けられる情報」とは、弾性波の発生源ＳとＡＥセンサ２１０との間の距離が変わることで、変化が現れる特徴であれば内容は特に問わない。
【００７２】
本実施形態では、判定部４３０は、第１時間差ＴＤ１と第１持続時間ＴＣ１とのうち少なくとも一方と、第２時間差ＴＤ２と第２持続時間ＴＣ２とのうち少なくとも一方とに基づき、上記判定を行う。例えば、判定部４３０は、第１時間差ＴＤ１と第２時間差ＴＤ２とを比較し、第１時間差ＴＤ１が第２時間差ＴＤ２よりも大きい場合（すなわち図８Ｂ，図９Ｂの場合）、第１溶接部４１に弾性波の発生源Ｓがあると判定する。一方で、判定部４３０は、第２時間差ＴＤ２が第１時間差ＴＤ１よりも大きい場合、第２溶接部４２に弾性波の発生源Ｓがあると判定する。
【００７３】
また判定部４３０は、第１および第２の時間差ＴＤ１，ＴＤ２に基づく判定に代えてまたは加えて、第１および第２の持続時間ＴＣ１，ＴＣ２に基づき上記判定を行ってもよい。例えば、判定部４３０は、第１持続時間ＴＣ１と第２持続時間ＴＣ２とを比較し、第１持続時間ＴＣ１が第２持続時間ＴＣ２よりも長い場合、第１溶接部４１に弾性波の発生源Ｓがあると判定する。一方で、判定部４３０は、第２持続時間ＴＣ２が第１持続時間ＴＣ１よりも長い場合、第２溶接部４２に弾性波の発生源Ｓがあると判定する。
【００７４】
判定部４３０は、上記判定の結果を、位置標定部４４０に出力する。
【００７５】
位置標定部４４０は、情報取得部４１０から受け取る複数のＡＥセンサ２１０の出力結果（例えば時系列データ）と、判定部４３０により行われた弾性波の発生源Ｓの位置に関する判定結果に基づき、弾性波の発生源Ｓの位置を標定する。
【００７６】
本実施形態では、位置標定部４４０は、第１および第３のＡＥセンサ２１０Ａ，２１０Ｃの組と、第２および第４のＡＥセンサ２１０Ｂ，２１０Ｄの組とのうち、弾性波の発生源Ｓに近い方の組（すなわち、弾性波の到達時刻が速い方の組）の２つのＡＥセンサ２１０の検出結果に基づき、弾性波の発生源Ｓの位置を標定する。例えば、位置標定部４４０は、第１溶接部４１に弾性波の発生源Ｓがあると判定部４３０により判定された場合、第１および第３のＡＥセンサ２１０Ａ，２１０Ｃの検出結果に基づき、弾性波の発生源Ｓの位置を標定する。一方で、位置標定部４４０は、第２溶接部４２に弾性波の発生源Ｓがあると判定部４３０により判定された場合、第２および第４のＡＥセンサ２１０Ｂ，２１０Ｄの検出結果に基づき、弾性波の発生源Ｓの位置を標定する。
【００７７】
次に、位置標定部４４０による弾性波の発生源Ｓの位置標定について説明する。
位置標定部４４０は、情報取得部４１０から受け取る複数のＡＥセンサ２１０の出力結果（例えば時系列データ）に基づき、各ＡＥセンサ２１０に対する弾性波の到達時刻を検出する。例えば、位置標定部４４０は、各ＡＥセンサ２１０の出力値が予め設定された閾値を超えて立ち上がる場合、その立ち上がりが発生したときの時刻情報を弾性波の到達時刻とする。
【００７８】
図１５は、位置標定部４４０による位置標定を説明するための側面図である。図１５は、第１溶接部４１に弾性波の発生源Ｓがあると判定部４３０により判定され、第１および第３のＡＥセンサ２１０Ａ，２１０Ｃの検出結果に基づいて弾性波の発生源Ｓの位置が標定される例を示す。位置標定部４４０は、不図示の記憶部に記憶された第１溶接部４１のＸ方向およびＺ方向の位置、第１ＡＥセンサ２１０Ａに対する弾性波の到達時刻（例えば直達波の到達時刻）と第３ＡＥセンサ２１０Ｃに対する弾性波の到達時刻（例えば直達波の到達時刻）との間の時間差、および、Ｕリブ２３における弾性波の伝播速度に基づき、第１溶接部４１における弾性波の発生源Ｓの位置を標定する。
【００７９】
例えば、図１５に示す双曲線Ｈは、第１ＡＥセンサ２１０Ａに対する弾性波の到達時刻をｔ１、第３ＡＥセンサ２１０Ｃに対する弾性波の到達時刻をｔ２、ｔ１とｔ２との時間差をΔｔ、Ｕリブ２３における弾性波の伝播速度をｖとした場合における、ｖ・Δｔが一定のラインである。位置標定部４４０は、双曲線Ｈと第１溶接部４１との交点の位置を求めることで、第１溶接部４１における弾性波の発生源Ｓの位置を標定する。位置標定部４４０は、標定した弾性波の発生源Ｓの位置を示す情報を、情報出力部４５０に出力する。
【００８０】
