(57)【要約】【課題】構造物に接着したセンサの接着状態を判定することができるセンサ接着状態判定システム、センサ接着状態判定装置及びセンサ接着状態判定方法を提供することである。【解決手段】実施形態のセンサ接着状態判定システムは、複数のセンサと、算出部と、判定部とを持つ。複数のセンサは、弾性波を検出する。算出部は、前記複数のセンサによって検出された前記弾性波に基づいて、前記弾性波のピーク周波数を算出する。判定部は、前記ピーク周波数と、判定基準となる情報とを比較することによって、前記センサの接着状態を判定する。【選択図】図１
2018155661.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性波を検出する複数のセンサと、
前記複数のセンサによって検出された前記弾性波に基づいて、前記弾性波のピーク周波数を算出する算出部と、
前記ピーク周波数と、判定基準となる情報とを比較することによって、前記センサの接着状態を判定する判定部と、
を備えるセンサ接着状態判定システム。
【請求項２】
前記複数のセンサは、特定の周波数で発振する発振機能を備え、
前記算出部は、発振により発生した弾性波を検出したセンサから出力された前記弾性波に基づいて、前記弾性波のピーク周波数を算出する、請求項１に記載のセンサ接着状態判定システム。
【請求項３】
前記判定部は、前記弾性波のピーク周波数の一部又は全てが、前記判定基準となるピーク周波数の範囲内に収まらない場合に発振元のセンサを接着不良と判定する、請求項２に記載のセンサ接着状態判定システム。
【請求項４】
前記判定部は、前記ピーク周波数が、予め定めた頻度以上で前記センサの共振周波数と略一致する場合に、前記センサを接着不良と判定する、請求項１に記載のセンサ接着状態判定システム。
【請求項５】
前記判定部は、前記センサで検出された弾性波のうち予め定めた割合以上の時間でピーク周波数が共振周波数と略一致する弾性波の割合が基準値以上である場合に、前記センサを接着不良と判定する、請求項１又は４に記載のセンサ接着状態判定システム。
【請求項６】
前記センサは、構造物内で伝搬する弾性波の主要な周波数とは異なる共振周波数を持つ、請求項４又は５に記載のセンサ接着状態判定システム。
【請求項７】
弾性波を検出する複数のセンサによって検出された前記弾性波に基づいて、前記弾性波のピーク周波数を算出する算出部と、
前記ピーク周波数と、判定基準となる情報とを比較することによって、前記センサの接着状態を判定する判定部と、
を備えるセンサ接着状態判定装置。
【請求項８】
弾性波を検出する複数のセンサによって検出された前記弾性波に基づいて、前記弾性波のピーク周波数を算出する算出ステップと、
前記ピーク周波数と、判定基準となる情報とを比較することによって、前記センサの接着状態を判定する判定ステップと、
を有するセンサ接着状態判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、センサ接着状態判定システム、センサ接着状態判定装置及びセンサ接着状態判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
構造物内部のき裂の進展や摩擦などによりＡＥ（Acoustic Emission）が発生する。ＡＥは、材料の疲労亀裂の進展に伴い発生する弾性波である。構造物表面に設置したセンサによりＡＥを検出し、得られた信号を分析することで構造物内部の劣化評価ができる。通常、センサは、接着剤等で劣化評価の対象となる構造物表面に接着される。しかしながら、接着作業不良や経時変化等によりセンサの接着が不十分な状態となることがあり得る。接着が不十分な状態である場合、構造物の劣化評価の精度低下や誤診に繋がる場合があり得る。