(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定周期または一回のパルス音響弾性波を用いてコンクリートの被検査部材の音響速度を計測する第１の計測手段と、音響弾性波の周波数をスイープして上記被検査部材の音響速度を計測する第２の計測手段と、所定の音響速度を閾値として設定し、この閾値以下の計測範囲では基準とするパルス音響速度対圧縮強度の第１の相関データを予め格納すると共に、上記閾値を超えた計測範囲では基準とする周波数スイープ音響速度対圧縮強度の第２の相関データを予め格納しておく音響速度・圧縮強度相関データベースと、上記第１の計測手段または上記第２の計測手段で計測した音響速度に応じて上記第１または第２の相関データを選択すると共に、第１の相関データを選択した時は上記パルス音響速度に対応して圧縮強度を推定し、第２の相関データを選択した時は上記周波数スイープ音響速度に対応して圧縮強度を推定する圧縮強度推定手段とを備えた圧縮強度推定装置。
【請求項２】
請求項１の圧縮強度推定装置において、
音響速度・圧縮強度相関データベースは、複数のサンプルの実測に基づいて得られるパルス音響速度対圧縮強度の第１の相関データおよび周波数スイープ音響速度対圧縮強度の第２の相関データとを格納したデータベースとした圧縮強度推定装置。
【請求項３】
請求項１の圧縮強度推定装置において、
複数のサンプル全体を実測した音響速度から得られるパルス音響速度対圧縮強度の相関係数と、上記複数のサンプルの内、音響速度・圧縮強度相関データベースの所定の閾値以下のサンプルを実測した音響速度から得られるパルス音響速度対圧縮強度の相関係数とを比較し、サンプル全体の相関係数よりも、所定の閾値以下のサンプルの相関係数が大きくなるように上記所定の閾値を設定した圧縮強度推定装置。
【請求項４】
請求項１の圧縮強度推定装置において、
複数のサンプル全体を実測した音響速度から得られる周波数スイープ音響速度対圧縮強度の相関係数と、上記複数のサンプルの内、音響速度・圧縮強度相関データベースの所定の閾値を超えるサンプルを実測した音響速度から得られる周波数スイープ音響速度対圧縮強度の相関データとを比較し、サンプル全体の相関係数よりも、所定の閾値を超える計測範囲のサンプルの相関係数が大きくなるように上記所定の閾値を設定した圧縮強度推定装置。
【請求項５】
請求項１の圧縮強度推定装置において、
複数のサンプルの内、所定の閾値以下の計測範囲のサンプルから得られるパルス音響速度対圧縮強度の相関係数および周波数スイープ音響速度対圧縮強度の相関係数を導出し、前者の相関係数が後者の相関係数より大きくなる範囲と、上記複数のサンプルの内、上記所定の閾値を超えた計測範囲のサンプルから得られるパルス音響速度対圧縮強度の相関係数および周波数スイープ音響速度対圧縮強度の相関係数を導出し、前者の相関係数が後者の相関係数より小さくなる範囲との境界近傍の音響速度を音響速度・圧縮強度相関データベースの所定の閾値として設定した圧縮強度推定装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項の圧縮強度推定装置において、圧縮強度推定手段は、第１の計測手段で計測した音響速度が閾値以下の計測範囲であれば、第１の相関データから得られる圧縮強度を採用し、閾値を超える計測範囲であれば第２の計測手段に切り換えて第２の相関データから得られる圧縮強度を採用する手段とした圧縮強度推定装置。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項の圧縮強度推定装置において、圧縮強度推定手段は、第２の計測手段で計測した音響速度が閾値を超える計測範囲であれば、第２の相関データから得られる圧縮強度を採用し、閾値以下の計測範囲であれば第１の計測手段に切り換えて音響速度を計測し、第１の相関データから得られる圧縮強度を採用する手段とした圧縮強度推定装置。