情報出力部４５０は、位置標定部４４０により標定された弾性波の発生源Ｓの位置を示す情報を、ユーザインターフェース（ＵＩ）に出力するための情報に変換する。情報出力部４５０は、変換した情報をユーザインターフェースに出力する。ユーザインターフェースは、例えば、各種情報を表示可能な表示装置である。
【００８１】
次に、検出システム１００による検出方法の流れの一例について説明する。なお以下の説明では、判定部４３０が第１および第２の時間差ＴＤ１，ＴＤ２により上記判定を行う例である。判定部４３０が第１および第２の持続時間ＴＣ１，ＴＣ２により上記判定を行う場合は、以下の説明において「第１時間差ＴＤ１」を「第１持続時間ＴＣ１」、「第２時間差ＴＤ２」を「第２持続時間ＴＣ２」と読み替えればよい。
【００８２】
図１６は、検出システム１００による検出方法の流れの一例を示すフローチャートである。まず、複数のＡＥセンサ２１０が弾性波を検出する（ステップＳ１０１）。検出装置４００は、例えば情報集約装置３００を介して、複数のＡＥセンサ２１０の検出結果を計測装置２００から受け取る。
【００８３】
次に、時間差検出部４２１は、第１および第２の波形情報ＷＩ１，ＷＩ２に基づき、第１および第２の時間差ＴＤ１，ＴＤ２を検出する（ステップＳ１０２）。次に、判定部４３０は、時間差検出部４２１により検出された第１および第２の時間差ＴＤ１，ＴＤ２に基づき、弾性波の発生源Ｓが第１溶接部４１にあるか、第２溶接部４２にあるかを判定する（ステップＳ１０３）。
【００８４】
次に、位置標定部４４０は、判定部４３０による判定結果と、複数のＡＥセンサ２１０に対する弾性波の到達時刻の時間差などに基づき、弾性波の発生源Ｓの位置標定を行う（Ｓ１０４）。位置標定部４４０は、標定した弾性波の発生源Ｓを情報出力部４５０に出力する。その後、情報出力部４５０は、位置標定部４４０により標定された弾性波の発生源Ｓの位置を示す情報を、ユーザインターフェースに出力する（Ｓ１０５）。これにより一連の処理が完了する。
【００８５】
以上のような構成の検出システム１００によれば、劣化位置の判定精度の向上を図ることができる。すなわち、ＡＥセンサ２１０の感度が良い場合、比較的遠くで発生した弾性波であっても、比較的高い感度で検出できてしまう場合がある。この場合、構造物１０のなかで、弾性波が発生する候補領域が複数あるとすると、どの候補領域で弾性波が発生したか分からない場合がある。例えば図３に示した構造物１０では、第１溶接部４１で弾性波が発生したのか、第２溶接部４２で弾性波が発生したのか、分からない場合がある。
【００８６】
そこで本実施形態では、検出システム１００は、第１ＡＥセンサ２１０Ａの検出結果に１つの弾性波に関連する複数のピーク群ＰＡ１，ＰＡ２を含む第１波形情報ＷＩ１が含まれる場合、第１波形情報ＷＩ１に基づき、弾性波の発生源Ｓが位置する領域を判定する判定部４３０を有する。このような構成によれば、第１波形情報ＷＩ１に基づき、例えば、構造物１０に含まれる反射面に対して弾性波の発生源Ｓが近くにあるか、遠くにあるかを判定することができる。これにより、弾性波の発生源Ｓが位置する領域を絞り込むことができる。これにより、劣化位置の判定精度の向上を図ることができる。
【００８７】
本実施形態では、判定部４３０は、第１ピーク群ＰＡ１に対応する第１時刻ｔ１１と、第２ピーク群ＰＡ２に対応する第２時刻ｔ１２との間の第１時間差ＴＤ１に基づき、弾性波の発生源が位置する領域を判定する。このような構成によれば、直達波と反射波との間の時間差を利用して、弾性波の発生源Ｓが位置する領域をより精度良く判定することができる。これにより、劣化位置の判定精度のさらなる向上を図ることができる。
【００８８】
本実施形態では、判定部４３０は、複数のピーク群ＰＡ１，ＰＡ２を通して見た場合における、第１ＡＥセンサ２１０Ａの出力値が第１閾値ＴＨ１を超えた時点から第１閾値ＴＨ１以下に減衰するまでの第１持続時間ＴＣ１に基づき、弾性波の発生源Ｓが位置する領域を判定する。このような構成によれば、直達波から反射波までの経過時間を利用して、弾性波の発生源Ｓが位置する領域をより精度良く判定することができる。これにより、劣化位置の判定精度のさらなる向上を図ることができる。
【００８９】