また、接着が不十分な状態のセンサは、構造物表面からはがれて落下する危険があり得、安全面からも対処の必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−８３７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、構造物に接着したセンサの接着状態を判定することができるセンサ接着状態判定システム、センサ接着状態判定装置及びセンサ接着状態判定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態のセンサ接着状態判定システムは、複数のセンサと、算出部と、判定部とを持つ。複数のセンサは、弾性波を検出する。算出部は、前記複数のセンサによって検出された前記弾性波に基づいて、前記弾性波のピーク周波数を算出する。判定部は、前記ピーク周波数と、判定基準となる情報とを比較することによって、前記センサの接着状態を判定する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態におけるセンサ接着状態判定システム１００のシステム構成を示す図。
【図２】計測により得られたデータの一例を示す図。
【図３】第１の実施形態におけるセンサ接着状態判定システム１００の処理の流れを示すシーケンス図。
【図４】第２の実施形態におけるセンサ接着状態判定システム１００ａのシステム構成を示す図。
【図５】計測により得られたデータの一例を示す図。
【図６】ウェーブレット変換を行った結果を示す図。
【図７】第２の実施形態における信号処理部２０ａの処理の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施形態のセンサ接着状態判定システム、センサ接着状態判定装置及びセンサ接着状態判定方法を、図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態におけるセンサ接着状態判定システム１００のシステム構成を示す図である。センサ接着状態判定システム１００は、構造物に接着されたセンサの接着状態の判定に用いられる。本実施形態では、構造物の一例として橋梁を例に説明するが、構造物は橋梁に限定される必要はない。例えば、構造物は、亀裂の発生または進展、あるいは外的衝撃（例えば雨、人工雨など）に伴い弾性波が発生する構造物であればどのようなものであってもよい。なお、橋梁は、河川や渓谷などの上に架設される構造物に限らず、地面よりも上方に設けられる種々の構造物（例えば高速道路の高架橋）なども含む。
【０００８】
センサ接着状態判定システム１００は、複数のＡＥセンサ１０−１〜１０−ｎ（ｎは２以上の整数）及び信号処理部２０を備える。ＡＥセンサ１０−１〜１０−ｎと、信号処理部２０とは、有線又は無線により通信可能に接続される。なお、以下の説明では、ＡＥセンサ１０−１〜１０−ｎについて区別しない場合にはＡＥセンサ１０と記載する。
【０００９】
ＡＥセンサ１０は、劣化評価の対象となる構造物表面に接着剤等により接着される。例えば、ＡＥセンサ１０は、橋梁のコンクリート床版３０に接着される。ＡＥセンサ１０は、特定の周波数を持つ弾性波を引き起こす発振機能と、構造物から発生する弾性波を検出する検出機能とを有する。すなわち、ＡＥセンサ１０は、測定装置として、発振部と、検出部とを持つ。発振機能は、特定の周波数で発振することによって、ＡＥセンサ１０と構造物表面との接着部で弾性波のパルスを発生させる機能である。ＡＥセンサ１０が、発振機能により発振することによって発生した弾性波は構造物を伝搬する。
【００１０】
なお、ＡＥセンサ１０による発振は、予め設定された時刻に行われてもよいし、予め設定された周期で行われてもよいし、ユーザによる指示がなされたタイミングに行われてもよい。ＡＥセンサ１０は、圧電素子を有し、構造物から発生する弾性波を検出し、検出した弾性波を電圧信号（ＡＥ源信号）に変換する。ＡＥセンサ１０は、ＡＥ源信号に対して増幅、周波数制限などの処理を施して信号処理部２０に出力する。なお、ＡＥセンサ１０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１０と同様の処理を行うことによって、処理後の信号を信号処理部２０に出力する。