【請求項８】
音響弾性波を用いてコンクリートの被検査部材の圧縮強度を計測する圧縮強度推定方法において、
所定の音響速度を閾値として、この閾値以下の計測範囲ではパルス音響速度対圧縮強度の第１の相関データを予め記憶すると共に、上記閾値を超えた計測範囲では周波数スイープ音響速度対圧縮強度の第２の相関データを予め記憶しておき、一定周期または一回のパルス音響弾性波を用いて上記被検査部材の音響速度を計測した第１の計測値が、上記閾値以下の計測範囲であれば上記第１の相関データに基づいて圧縮強度を推定し、音響弾性波の周波数をスイープして上記被検査部材の音響速度を計測した第２の計測値が、上記閾値を超える計測範囲であれば上記第２の相関データに基づいて圧縮強度を推定すると共に、上記第１の計測値及び第２の計測値は、いずれか一方または双方を測定するようにした圧縮強度推定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、音響速度を用いてコンクリート構造物の圧縮強度を推定する圧縮強度推定装置およびその推定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリート構造物の健全度を非破壊で診断する方法として、従来は超音波探査子等によりパルス音響信号を入射し、その伝搬時間を求める方法がある。この方法ではパルス伝搬時間より予め計測している構造体の厚みを基に音響速度を算出し、この音響速度から強度推定式を用いて圧縮強度を計算していた。強度推定式の一例としては、日本建築学会が提示している建築学会式や、日本材料学会が提案している材料学会式等がある。
Ｆc ＝２１４Ｖp −６２０                 ・・・・（１）
ここで、Ｆc はコンクリートの圧縮強度[kgf/cm2] 、Ｖp は音響速度[km/s]である。
【０００３】
しかし、従来の圧縮強度推定方式はコンクリート中を伝搬する超音波音響速度と圧縮強度との相関を利用しており、相関度は必ずしも十分高いものとはいえない。実際、種々のコア供試体を用いた検証データからは約10N/mm2 程度の誤差が報告されている。これらの要因としては、
（１）コンクリート内を伝搬する超音波がコンクリート内の骨材、特に粗骨材により散乱され減衰し、精度高い伝搬速度が計測できないこと
（２）また、高強度コンクリートの場合は、セメント量が増大し、骨材量が減少しているため強度が大きいにもかかわらず、超音波の音響速度が小さく計測されること
（３）さらに、含水率が多くなると圧縮強度が低減する傾向があるのに対し、超音波による音響計測では含水の影響で音響速度を高く計測するという特性があることがあげられる。しかし、実際にコンクリートの圧縮強度を測定する際には対象コンクリートの配合は未知の場合が多く、上記要因に対し何らかの補正を加えることは困難である。つまり、配合条件他のパラメータへの依存性が少ない計測法を実現する必要がある。
【０００４】
図９は従来の圧縮強度推定装置を示す構成図である。図において、４０１は被検査物、４０２は超音波送信子、４０３は超音波信号発生器、４０４は超音波受信子、４０５は受信信号増幅器、４０６はパルス伝搬時間計測装置、４０７は圧縮強度推定機構、４０８は音響速度と圧縮強度の相関関係式を格納している圧縮強度推定データベース、４０９は推定結果を表示する表示装置である。
【０００５】
次に動作について説明する。