本実施形態では、判定部４３０は、第１波形情報ＷＩ１の複数のピーク群ＰＡ１，ＰＡ２により特徴付けられる第１情報と、第２波形情報ＷＩ２の複数のピーク群ＰＢ１，ＰＢ２により特徴付けられる第２情報とに基づき、弾性波の発生源Ｓが位置する領域を判定する。このような構成によれば、２つのＡＥセンサ２１０Ａ，２１０Ｂの波形情報に基づき、弾性波の発生源Ｓが位置する領域をより精度良く判定することができる。これにより、劣化位置の判定精度のさらなる向上を図ることができる。
【００９０】
本実施形態では、判定部４３０は、第１波形情報ＷＩ１から得られる第１時間差ＴＤ１と、第２波形情報ＷＩ２から得られる第２時間差ＴＤ２とに基づき、弾性波の発生源Ｓが位置する領域を判定する。このような構成によれば、２つＡＥセンサ２１０Ａ，２１０Ｂにおける直達波と反射波との間の時間差の大小関係に基づき、弾性波の発生源Ｓが位置する領域をより精度良く判定することができる。これにより、劣化位置の判定精度のさらなる向上を図ることができる。
【００９１】
本実施形態では、判定部４３０は、第１波形情報ＷＩ１から得られる第１持続時間ＴＣ１と、第２波形情報ＷＩ２から得られる第２持続時間ＴＣ２とに基づき、弾性波の発生源Ｓが位置する領域を判定する。このような構成によれば、２つＡＥセンサ２１０Ａ，２１０Ｂにおける直達波から反射波までの経過時間の大小関係に基づき、弾性波の発生源Ｓが位置する領域をより精度良く判定することができる。これにより、劣化位置の判定精度のさらなる向上を図ることができる。
【００９２】
本実施形態では、判定部４３０は、第１ＡＥセンサ２１０Ａと第２ＡＥセンサ２１０Ｂとのうち、弾性波の到達時刻が速いほうのＡＥセンサ２１０の検出結果に基づき、弾性波の発生源位置を標定する。このような構成によれば、デッキプレート２１から伝搬してくる弾性波の混入や、Ｕリブ２３での弾性波の減衰などの影響を抑制することができる。これにより、劣化位置の判定精度のさらなる向上を図ることができる。
【００９３】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、複数のＡＥセンサ２１０Ａ，２１０Ｂの波形情報を比較することに代えて、１つのＡＥセンサ２１０Ａの波形情報をデータベースに登録された情報と比較することで弾性波の発生源Ｓが位置する領域を判定する点で、第１の実施形態とは異なる。以下に説明する以外の構成は、第１の実施形態の構成と同様である。
【００９４】
図１７Ａおよび図１７Ｂは、本実施形態における、弾性波の発生源Ｓが位置する領域を判定する原理について説明するための図である。図１７Ａは、弾性波の発生源Ｓから第１および第２のＡＥセンサ２１０Ａ，２１０Ｂが第１距離Ｌ１だけ離れた場合を示す例である。図１７Ａ中の下部は、第１ＡＥセンサ２１０Ａの検出結果の一例を示す。図１７Ａ中の上部は、第２ＡＥセンサ２１０Ｂの検出結果の一例を示す。
【００９５】
一方で、図１７Ｂは、弾性波の発生源Ｓから第１および第２のＡＥセンサ２１０Ａ，２１０Ｂが第２距離Ｌ２だけ離れた場合を示す例である。第２距離Ｌ２は、例えば、第１距離Ｌ１よりも大きい。図１７Ｂ中の下部は、第１ＡＥセンサ２１０Ａの検出結果の一例を示す。図１７Ｂ中の上部は、第２ＡＥセンサ２１０Ｂの検出結果の一例を示す。
【００９６】
図１７Ａと図１７Ｂとを比較すると明らかなように、弾性波の発生源ＳからＡＥセンサ２１０までの距離が変わると、ＡＥセンサ２１０の検出結果が異なる。本実施形態の検出システム１００は、この原理を利用して弾性波の発生源Ｓが位置する領域を判定する。
【００９７】
図１８は、本実施形態のＡＥセンサ２１０Ａ，２１０Ｃの配置例を示す平面図である。本実施形態の検出システム１００は、例えば、４つのＡＥセンサ２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃ，２１０Ｄに代えて、２つのＡＥセンサ２１０Ａ，２１０Ｃ（第１および第２のＡＥセンサ２１０Ａ，２１０Ｃ）だけを有してもよい。２つのＡＥセンサ２１０Ａ，２１０Ｃは、Ｕリブ２３の片側に纏めて配置されている。本実施形態では、２つのＡＥセンサ２１０Ａ，２１０Ｃの両方は、例えば第１起立部３１に取り付けられている。
【００９８】
図１９は、本実施形態の検出装置４００のシステム構成を示すブロック図である。検出装置４００は、第１の実施形態の構成に加えて、記憶部５００を有する。記憶部５００は、例えば、ＳＳＤ（Solid State Drive）やＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＲＯＭ（Read Only Memory）などであるが、これらに限定されない。記憶部５００には、予め準備されたデータベース５１０（以下「ＤＢ５１０」と称する）が格納されている。