【００１１】
信号処理部２０は、ＡＥセンサ１０による処理が施されたＡＥ源信号を入力とする。信号処理部２０は、入力したＡＥ源信号から得られる周波数に基づいて、発振元のＡＥセンサ１０の接着状態を判定する。例えば、信号処理部２０は、ＡＥセンサ１０の接着が良好な状態であるかＡＥセンサ１０の接着が不良な状態であるかを判定する。信号処理部２０は、センサ接着状態判定装置として機能する。なお、信号処理部２０は、自身に接続している全てのＡＥセンサ１０の識別情報を保持する。
【００１２】
次に、信号処理部２０の機能構成について説明する。
信号処理部２０は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリや補助記憶装置などを備え、接着状態判定プログラムを実行する。接着状態判定プログラムの実行によって、信号処理部２０は、算出部２０１、基準情報記憶部２０２、判定部２０３を備える装置として機能する。なお、信号処理部２０の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、接着状態判定プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、接着状態判定プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。
【００１３】
算出部２０１は、入力されたＡＥ源信号からピーク周波数を算出する。
基準情報記憶部２０２は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。基準情報記憶部２０２は、基準範囲の情報を記憶する。基準範囲は、接着が良好な状態であると判定可能なピーク周波数の範囲を表す。基準範囲は、適宜設定されてもよい。基準情報記憶部２０２は、センサの種類毎に、基準範囲の情報を記憶していてもよい。
判定部２０３は、算出部２０１によって算出されたＡＥセンサ１０毎のピーク周波数と、基準範囲とに基づいて、発振元のＡＥセンサ１０の接着状態を判定する。
【００１４】
図２は、計測により得られたデータの一例を示す図である。図２に示すデータは、構造物表面に１５個のＡＥセンサ１０を接着し、各ＡＥセンサ１０が順次発振することによって得られた全ＡＥセンサ１０に関するデータである。横軸は各発振元のＡＥセンサ１０を表し、縦軸はピーク周波数を表す。図２では、一定の間隔で、各ＡＥセンサ１０が順次発振することによって弾性波のパルスが放出された例を示している。ピーク周波数１４０ｋＨｚ付近に示す点列は、各ＡＥセンサ１０の発振により発生した弾性波のパルスを表す。ピーク周波数５０ｋＨｚ〜１２０ｋＨｚに示す点列は、他のＡＥセンサ１０で検出された弾性波に基づくＡＥ源信号から得られたピーク周波数を表す。また、図２においてＲは基準範囲を表す。ＡＥ源信号は、概ね６０ｋＨｚのピーク周波数を持っているが、ＡＥセンサ１０の位置関係等の影響でばらつきをもっている。
【００１５】
図２に示すＡＥセンサ１０のうち、“５”で示されるＡＥセンサ１０と、“６”で示されるＡＥセンサ１０は、信号の検出はできる状態ではあるが、接着が不十分な状態である。図２に示すように、接着不良の状態にあるＡＥセンサ１０の発振により発生した弾性波は、他のＡＥセンサ１０で検出された弾性波に基づくピーク周波数が基準範囲Ｒよりも下方になっていることが分かる。このように、ＡＥセンサ１０の発振により生じる弾性波を他のＡＥセンサ１０で検出したときのピーク周波数を用いることで、発振元のＡＥセンサ１０の状態を判定することができる。以下の説明では、図２に示す分布のデータを周波数分布とする。
【００１６】
図３は、第１の実施形態におけるセンサ接着状態判定システム１００の処理の流れを示すシーケンス図である。図３では、ＡＥセンサ１０が４つの場合を例に説明する。なお、図４では、４つのＡＥセンサ１０をそれぞれ第１センサ、第２センサ、第３センサ及び第４センサとして説明する。