圧縮強度の推定を行うコンクリートの被検査物４０１に超音波送信子４０２、超音波受信子４０４を対向する面に設置する。超音波信号発生器４０３により、電気パルスを超音波送信子４０２へ入力すると超音波送信子４０２から高周波の超音波音響パルスが被検査物４０１に入射される。この超音波パルス（図示せず）は被検査物内部を減衰しながら伝搬し、対向面に設置されている超音波受信子４０４に到達する。超音波受信子４０４により受信された受信信号（図示せず）は受信信号増幅器４０５により増幅され、パルス伝搬時間計測装置４０６に入力される。パルス伝搬時間計測装置４０６は、超音波信号発生器４０３からのトリガ信号と、受信信号増幅器４０５からの受信信号を入力し、これらの信号から伝搬時間を計測する。さらに予め計測していた伝搬距離から被検査物の音響速度を計算する。次ぎに求められた音響速度を基に音響速度と圧縮強度の相関関係式を格納している圧縮強度推定データベース４０８から、被検査物の圧縮強度を推定し、推定結果を表示装置４０９に表示する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の装置は以上のように構成されており、この装置で採取したデータは前述した３つの要因のように、コンクリートのような被検査物では骨材、セメント量、含有率等により測定誤差が大きい推定結果しか得られないことになる。
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、減衰の激しいコンクリート構造物等において精度高く圧縮強度を推定できる圧縮強度推定装置および圧縮強度推定方法を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（１）この発明の請求項１に係る圧縮強度推定装置は、一定周期または一回のパルス音響弾性波を用いてコンクリートの被検査部材の音響速度を計測する第１の計測手段と、音響弾性波の周波数をスイープして上記被検査部材の音響速度を計測する第２の計測手段と、所定の音響速度を閾値として設定し、この閾値以下の計測範囲では基準とするパルス音響速度対圧縮強度の第１の相関データを予め格納すると共に、上記閾値を超えた計測範囲では基準とする周波数スイープ音響速度対圧縮強度の第２の相関データを予め格納しておく音響速度・圧縮強度相関データベースと、上記第１の計測手段または上記第２の計測手段で計測した音響速度に応じて上記第１または第２の相関データを選択すると共に、第１の相関データを選択した時は上記パルス音響速度に対応して圧縮強度を推定し、第２の相関データを選択した時は上記周波数スイープ音響速度に対応して圧縮強度を推定する圧縮強度推定手段とを備えたものである。
【０００８】
（２）この発明の請求項２に係る圧縮強度推定装置は、請求項１の圧縮強度推定装置において、
音響速度・圧縮強度相関データベースは、複数のサンプルの実測に基づいて得られるパルス音響速度対圧縮強度の第１の相関データおよび周波数スイープ音響速度対圧縮強度の第２の相関データとを格納したデータベースとしたものである。
【０００９】
（３）この発明の請求項３に係る圧縮強度推定装置は、請求項１の圧縮強度推定装置において、複数のサンプル全体を実測した音響速度から得られるパルス音響速度対圧縮強度の相関係数と、上記複数のサンプルの内、音響速度・圧縮強度相関データベースの所定の閾値以下のサンプルを実測した音響速度から得られるパルス音響速度対圧縮強度の相関係数とを比較し、サンプル全体の相関係数よりも、所定の閾値以下のサンプルの相関係数が大きくなるように上記所定の閾値を設定したものである。
【００１０】
（４）この発明の請求項４に係る圧縮強度推定装置は、請求項１の圧縮強度推定装置において、複数のサンプル全体を実測した音響速度から得られる周波数スイープ音響速度対圧縮強度の相関係数と、上記複数のサンプルの内、音響速度・圧縮強度相関データベースの所定の閾値を超えるサンプルを実測した音響速度から得られる周波数スイープ音響速度対圧縮強度の相関データとを比較し、サンプル全体の相関係数よりも、所定の閾値を超える計測範囲のサンプルの相関係数が大きくなるように上記所定の閾値を設定したものである。
【００１１】