【００９９】
図２０は、ＤＢ５１０の内容の一例を示す図である。ＤＢ５１０には、検査対象領域Ｒにおける複数の位置（例えば、第１および第２の溶接部４１，４２上の複数の位置）の各々について、その位置の位置情報（Ｘ方向の座標およびＹ方向の座標）と、その位置で弾性波が発生したと仮定した場合の各ＡＥセンサ２１０の出力値のシミュレーション結果（計算値）とが対応付けられて登録されている。各ＡＥセンサ２１０の出力値のシミュレーション結果は、例えば、「時間差」、「持続時間」、および「振幅」を含む。
【０１００】
例えば、ＤＢ５１０には、ＡＥセンサ２１０Ａに関するシミュレーション結果として、第１時間差ＴＤ１のシミュレーション結果、第１持続時間ＴＣ１のシミュレーション結果、および第１波形情報ＷＩ１に含まれる波形の振幅のシミュレーション結果が登録されている。なお「振幅」は、波形に含まれる最大振幅でもよく、平均振幅でもよい。また、これと同様のシミュレーション結果が、ＡＥセンサ２１０Ｃに関しても事前に計算されて登録されている。なお以下では、ＡＥセンサ２１０Ａに関するシミュレーション結果を用いて、判定部４３０による判定処理が行われる例を説明する。
【０１０１】
本実施形態では、例えば、判定部４３０による判定に先立ち、位置標定部４４０による弾性波の発生源Ｓの位置標定が行われる。すなわち、位置標定部４４０は、２つのＡＥセンサ２１０Ａ，２１０Ｃに対する弾性波（例えば直達波）の到達時刻の時間差と、Ｕリブ２３における弾性波の伝播速度とに基づき、弾性波の発生源Ｓの位置を標定する。この場合、位置標定部４４０は、弾性波の発生源Ｓの位置標定の結果として、第１溶接部４１における第１位置候補と、第２溶接部４２における第２位置候補とを標定する。
【０１０２】
本実施形態の判定部４３０は、ＤＢ５１０から、第１位置候補に対応するシミュレーション結果（第１位置候補に弾性波の発生源Ｓがある場合のシミュレーション結果）と、第２位置候補に対応するシミュレーション結果（第２位置候補に弾性波の発生源Ｓがある場合のシミュレーション結果）とを取得する。そして、判定部４３０は、第１位置候補に対応するシミュレーション結果および第２位置候補に対応するシミュレーション結果を、ＡＥセンサ２１０Ａの出力の実測値と比較する。例えば、判定部４３０は、第１位置候補および第２位置候補のそれぞれに弾性波の発生源Ｓがあると仮定した場合の、第１時間差ＴＤ１、第１持続時間ＴＣ１、および振幅のうちの少なくとも１つと、第１時間差ＴＤ１、第１持続時間ＴＣ１、および振幅のうちの少なくとも１つの実測値とを比較する。
【０１０３】
そして、判定部４３０は、第１位置候補に対応するシミュレーション結果と第２位置候補に対応するシミュレーション結果とのうち、第１位置候補に対応するシミュレーション結果がＡＥセンサ２１０Ａの出力の実測値に近い場合、第１位置候補に弾性波の発生源Ｓがあると判定する。一方で、判定部４３０は、第１位置候補に対応するシミュレーション結果と第２位置候補に対応するシミュレーション結果とのうち、第２位置候補に対応するシミュレーション結果がＡＥセンサ２１０Ａの出力の実測値に近い場合、第２位置候補に弾性波の発生源Ｓがあると判定する。
【０１０４】
このような構成によれば、Ｕリブ２３の片側にしかＡＥセンサ２１０を配置されていない場合でも、第１溶接部４１と第２溶接部４２とのうち、どちらが弾性波の発生源Ｓであるかを精度良く判定することができる。これにより、劣化位置の判定精度の向上を図ることができる。
【０１０５】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態は、ＡＥセンサ２１０Ａを１つのみ用いて弾性波の発生源Ｓが位置する領域を判定する点で、第１の実施形態とは異なる。なお以下に説明する以外の構成は、第１の実施形態の構成と同様である。
【０１０６】