第１センサは、特定の周波数で発振する（ステップＳ１０１）。第１センサの発振により振動が構造物に伝わり、振動により構造物から弾性波のパルスが発生する。構造物から発生したパルス（弾性波）は、構造物内を伝搬して第２センサ〜第４センサで検出される。第２センサは、検出した弾性波をＡＥ源信号に変換し、処理を施して信号処理部２０に出力する（ステップＳ１０２）。第３センサは、検出した弾性波をＡＥ源信号に変換し、処理を施して信号処理部２０に出力する（ステップＳ１０３）。第４センサは、検出した弾性波をＡＥ源信号に変換し、処理を施して信号処理部２０に出力する（ステップＳ１０４）。
【００１７】
算出部２０１は、各センサから出力されたＡＥ源信号を入力する。算出部２０１は、入力したＡＥ源信号それぞれからピーク周波数ｆ２、ｆ３及びｆ４を算出する（ステップＳ１０５）。ピーク周波数ｆ２は、第２センサから出力されたＡＥ源信号のピーク周波数を表す。ピーク周波数ｆ３は、第３センサから出力されたＡＥ源信号のピーク周波数を表す。ピーク周波数ｆ４は、第４センサから出力されたＡＥ源信号のピーク周波数を表す。算出部２０１は、算出したピーク周波数ｆ２、ｆ３及びｆ４を判定部２０３に出力する。判定部２０３は、算出部２０１から出力されたピーク周波数ｆ２、ｆ３及びｆ４に基づいて、周波数分布を生成する（ステップＳ１０６）。すなわち、判定部２０３は、横軸を第１センサとし、縦軸をピーク周波数とする周波数分布を生成する。この場合、判定部２０３は、算出部２０１から出力されたピーク周波数ｆ２、ｆ３及びｆ４に該当するピーク周波数の位置にプロットする。なお、第１センサから複数回パルスの放出がなされている場合、判定部２０３は複数回同様の処理を行う。この処理により、判定部２０３は、図２に示すような周波数分布を生成する。
【００１８】
その後、判定部２０３は、生成した周波数分布と、基準情報記憶部２０２に記憶されている基準範囲の情報とに基づいて、周波数分布内のピーク周波数ｆ２、ｆ３及びｆ４が基準範囲内に収まっているか否か判定する（ステップＳ１０７）。ピーク周波数ｆ２、ｆ３及びｆ４が基準範囲内に収まっている場合（ステップＳ１０７−ＹＥＳ）、判定部２０３は第１センサを接着良好と判定する（ステップＳ１０８）。すなわち、判定部２０３は、第１センサの接着が良好な状態であると判定する。
一方、ピーク周波数ｆ２、ｆ３及びｆ４が基準範囲内に収まっていない場合（ステップＳ１０７−ＮＯ）、判定部２０３は第１センサを接着不良と判定する（ステップＳ１０９）。すなわち、判定部２０３は、第１センサの接着が不良な状態であると判定する。
【００１９】
センサ接着状態判定システム１００では、図３の処理を各ＡＥセンサ１０に対して行う。例えば、第２センサがパルスを放出する場合には、信号処理部２０は、第１センサ、第３センサ及び第４センサで検出された弾性波に基づいて、第２センサの接着状態を判定する。接着状態の判定方法は、上記と同様である。
【００２０】
以上のように構成されたセンサ接着状態判定システム１００によれば、信号処理部２０は、各ＡＥセンサ１０で検出された弾性波に基づくＡＥ源信号からピーク周波数を算出し、算出したピーク周波数が基準範囲内に収まっている場合に発振元のＡＥセンサ１０の接着状態を良好と判定し、基準範囲内に収まっていない場合に発振元のＡＥセンサ１０の接着状態を不良と判定する。そのため、構造物に接着したセンサの接着状態を判定することが可能になる。
【００２１】
以下、センサ接着状態判定システム１００の変形例について説明する。
本実施形態では、判定部２０３が、周波数分布を生成する構成を示したが、判定部２０３は周波数分布を生成しなくてもよい。このように構成される場合、判定部２０３は、算出部２０１によって算出されたピーク周波数と、基準範囲とに基づいてピーク周波数が基準範囲内に収まっているか否か判定する。
判定部２０３は、複数のピーク周波数のうち、特定の数（例えば、２つ、３つ等）のピーク周波数が、基準範囲内に収まっていない場合に発振元のＡＥセンサ１０が接着不良と判定してもよい。