（５）この発明の請求項５に係る圧縮強度推定装置は、請求項１の圧縮強度推定装置において、複数のサンプルの内、所定の閾値以下の計測範囲のサンプルから得られるパルス音響速度対圧縮強度の相関係数および周波数スイープ音響速度対圧縮強度の相関係数を導出し、前者の相関係数が後者の相関係数より大きくなる範囲と、上記複数のサンプルの内、上記所定の閾値を超えた計測範囲のサンプルから得られるパルス音響速度対圧縮強度の相関係数および周波数スイープ音響速度対圧縮強度の相関係数を導出し、前者の相関係数が後者の相関係数より小さくなる範囲との境界近傍の音響速度を音響速度・圧縮強度相関データベースの所定の閾値として設定したものである。
【００１２】
（６）この発明の請求項６に係る圧縮強度推定装置は、請求項１〜５のいずれか１項の圧縮強度推定装置において、圧縮強度推定手段は、第１の計測手段で計測した音響速度が閾値以下の計測範囲であれば、第１の相関データから得られる圧縮強度を採用し、閾値を超える計測範囲であれば第２の計測手段に切り換えて第２の相関データから得られる圧縮強度を採用する手段としたものである。
【００１３】
（７）この発明の請求項７に係る圧縮強度推定装置は、請求項１〜５のいずれか１項の圧縮強度推定装置において、圧縮強度推定手段は、第２の計測手段で計測した音響速度が閾値を超える計測範囲であれば、第２の相関データから得られる圧縮強度を採用し、閾値以下の計測範囲であれば第１の計測手段に切り換えて音響速度を計測し、第１の相関データから得られる圧縮強度を採用する手段としたものである。
【００１４】
（８）この発明の請求項８に係る圧縮強度推定方法は、音響弾性波を用いてコンクリートの被検査部材の圧縮強度を計測する圧縮強度推定方法において、所定の音響速度を閾値として、この閾値以下の計測範囲ではパルス音響速度対圧縮強度の第１の相関データを予め記憶すると共に、上記閾値を超えた計測範囲では周波数スイープ音響速度対圧縮強度の第２の相関データを予め記憶しておき、一定周期または一回のパルス音響弾性波を用いて上記被検査部材の音響速度を計測した第１の計測値が、上記閾値以下の計測範囲であれば上記第１の相関データに基づいて圧縮強度を推定し、音響弾性波の周波数をスイープして上記被検査部材の音響速度を計測した第２の計測値が、上記閾値を超える計測範囲であれば上記第２の相関データに基づいて圧縮強度を推定すると共に、上記第１の計測値及び第２の計測値は、いずれか一方または双方を測定するようにしたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明による圧縮強度推定装置の構成図である。図において、１０１は被検査物、１０２は音響弾性波送信子、１０３はパルス駆動回路、１０４は音響弾性波受信子、１０５は受信信号増幅器、１０６はパルス伝搬時間計測装置、１０７は圧縮強度推定機構、１０８はパルス音響速度と圧縮強度の相関関係式を格納しているパルス音響速度−圧縮強度相関データベース、１０９は推定結果を表示する表示装置である。
【００１６】
１１０は周波数スイープ駆動回路、１１１はＦＦＴ回路及び周波数ピーク計測回路、１１２はパルス駆動回路１０３、パルス伝搬時間計測装置１０６と周波数スイープ駆動回路１１０、ＦＦＴ回路及び周波数ピーク計測回路１１１を切り換える切り換え装置、１１３は周波数スイープしたときの音響速度と圧縮強度の相関関係式を格納している周波数スイープ音響速度−圧縮強度相関データベースである。
【００１７】
また、図２は図１の基本構成を示すもので、また請求項に対応する図である。１は第１の計測手段で、パルス音響弾性波により音響速度を計測する手段、２は第２の計測手段で、音響弾性波の周波数をスイープして音響速度を計測する手段、３は音響速度・圧縮強度相関データベースで、図１のパルス音響速度−圧縮強度相関データベース１０８と周波数スイープ音響速度−圧縮強度相関データベース１１３を一緒にしたデータベース、４は圧縮強度推定手段で、計測した音響速度から音響速度・圧縮強度相関データベース３の相関データを参照して圧縮強度を推定する手段である。
【００１８】