図２１は、本実施形態の判定部４３０による領域判定を説明するための平面図である。例えば、ＡＥセンサ２１０Ａに対して互いに略等距離にある弾性波の発生源Ｓ１，Ｓ２から弾性波が発生した場合、ＡＥセンサ２１０Ａに対する直達波の入力は略同じ時刻になる。一方で、ＡＥセンサ２１０Ａに対して弾性波の発生源Ｓ１，Ｓ２が互いに略等距離に位置しても、反射面７１に対する発生源Ｓ１，Ｓ２の位置によって、ＡＥセンサ２１０Ａに対する反射波の入力は時間差が生じる。このため、ＡＥセンサ２１０Ａに対して弾性波の発生源Ｓ１，Ｓ２が互いに略等距離に位置する場合であっても、上述した時間差ＴＤ１および持続時間ＴＣ１に違いが生じる。
【０１０７】
本実施形態では、判定部４３０は、ＡＥセンサ２１０Ａの検出結果から得られる波形情報ＷＩ１に基づき、弾性波の発生源Ｓが位置する大まかな領域を判定する。例えば、判定部４３０は、ＡＥセンサ２１０Ａを通る反射面７１と略平行な仮想的な基準面ＢＳに対して、弾性波の発生源Ｓが、基準面ＢＳに対して反射面７１とは反対側に位置するか、基準面ＢＳと反射面７１との間に位置するかを判定する。
【０１０８】
本実施形態では、検出装置４００は、第２の実施形態と同様に、ＤＢ５１０が登録された記憶部５００を有する。ＤＢ５１０には、検査対象領域Ｒにおける複数の位置の各々について、その位置の位置情報（Ｘ方向の座標およびＹ方向の座標）と、その位置で弾性波が発生したと仮定した場合のＡＥセンサ２１０Ａの出力値のシミュレーション結果（計算値）とが対応付けられて登録されている。
【０１０９】
本実施形態では、判定部４３０は、第２の実施形態と同様に、検査対象領域Ｒにおける複数の位置の各々に対応したシミュレーション結果と、ＡＥセンサ２１０Ａの出力の実測値との比較に基づき、検査対象領域Ｒにおける弾性波の発生源Ｓが位置する領域を判定する。すなわち、判定部４３０は、検査対象領域Ｒにおける複数の位置の各々に対応したシミュレーション結果のなかで、ＡＥセンサ２１０Ａの出力の実測値に最も近い位置を含む領域を、弾性波の発生源Ｓが位置する領域と判定する。
【０１１０】
このような構成によっても、劣化位置の判定精度の向上を図ることができる。
【０１１１】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。第４の実施形態は、１つのＡＥセンサ２１０Ａを用いて弾性波の発生源Ｓの位置を一次元上で標定する点で、第３の実施形態とは異なる。なお以下に説明する以外の構成は、第３の実施形態の構成と同様である。
【０１１２】
図２２は、第４の実施形態における弾性波の発生源Ｓの位置標定の原理を説明するための図である。一般的に、一次元上での弾性波の発生源Ｓの位置標定では、図２２に示すように２つのＡＥセンサ２１０Ａ，２１０Ｂを設置し、２つのＡＥセンサ２１０Ａ，２１０Ｂへの弾性波の到達時間差Δｔを計測することで、下記式（１）に基づき、弾性波の発生源Ｓの位置を標定することができる。
【０１１３】
ΔＬ＝（１／２）×Δｔ×Ｃ      …（１）
【０１１４】
ここで、ΔＬは、２つのセンサ２１０Ａ，２１０Ｂの間の中心から弾性波の発生源Ｓの位置までの距離である。ｔ１は、ＡＥセンサ２１０Ａへの弾性波の到達時刻を示す。ｔ２は、ＡＥセンサ２１０Ｂへの弾性波の到達時刻を示す。Δｔは、２つのＡＥセンサ２１０Ａ，２１０Ｂへの弾性波の到達時刻の時間差（ｔ２−ｔ１）である。Ｃは、構造物１０における弾性波の伝播速度である。
【０１１５】
図２３は、第４の実施形態における弾性波の発生源Ｓの位置標定を説明するための図である。弾性波を反射する反射面７１が構造物１０に存在する場合、反射面７１に対してＡＥセンサ２１０Ａと鏡像関係となる仮想的なＡＥセンサ２１０Ａ´（以下、仮想ＡＥセンサ２１０Ａ´と称する）を仮定することで、１つのＡＥセンサ２１０Ａにより弾性波の発生源Ｓの一次元上での位置標定が可能になる。
【０１１６】
詳しく述べると、本実施形態では、検出装置４００の判定部４３０は、位置標定部４４０の機能を併せ持つ。そして、判定部４３０は、ＡＥセンサ２１０Ａの位置を示す情報と、反射面７１に対するＡＥセンサ２１０Ａの鏡像位置を示す情報（反射面７１とＡＥセンサ２１０Ａとの位置関係を示す情報）と、第１波形情報ＷＩ１とに基づき、弾性波の発生源Ｓの位置を標定する。「反射面７１に対するＡＥセンサ２１０Ａの鏡像位置を示す情報」とは、仮想ＡＥセンサ２１０Ａ´の位置を特定可能な情報である。
【０１１７】
本実施形態では、判定部４３０は、ＡＥセンサ２１０Ａへの弾性波の直達波の到達時刻（第１ピーク群ＰＡ１の到達時刻）と、反射面７１で反射された弾性波の反射波のＡＥセンサ２１０Ａへの到達時刻（第２ピーク群ＰＡ２の到達時刻）とに基づき、弾性波の発生源Ｓの位置を標定する。これは、ＡＥセンサ２１０Ａに対する弾性波の到達時刻と、仮想ＡＥセンサ２１０Ａ´に対する弾性波の到達時刻とに基づき、弾性波の発生源Ｓの位置を標定することに相当する。