このように構成されることによって、ノイズの混入等により１つの値が基準範囲内に収まっていないだけで接着不良と判定されてしまうことが無くなる。そのため、より正確に判定を行うことができる。
【００２２】
判定部２０３は、ピーク周波数の統計値に基づいて接着状態の判定を行ってもよい。統計値は、例えば平均値、最頻値、中央値等である。ピーク周波数の平均値に基づいて接着状態の判定を行う場合、基準情報記憶部２０２は平均値の基準範囲の情報を記憶する。この場合、判定部２０３は、ピーク周波数の平均値と、平均値の基準範囲とを比較して、ピーク周波数の平均値が平均値の基準範囲内に収まっている場合に発振元のＡＥセンサ１０が接着良好と判定し、ピーク周波数の平均値が平均値の基準範囲内に収まっていない場合に発振元のＡＥセンサ１０が接着不良と判定する。
【００２３】
判定部２０３は、各ＡＥセンサ１０それぞれの発振により得られる各ＡＥセンサ１０の検出信号の周波数の分布をそれぞれ算出し、それらを比較して、他のＡＥセンサ１０の値の分布からの乖離が閾値以上であるＡＥセンサ１０を接着不良と判定してもよい。
信号処理部２０は、判定結果を出力するように構成されてもよい。このように構成される場合、信号処理部２０は、表示部をさらに備える。表示部は、判定部２０３による判定結果を表示する。例えば、表示部は、接着不良のＡＥセンサ１０の情報を表示してもよいし、図２に示す周波数分布を表示してもよい。
このように構成されることによって、センサ接着状態判定システム１００の利用者は、接着不良のＡＥセンサ１０を容易に見つけることができる。
【００２４】
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、ＡＥセンサが発振機能を有さず、外部からの衝撃や荷重により構造物から発生する弾性波をＡＥセンサで検出する。
図４は、第２の実施形態におけるセンサ接着状態判定システム１００ａのシステム構成を示す図である。センサ接着状態判定システム１００ａは、構造物に接着されたセンサの接着状態の判定に用いられる。本実施形態では、構造物の一例として橋梁を例に説明するが、構造物は橋梁に限定される必要はない。
【００２５】
センサ接着状態判定システム１００ａは、複数のＡＥセンサ１０ａ−１〜１０ａ−ｎ及び信号処理部２０ａを備える。ＡＥセンサ１０ａ−１〜１０ａ−ｎと、信号処理部２０ａとは、有線又は無線により通信可能に接続される。なお、以下の説明では、ＡＥセンサ１０ａ−１〜１０ａ−ｎについて区別しない場合にはＡＥセンサ１０ａと記載する。
【００２６】
ＡＥセンサ１０ａは、劣化評価の対象となる構造物表面に接着剤等により接着される。例えば、ＡＥセンサ１０ａは、橋梁のコンクリート床版３０に接着される。ＡＥセンサ１０ａは、構造物から発生する弾性波を検出する検出機能を有する。ＡＥセンサ１０ａは、圧電素子を有し、構造物から発生する弾性波を検出し、検出した弾性波を電圧信号（ＡＥ源信号）に変換する。ＡＥセンサ１０ａは、ＡＥ源信号に対して増幅、周波数制限などの処理を施して信号処理部２０ａに出力する。なお、ＡＥセンサ１０ａ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１０ａと同様の処理を行うことによって、処理後の信号を信号処理部２０ａに出力する。
【００２７】
信号処理部２０ａは、ＡＥセンサ１０ａによる処理が施されたＡＥ源信号を入力とする。信号処理部２０ａは、入力したＡＥ源信号から得られる周波数に基づいて、ＡＥセンサ１０ａの接着状態を判定する。信号処理部２０ａは、センサ接着状態判定装置として機能する。なお、信号処理部２０ａは、自身に接続している全てのＡＥセンサ１０ａの識別情報を保持する。
【００２８】
次に、信号処理部２０ａの機能構成について説明する。