以下、パルス音響速度−圧縮強度相関データベース、周波数スイープ音響速度−圧縮強度相関データベースのデータ例につき説明する。
図３は予め準備されたコアサンプルのパルス音響速度を計測し、その後、圧縮試験機により圧縮し、機械的に劣化を加速させた場合の各コアサンプルの音響速度と圧縮強度の関係を計測したものである。この場合、圧縮強度は０回、１００回、２００回、５００回、１０００回であり、複数のサンプルに対して圧縮を行った結果をプロットしたものである。
【００１９】
なお、図４は同じコアサンプルのパルス音響速度を計測した場合に、配合されたセメント（Ｃ）と水（Ｗ）の配合比（Ｃ／Ｗ比）をパラメータとして圧縮強度を求めたものである。相関直線の式は図３の場合と同じ式が得られる。
しかし、ここでは図４を用いず図３を用いて説明する。
【００２０】
次にプロットしたデータから最小自乗法で図３の相関直線（相関データ）が求められる。この相関直線は次の式（２）のようになる。
Ｓ＝０．０２３４Ｖ＋５２．４                  ・・・・（２）
【００２１】
上記プロットしたデータから、圧縮強度と音響弾性波パルス音響速度が広範な範囲で相関が存在することがわかる。データからは音響速度が2800m/s 〜4000m/s までの範囲のデータが得られており、この範囲で強い相関が確認できる。
但しこの相関は音響速度が高い領域、すなわち音響速度が3400m/s 以上の領域では必ずしも高いものではなく、この領域においてはパルス音響速度から圧縮強度の推定精度に限界がある。
即ち音響速度が例えば3600m/s と得られたとする。この時、想定される誤差分布は±約10N/mm2 であり、必ずしも実用上適切な精度とはいえない。強い相関が見込める音響速度の範囲を例えばＶp0以下とすると、このＶp0を第一の設定速度とする。この例ではＶp0は3400m/s である。
【００２２】
一方、同じく周波数スイープ法により音響速度を計測した結果と圧縮強度の関係をプロットしたデータを図５に示す。
前記パルス法の場合と同じく予め準備されたコアサンプルを圧縮試験機により圧縮し、機械的に劣化を加速させた場合の各コアサンプルの音響速度と圧縮強度の関係を計測しデータを採取したものである。この場合も圧縮強度は０回、１００回、２００回、５００回、１０００回であり、複数のサンプルに対して圧縮を行った結果をプロットしたものである。
【００２３】
なお、図６は同じコアサンプルの周波数スイープ音響速度を計測した場合に、配合されたセメント（Ｃ）と水（Ｗ）の配合比（Ｃ／Ｗ比）をパラメータとして圧縮強度を求めたものである。相関直線の式は図５の場合と同じ式が得られる。しかし、ここでは図６を用いず図５を用いて説明する。
【００２４】
次にプロットしたデータより周波数スイープ法により計測された周波数スイープ音響速度−圧縮強度の相関は、前記パルス音響速度−圧縮強度相関より高い。特に音響速度が3400m/s 以上の領域では高い相関が確認される。
一方、3000m/s 以下の領域ではこれに反して相関関係はもはや認識できず、この範囲で周波数スイープ音響速度から圧縮強度を算出することは精度上好ましくない。強い相関が見込める音響速度の範囲を例えばＶs0以上とすると、このＶs0を第二の設定速度とする。この例ではＶs0は3000m/s である。
【００２５】
以上の結果に基づき、以下、パルス音響速度−圧縮強度相関データベース、周波数スイープ音響速度−圧縮強度相関データベースの高相関領域を組み合わせることにより全領域で高い相関関係を有する圧縮強度推定を実施できることがわかる。
【００２６】
以下、この発明の実施の形態１の動作について説明する。
（１）まず、圧縮強度推定を行う被検査物１０１に音響弾性波送信子１０２と音響弾性波受信子１０４を設置する。
ここで図１において送信子と受信子との位置関係は被検査物に対し対向しているが、任意の場所に設置してもよい。
（２）次に、被検査物のパルス音響速度を求める。パルス音響速度の計測は概ね従来技術の超音波音響速度計測の手順と同様であり、下記のように行う。