【０１１８】
具体的には、判定部４３０は、ＡＥセンサ２１０Ａへの弾性波の直達波の到達時刻と、反射面７１で反射された弾性波の反射波のＡＥセンサ２１０Ａへの到達時刻との時間差Δｔを算出し、下記式（２）に基づいて弾性波の発生源Ｓの位置を標定する。
【０１１９】
ΔＬ＝（１／２）×Δｔ×Ｃ      …（２）
【０１２０】
ここで、ΔＬは、反射面７１から弾性波の発生源Ｓの位置までの距離である。ｔ１は、ＡＥセンサ２１０Ａへの直達波の到達時間を示す。ｔ１´は、ＡＥセンサ２１０Ａへの反射波の到達時間を示す。Δｔは、ＡＥセンサ２１０Ａへの直達波の到達時刻と反射波の到達時刻の時間差（ｔ１´−ｔ１）である。Ｃは、構造物１０における弾性波の伝播速度である。
【０１２１】
このような構成によっても、劣化位置の判定精度の向上を図ることができる。また本実施形態では、例えば、基準ＢＳ（ＡＥセンサ２１０Ａを通る反射面７１と略平行な仮想面）と反射面７１との間に弾性波の発生源Ｓが位置する場合、より少数のＡＥセンサにより弾性波の発生源Ｓの位置を標定することができる。
【０１２２】
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態について説明する。第５の実施形態は、２つのＡＥセンサ２１０Ａ，２１０Ｂを用いて弾性波の発生源Ｓの位置を二次元上で標定する点で、第４の実施形態とは異なる。なお以下に説明する以外の構成は、第４の実施形態の構成と同様である。
【０１２３】
図２４は、第５の実施形態における弾性波の発生源Ｓの位置標定を説明するための図である。ここで、弾性波の発生源Ｓの位置を二次元上で標定するためには、通常、最低３つのセンサが必要である。一方で、本実施形態では、弾性波を反射する反射面７１が構造物１０に存在する場合、反射面７１に対して第１ＡＥセンサ２１０Ａと鏡像関係となる仮想的なＡＥセンサ２１０Ａ´（以下、第１仮想ＡＥセンサ２１０Ａ´と称する）と、反射面７１に対して第２ＡＥセンサ２１０Ｂと鏡像関係となる仮想的なＡＥセンサ２１０Ｂ´（以下、第２仮想ＡＥセンサ２１０Ｂ´と称する）とを仮定することで、２つのＡＥセンサ２１０Ａ，２１０Ｂにより弾性波の発生源Ｓの二次元上での位置標定が可能になる。
【０１２４】
詳しく述べると、本実施形態では、判定部４３０は、第１ＡＥセンサ２１０Ａの位置を示す情報と、反射面７１に対する第１ＡＥセンサ２１０Ａの鏡像位置を示す情報（反射面７１と第１ＡＥセンサ２１０Ａとの位置関係を示す情報）と、第１波形情報ＷＩ１と、第２ＡＥセンサ２１０Ｂの位置を示す情報と、反射面７１に対する第２ＡＥセンサ２１０Ｂの鏡像位置を示す情報（反射面７１と第２ＡＥセンサ２１０Ｂとの位置関係を示す情報）と、第２波形情報ＷＩ２とに基づき、弾性波の発生源Ｓの位置を標定する。「反射面７１に対する第１ＡＥセンサ２１０Ａの鏡像位置を示す情報」とは、第１仮想ＡＥセンサ２１０Ａ´の位置を特定可能な情報である。同様に、「反射面７１に対する第２ＡＥセンサ２１０Ｂの鏡像位置を示す情報」とは、第２仮想ＡＥセンサ２１０Ｂ´の位置を特定可能な情報である。
【０１２５】
本実施形態では、判定部４３０は、第１ＡＥセンサ２１０Ａへの弾性波の直達波の到達時刻（第１ピーク群ＰＡ１の到達時刻）と、反射面７１で反射された弾性波の反射波の第１ＡＥセンサ２１０Ａへの到達時刻（第２ピーク群ＰＡ２の到達時刻）と、第２ＡＥセンサ２１０Ｂへの弾性波の直達波の到達時刻（第１ピーク群ＰＢ１の到達時刻）と、反射面７１で反射された弾性波の反射波の第２ＡＥセンサ２１０Ｂへの到達時刻（第２ピーク群ＰＢ２の到達時刻）とのうちの少なくとも３つに基づき、弾性波の発生源Ｓの位置を標定する。これは、第１ＡＥセンサ２１０Ａに対する弾性波の到達時刻と、第１仮想ＡＥセンサ２１０Ａ´に対する弾性波の到達時刻と、第２ＡＥセンサ２１０Ｂに対する弾性波の到達時刻と、第２仮想ＡＥセンサ２１０Ｂ´に対する弾性波の到達時刻とのうちの少なくとも３つに基づき、弾性波の発生源Ｓの位置を標定することに相当する。
【０１２６】