信号処理部２０ａは、バスで接続されたＣＰＵやメモリや補助記憶装置などを備え、接着状態判定プログラムを実行する。接着状態判定プログラムの実行によって、信号処理部２０ａは、算出部２０１、基準情報記憶部２０２ａ、判定部２０３ａを備える装置として機能する。なお、信号処理部２０ａの各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣやＰＬＤやＦＰＧＡ等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、接着状態判定プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、接着状態判定プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。
【００２９】
信号処理部２０ａは、基準情報記憶部２０２及び判定部２０３に代えて基準情報記憶部２０２ａ及び判定部２０３ａを備える点で信号処理部２０と構成が異なる。信号処理部２０ａは、他の構成については信号処理部２０と同様である。そのため、信号処理部２０ａ全体の説明は省略し、基準情報記憶部２０２ａ及び判定部２０３ａについて説明する。
【００３０】
基準情報記憶部２０２ａは、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。基準情報記憶部２０２ａは、センサの共振周波数の情報と、基準値とを記憶する。基準情報記憶部２０２ａは、センサの種類毎に、センサの共振周波数の情報を記憶していてもよい。基準値は、接着が良好な状態であると判定可能な基準となる値を表す。基準値は、適宜設定されてもよい。
判定部２０３ａは、算出部２０１によって算出されたＡＥセンサ１０ａ毎のピーク周波数と、センサの共振周波数と、基準値とに基づいて、ＡＥセンサ１０ａの接着状態を判定する。
【００３１】
図５は、計測により得られたデータの一例を示す図である。図５に示すデータは、構造物の表面に２つのＡＥセンサ１０ａ（センサ１及びセンサ２）を接着して、構造物に与えた衝撃により発生した弾性波をセンサ１及びセンサ２で検出した際のデータである。図５において、横軸は時間を表し、縦軸はピーク周波数を表す。図５は、構造物に間欠的に衝撃を与えた際に得られるＡＥ源信号のピーク周波数をプロットしたものである。図５に示す例では、センサ１は接着が良好な状態であり、センサ２は接着が不良な状態となっている。
【００３２】
図５に示されるように、センサ１とセンサ２でピーク周波数の分布が異なっている。ここで用いたＡＥセンサ１０ａは、共振周波数が６０ｋＨｚである。接着状態が良好なセンサ１では構造物内を伝搬する弾性波の主な周波数である２０〜３０ｋＨｚの範囲内のピーク周波数を有する弾性波が多く見られるのに対して、接着状態が不良なセンサ２ではＡＥセンサ１０ａのみの共振成分が支配的になり、弾性波のピーク周波数がＡＥセンサ１０ａの共振周波数である６０ｋＨｚ付近に集中している。信号処理部２０ａは、ＡＥセンサ１０ａで検出される弾性波のピーク周波数の分布で示されるピーク周波数と、弾性波を検出したＡＥセンサ１０ａの共振周波数とを比較して、比較結果が略一致している弾性波の割合が基準値以上である場合に、当該ＡＥセンサ１０ａを接着不良と判定することができる。ここで、略一致とは、比較対象となる値（例えば、ピーク周波数と、共振周波数）同士の差が±数ＫＨｚ（例えば、±５ｋＨｚ）の場合を表す。
【００３３】
また、ウェーブレット解析を行うことで、より正確に接着不良を検出することができる。図６は、図５におけるセンサ１とセンサ２それぞれの１波形を取り出し、ウェーブレット変換を行った結果を示す図である。図６において、横軸は時間を表し、縦軸は周波数を表す。図６（Ａ）は接着状態が良好なセンサ１の１波形について、ウェーブレット変換を行った結果を示す図である。図６（Ｂ）は接着状態が不良なセンサ２の１波形について、ウェーブレット変換を行った結果を示す図である。図６（Ａ）に示すように、接着状態が良好なセンサ１では、構造物内を伝搬する弾性波の主な周波数である２０〜３０ｋＨｚの範囲を含む、様々な周波数成分を持った領域が見られる（図６（Ａ）の円３１）。これに対して、図６（Ｂ）に示すように、接着不良のセンサ２では、全体を通して、センサの共振周波数である６０ｋＨｚ付近でピーク周波数の位置が安定している（図６（Ｂ）の円３２）。信号処理部２０ａは、ＡＥセンサ１０ａで検出された弾性波をウェーブレット変換した場合に、ピーク周波数がセンサの共振周波数付近で安定している弾性波が基準値以上検出される場合に、当該ＡＥセンサ１０ａを接着不良と判定することができる。すなわち、判定部２０３ａは、ＡＥセンサ１０ａで検出された弾性波のうち予め定めた割合以上の時間でピーク周波数が共振周波数と略一致する弾性波の割合が基準値以上である場合に、当該ＡＥセンサ１０ａを接着不良と判定することができる。なお、図５及び図６で説明した構造物は、コンクリートである。