【００２７】
（３）パルス駆動回路１０３により、電気パルスを音響弾性波送信子１０２へ入力すると音響弾性波送信子１０２から音響弾性波パルスが被検査物１０１に入射される。
（４）この音響弾性波パルス（図示せず）は被検査物内部を伝搬し、対向面に設置されている音響弾性波受信子１０４に到達する。
（５）音響弾性波受信子１０４により受信された受信信号（図示せず）は受信信号増幅器１０５により増幅され、パルス伝搬時間計測装置１０６に入力される。
【００２８】
（６）パルス伝搬時間計測装置１０６は、パルス駆動回路１０３からのトリガ信号と、受信信号増幅器１０５からの受信信号を入力し、これらの信号からパルス伝搬時間を計測する。さらに予め計測していた伝搬距離から被検査物のパルス音響速度を計算する。
（７）次ぎに求められたパルス音響速度を基にパルス音響速度と圧縮強度の相関関係式を格納しているパルス音響速度−圧縮強度相関データベース１０８から、被検査物の圧縮強度を推定し、
（８）推定結果を表示装置１０９に表示する。
【００２９】
次に、被検査物の周波数スイープ音響速度を求める場合の動作について説明する。
（７）切り換え装置１１２により周波数スイープ駆動回路１１０、ＦＦＴ回路及び周波数ピーク計測回路１１１を選択し、周波数掃引により被検査物を加振する。図７に周波数掃引の駆動信号を示す。図７において横軸は時間軸であり、縦軸は駆動電流の電流値である。図７に示す例では低周波から高周波へ連続的に変化する駆動信号を示している。
（８）この信号が周波数スイープ駆動回路１１０により音響弾性波送信子１０２へ入力されると音響弾性波送信子１０２からは低周波から高周波に変化する正弦波音響弾性波が被検査物１０１に伝達され、被検査物の応答が音響弾性波受信子１０４により検出される。
【００３０】
（９）次に音響弾性波受信子１０４により得られた信号をＦＦＴ回路及び周波数ピーク計測回路１１１が解析し周波数スペクトルを求める。この周波数スペクトルのピークより被検査物の共振周波数を求める。予め被検査物の厚みが分っているため、この固有周波数から周波数スイープ音響速度は以下の式（３）のように求められる。
【００３１】
Ｖsweep=２×ｄ×ｆ                          ・・・・（３）
ここで、Ｖsweep は周波数スイープ音響速度、ｄは被検査物の厚み、ｆは固有周波数を表している。
【００３２】
次に圧縮強度を推定する手順を図８を用いて説明する。
（１０）最初に求められたパルス音響速度を予め設定されている第１の設定速度Ｖp0と比較し、設定速度Ｖp0より低い場合は、図３に示すパルス音響速度−圧縮強度相関データベース１０８よりパルス音響速度に対応する圧縮強度のデータを読み取る。  例えば、パルス音響速度がＶ1 であれば、得られる圧縮強度の推定値はＳ1 となる。
（１１）一方、最初に求められたパルス音響速度を予め設定されている第１の設定速度Ｖp0と比較し、設定速度Ｖp0より高い場合は、上記に説明した方法で周波数スイープ音響速度を求め、図５に示す周波数スイープ音響速度−圧縮強度相関データベース１１３より周波数スイープ音響速度に対応する圧縮強度のデータを読み取る。例えば、音響速度がＶ2 であれば、得られる圧縮強度の推定値はＳ2 となる。
【００３３】
なお、ここで第１の設定速度Ｖp0（この場合3400m/s に設定）で、使用するデータベースを切り換えたが、第２の設定速度Ｖs0（この場合は3000m/s に設定）で切り換えてもよく、また、設定速度Ｖp0〜Ｖs0の中間で切り換えてもよい。
また、下記のように、
（ａ）Ｖp0〜Ｖs0間で相関の大きい方のデータベースを使用する。
（ｂ）Ｖp0〜Ｖs0間は所定の誤差内に入っておれば、いずれか任意のデータベースを使用する。（前述の例ではパルス音響速度−圧縮強度相関データベース１０８を使用している。）
２つのケースがあるがいずれを採用してもよい。