具体的には、図２４中に示す双曲線Ｈ１は、第１ＡＥセンサ２１０Ａへの弾性波の到達時刻と、第１仮想ＡＥセンサ２１０Ａ´への弾性波の到達時刻の時間差（すなわち、第１ＡＥセンサ２１０Ａへの直達波と反射波との到達時刻の時間差）が一定となるラインである。一方で、図２４中の双曲線Ｈ２は、第２ＡＥセンサ２１０Ｂへの弾性波の到達時刻と、第２仮想ＡＥセンサ２１０Ｂ´への弾性波の到達時刻の時間差（すなわち、第２ＡＥセンサ２１０Ｂへの直達波と反射波との到達時刻の時間差）が一定となるラインである。判定部４３０は、双曲線Ｈ１と双曲線Ｈ２の交点を弾性波の発生源Ｓの位置として標定することができる。
【０１２７】
なお、判定部４３０は、上記例に代えて、第１ＡＥセンサ２１０Ａへの弾性波（直達波）の到達時刻と、第２ＡＥセンサ２１０Ｂへの弾性波（直達波）の到達時刻との時間差が一定となる双曲線Ｈ３を算出し、双曲線Ｈ１と双曲線Ｈ３の交点を弾性波の発生源Ｓの位置として標定してもよい。また、判定部４３０は、上記例に代えて、第２ＡＥセンサ２１０Ｂへの弾性波（直達波）の到達時刻と、第１仮想ＡＥセンサ２１０Ａ´への弾性波の到達時刻（すなわち、第１ＡＥセンサ２１０Ａの反射波の到達時刻）との時間差が一定となる双曲線Ｈ４を算出し、双曲線Ｈ１と双曲線Ｈ４の交点を弾性波の発生源Ｓの位置として特定してもよい。ただし、弾性波の発生源Ｓの位置標定に用いられる到達時間差の双曲線は、上記例に限定されず、第１ＡＥセンサ２１０Ａ、第１仮想ＡＥセンサ２１０Ａ´、第２ＡＥセンサ２１０Ｂ、および第２仮想ＡＥセンサ２１０Ｂ´から選ばれる２つのＡＥセンサ２１０の他の組み合わせに関する双曲線でもよい。
【０１２８】
このような構成によっても、劣化位置の判定精度の向上を図ることができる。また本実施形態では、より少数のＡＥセンサ２１０により弾性波の発生源Ｓの２次元上の位置を標定することができる。なお、第１および第２のＡＥセンサ２１０Ａ,２１０Ｂは、基準面ＢＳ上に並んで配置される必要はない。ただし、第１および第２のＡＥセンサ２１０Ａ,２１０Ｂが基準面ＢＳ上に並んで配置され、弾性波の発生源Ｓが基準面ＢＳと反射面７１との間にある場合、少数のＡＥセンサ２１０で弾性波の発生源Ｓの２次元上の位置をより精度良く標定することができる。例えば、２つのＡＥセンサ２１０Ａ，２１０Ｂと基準面ＢＳとにより囲まれる領域に弾性波の発生源Ｓが位置する場合、少数のＡＥセンサ２１０で弾性波の発生源Ｓの２次元上の位置をさらに高い精度で標定することができる。
【０１２９】
また、第５の構成に加えて、例えば第１ＡＥセンサ２１０Ａおよび第２ＡＥセンサ２０Ｂが位置する仮想的な平面に対して公差する（例えば略直交する方向、図２４において紙面奥方向）に別のＡＥセンサ２１０を配置すると、ＡＥセンサ２１０と、このＡＥセンサ２１０と鏡像関係にある仮想的なＡＥセンサにより、合計６個のＡＥセンサ２１０を配置した構成が得られる。これらＡＥセンサ２１０に関して上記のような双曲線を用いた計算を行うことで、より少ない数のＡＲセンサにより弾性波の発生源Ｓの３次元上の位置を標定することができる。
【０１３０】
（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態について説明する。第６の実施形態は、ＡＥセンサ２１０が鋼床版ではなくローラ軸受に関する構造物１５に取り付けられる点で、第１の実施形態とは異なる。なお以下に説明する以外の構成は、第１の実施形態の構成と同様である。
【０１３１】
図２５は、第６の実施形態に係る構造物１５を説明するための断面図である。構造物１５は、検出システム１００により劣化状態が検出される構造物の一例である。構造物１５は、例えば、紙送りや、物の巻取り、物の搬送などに使用されるローラ設備である。構造物１５は、例えば、第１壁８１、第２壁８２、軸８３、第１軸受８４、第２軸受８５、およびローラ８６を有する。
【０１３２】
第１壁８１および第２壁８２は、互いの間に空間を空けるように離間して配置されている。第２壁８２の一部の外表面は、反射面７１を形成している。軸８３は、第１壁８１と第２壁８２との間に延びている。軸８３は、第１端部８３ａと、第１端部８３ａとは反対側に位置した第２端部８３ｂとを有する。第１端部８３ａは、第１壁８１に固定されている。第２端部８３ｂは、第２壁８２に固定されている。
【０１３３】