【００３４】
以上はパルス音響速度から測定し、その結果を基に圧縮強度を推定する手順を説明したが、逆に周波数スイープ音響速度を先に測定し、その結果から圧縮強度を推定する場合は以下の手順による。
（１）測定した周波数スイープ音響速度を予め設定されている音響速度設定値と比較し、設定速度より高い場合は、図５に示す周波数スイープ音響速度−圧縮強度相関データベースより周波数スイープ音響速度に対応する圧縮強度のデータを読み取る。
（２）もし設定速度より低い場合は、パルス音響速度を測定し、図３に示すパルス音響速度−圧縮強度相関データベースよりパルス音響速度に対応する圧縮強度のデータを読み取る。
【００３５】
次にデータベースを構築する手順を説明する。
データベースとしては、音響速度の異なるコアサンプルを準備し、各コアのパルス音響速度、周波数スイープ音響速度を計測するとともに、圧縮試験機により圧縮強度を計測し、双方の音響速度と圧縮強度相関を明確にしたデータベースを構築する。
【００３６】
音響速度の異なるコアサンプルを入手する手段としては、種々の構造物からコアリングを行い、これを収集することにより音響速度が分布するコアのサンプル集合を入手する。  さらに人為的にサンプルを入手する手段として例えば水−セメント比の異なるコンクリートコアを製作し、この音響速度と減衰時定数を計測するという手段もある。図３、図５は実際の構造物に圧縮試験機により繰り返し圧縮力を加え圧縮強度を低減させたサンプルを製作し計測したデータベースの一例を示している。
【００３７】
実施の形態２．
この実施の形態２は、実施の形態１のデータベースのデータに基づいてより精度の良い圧縮強度が得られるデータベースとするものである。
（１）実施の形態１のパルス音響速度−圧縮強度相関データベースから、これらのデータ集合である（パルス音響速度、圧縮強度）の全データの相関係数ρを計算する。相関係数の計算は以下の式（４）から計算される。
【００３８】
【数１】
0003729490.tif 000002
【００３９】
ここで、（パルス音響速度、圧縮強度）を（ｘ，ｙ）と表し、
平均値はそれぞれのデータ対を
（ｘ１，ｙ１），  （ｘ２，ｙ２），  ・・・（ｘｎ，ｙｎ）
として表している。
【００４０】
（２）今一つのパルス音響速度Ｖp0を選定し、それ以下のデータ集合の相関係数ρp1がもっとも大きくなるようなパルス音響速度Ｖp0を選定すると、パルス音響速度Ｖp0以下のデータ集合が形成するデータベースは強い相関を示すようになる。
即ち、図３でＶp0＝3400m/s とすると、3400m/s 以下のコアサンプルのみで式（４）を用いて相関係数を計算する。
（３）計算したＶp0以下の相関係数は、全体のサンプルで求めた相関係数よりも大きくなるので、Ｖp0以下の範囲で最小自乗法により相関直線を求め、これをパルス音響速度−圧縮強度相関データベース１０８に相関データとして格納する。
【００４１】
（４）次に周波数スイープ音響速度−圧縮強度相関データベースが得られると、これらのデータ集合である（周波数スイープ音響速度、圧縮強度）の全データの相関係数ρを計算する。
（５）今ひとつの周波数スイープ音響速度Ｖs0を選定し、それ以上のデータ集合の相関係数ρs1がもっとも大きくなるような周波数スイープ音響速度Ｖs0を選定すると、周波数スイープ音響速度Ｖs0以上のデータ集合が形成するデータベースは強い相関を示すようになる。  即ち、図５でＶs0＝3000m/s とすると、3000m/s 以上のコアサンプルのみ式（４）を用いて相関係数を計算する。
【００４２】
（６）計算したＶs0以上の相関係数は、全体のサンプルで求めた相関係数よりも大きくなるので、Ｖs0以上の範囲で最小自乗法により相関直線を求め、これを周波数スイープ音響速度−圧縮強度相関データベース１１３に相関データとして格納する。
（７）上記の２つのデータベースを用いて、被検査物を計測した音響速度に対応する圧縮強度が求められる。
【００４３】
このように複数のコアサンプルから得た音速データから相関直線を最小自乗法で計算して求め、この直線を基に音速範囲を種々に変えて相関関係を求め、相関の強い音響速度範囲の直線を最小自乗法で再計算し、再計算した相関直線（相関データ）を使用して圧縮強度を推定するようにしたので、精度のよい圧縮強度を求めることができる。
従って、この実施の形態２では、実施の形態１のデータベースよりも精度のよい圧縮強度が得られるデータベースを実現することができる。
【００４４】
実施の形態３．
実施の形態１，２では多数サンプルの相関データとして相関直線を求めたが、直線以外の２次曲線やその他の曲線を統計的手法により演算し近似曲線を求めてもよい。
つまりデータベースにはパルス音響速度に対応する圧縮強度の相関度の大きい相関データと、周波数をスイープしての音響速度に対応する相関度の大きい圧縮強度の相関データとを格納しておけばよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば被検査物をパルス音響弾性波により計測した音響速度と、被検査物を周波数スイープにより計測した音響速度とを使い分けて被検査物の音響速度を計測し、その音響速度に対応したデータベースの相関データから圧縮強度を推定するようにしたので、精度のよい圧縮強度の推定が可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１による圧縮強度推定装置を示す構成図である。
【図２】  この発明の実施の形態１による圧縮強度推定装置の基本構成を示す図である。
【図３】  この発明の実施の形態１による圧縮回数をパラメータとしたパルス音響速度−圧縮強度相関データを示す図である。
【図４】  この発明の実施の形態１によるコンクリートの配合比をパラメータとしたパルス音響速度−圧縮強度相関データを示す図である。
【図５】  この発明の実施の形態１による圧縮回数をパラメータとした周波数スイープ音響速度−圧縮強度相関データを示す図である。
【図６】  この発明の実施の形態１によるコンクリートの配合比をパラメータとした周波数スイープ音響速度−圧縮強度相関データを示す図である。
【図７】  この発明の実施の形態１による周波数掃引の駆動信号を示す図である。
【図８】  この発明の実施の形態１による音響速度から圧縮強度を推定する手順を示す図である。
【図９】従来技術の圧縮強度推定装置を示す構成図である。
【符号の説明】
１  第１の計測手段、                      ２  第２の計測手段、
３  音響速度・圧縮強度相関データベース、  ４  圧縮強度推定手段、
１０１  被検査物、                    １０２  音響弾性波送信子、
１０３  パルス駆動回路、              １０４  音響弾性波受信子、
１０５  受信信号増幅器、              １０６  パルス伝搬時間計測装置、
１０７  圧縮強度推定機構、
１０８  パルス音響速度−圧縮強度相関データベース
１０９  表示装置、                    １１０  周波数スイープ駆動回路、
１１１  ＦＦＴ回路及び周波数ピーク計測回路、    １１２  切り換え装置、
１１３  周波数スイープ音響速度−圧縮強度相関データベース。
【図１】
0003729490.tif 000003
【図２】
0003729490.tif 000004
【図３】
0003729490.tif 000005
【図４】
0003729490.tif 000006
【図５】
0003729490.tif 000007
【図６】
0003729490.tif 000008
【図７】
0003729490.tif 000009
【図８】
0003729490.tif 000010
【図９】
0003729490.tif 000011