第１軸受８４は、軸８３の第１端部８３ａに取り付けられている。第２軸受８５は、軸８３の第２端部８３ｂに取り付けられている。ローラ８６は、中空の円筒状に形成されている。ローラ８６は、第１軸受８４および第２軸受８５の外周側に配置され、第１軸受８４および第２軸受８５によって支持されている。これにより、ローラ８６は、第１壁８１および第２壁８２に対して回動可能である。ＡＥセンサ２１０Ａは、例えば、第１壁８１に取り付けられている。
【０１３４】
本実施形態では、第１軸受８４または第２軸受８５に不具合が生じた場合に、第１軸受８４または第２軸受８５から発生した弾性波がＡＥセンサ２１０Ａによって検出される。ＡＥセンサ２１０Ａには、軸８３を経由して第１側壁８１へ伝搬する弾性波の直達波に関連したピーク群（第１ピーク群ＰＡ）に関する情報が入力される。また、ＡＥセンサ２１０Ａには、軸８３を伝わりＡＥセンサ２１０Ａが設置された第１壁８１とは反対側にある第２壁８２の反射面で反射された後、再び軸８３を経由してＡＥセンサ２１０Ａが設置された第１壁８１へ伝搬する反射波に関連したピーク群（第２ピーク群ＰＡ）に関する情報が入力される。
【０１３５】
図２６は、第１軸受８４に不具合が生じ、第１軸受８４が弾性波の発生源Ｓとなる場合の弾性波の伝搬挙動を説明するための断面図である。なお、図２６および図２７では、反射面７１を分かりやすく示すために、反射面７１に隣接する部位に斜線を付している。ただし、第２壁８２の隣には、別部材が存在してもよいし、存在しなくてもよい。
【０１３６】
図２６に示すように、第１軸受８４が弾性波の発生源Ｓとなる場合、弾性波の発生源Ｓから反射面７１までの距離が遠いため、ＡＥセンサ２１０Ａへの弾性波の直達波と反射波との到達時刻の時間差は長くなり、またＡＥセンサ２１０Ａの出力値がある閾値を超え続ける持続時間が長くなる。
【０１３７】
図２７は、第２軸受８５に不具合が生じ、第２軸受８５が弾性波の発生源Ｓとなる場合の弾性波の伝搬挙動を説明するための断面図である。図２７に示すように、第２軸受８５が弾性波の発生源Ｓとなる場合、弾性波の発生源Ｓから反射面７１までの距離が近いため、ＡＥセンサ２１０Ａへの弾性波の直達波と反射波との到達時刻の時間差は短くなり、またＡＥセンサ２１０Ａの出力値がある閾値を超え続ける持続時間が短くなる。
【０１３８】
本実施形態では、判定部４３０は、ＡＥセンサ２１０Ａの出力結果に含まれる第１波形情報ＷＩ１に基づき、弾性波の発生源Ｓが位置する領域を判定する。例えば、判定部４３０は、時間差ＴＤ１と持続時間ＴＣ１とのうち少なくとも一方に基づき、弾性波の発生源Ｓが位置する領域を判定する。例えば、判定部４３は、弾性波の発生源Ｓが、第１軸受８４であるか、第２軸受８５であるかを判定する。
【０１３９】
このような構成によっても、劣化位置の判定精度の向上を図ることができる。なお、本実施形態では、２つの壁８１，８２により軸８３を支える両持ちローラについて示したが、片持ちのローラであってもよい。この場合は、片持ち支持された軸８３の自由端の端面が反射面７１となる。
【０１４０】
以上、いくつかの実施形態について説明したが、実施形態は上記例に限定されない。例えば、ＤＢ５１０を保持した記憶部５００は、検出装置４００の内部に設けられる必要はない。検出装置４００は、ネットワークを介してＤＢ５１０を参照可能であってもよい。
【０１４１】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、検出システムは、１つの弾性波に関連する複数のピーク群を含む波形情報が含まれる場合、前記波形情報に基づき弾性波の発生源が位置する領域を判定する。このような構成によれば、劣化位置の判定精度の向上を図ることができる。
【０１４２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１４３】
１０…構造物、２１…デッキプレート、２３…Ｕリブ、３１…第１起立部、３２…第２起立部、４１…第１溶接部、４２…第２溶接部、７１…第１反射面、７２…第２反射面、１００…検出システム、２１０，２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃ，２１０Ｄ…ＡＥセンサ、４４０…判定部、４５０…位置標定部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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