【００３４】
図７は、第２の実施形態における信号処理部２０ａの処理の流れを示すフローチャートである。なお、図７では、複数のＡＥセンサ１０ａのうち１つのＡＥセンサ１０ａにより検出された弾性波を用いた場合を例に説明する。なお、図７では、１つのＡＥセンサ１０ａを第１センサとして説明する。
算出部２０１は、第１センサで得られた弾性波からピーク周波数を算出する（ステップＳ２０１）。算出部２０１は、算出したピーク周波数を判定部２０３ａに出力する。次に、判定部２０３ａは、算出されたピーク周波数と、ＡＥセンサ１０ａの共振周波数とを比較する。例えば、判定部２０３ａは、算出されたピーク周波数とセンサの共振周波数との差が予め定められた許容値δ（例えば、数ｋＨｚ）以下であるか否かを判定する。さらに、判定部２０３ａは、得られた弾性波に対して、周波数差がδ以下である弾性波の頻度を算出する（ステップＳ２０２）。
【００３５】
そして、判定部２０３ａは、算出した頻度と、基準情報記憶部２０２ａに記憶されている基準値とを比較して、頻度が基準値未満であるか否か判定する（ステップＳ２０３）。頻度が基準値未満である場合（ステップＳ２０３−ＹＥＳ）、判定部２０３ａは第１センサを接着良好と判定する（ステップＳ２０４）。すなわち、判定部２０３ａは、第１センサの接着が良好な状態であると判定する。
一方、頻度が基準値未満である場合（ステップＳ２０３−ＮＯ）、判定部２０３ａは第１センサを接着不良と判定する（ステップＳ２０５）。すなわち、判定部２０３ａは、第１センサの接着が不良な状態であると判定する。
【００３６】
本実施形態において、ＡＥセンサ１０ａの共振周波数と、計測対象となる構造物内で支配的な弾性波のピーク周波数が略一致する場合、センサ接着の良否によるピーク周波数の違いが小さい。そのため、第２の実施形態において使用するＡＥセンサ１０ａは、計測対象となる構造物内で支配的な弾性波のピーク周波数とは異なる共振周波数を持つＡＥセンサ１０ａであることが望ましい。
【００３７】
以上のように構成されたセンサ接着状態判定システム１００ａによれば、信号処理部２０ａは、各ＡＥセンサ１０ａで検出された弾性波に基づくＡＥ源信号からピーク周波数を算出する。その後、信号処理部２０ａは、算出したピーク周波数と、ＡＥセンサ１０ａの共振周波数とを比較し、ピーク周波数と、ＡＥセンサ１０ａの共振周波数との差がδ以下となる弾性波の頻度が基準値未満である場合に当該弾性波を検出したＡＥセンサ１０ａの接着状態を良好と判定し、基準値以上である場合に当該弾性波を検出したＡＥセンサ１０ａの接着状態を不良と判定する。そのため、構造物に接着したセンサの接着状態を判定することが可能になる。
【００３８】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、構造物より発生した弾性波を検出する複数のセンサと、複数のセンサによって検出された弾性波に基づいて、弾性波のピーク周波数を算出する算出部と、ピーク周波数と、センサの接着が良好な状態であるか否かの判定基準となる情報とを比較することによって、センサの接着状態を判定する判定部とを持つことにより、構造物に接着したセンサの接着状態を判定することができる。
【００３９】
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】
【００４０】
１０（１０−１〜１０−Ｎ）、１０ａ（１０ａ−１〜１０ａ−Ｎ）…ＡＥセンサ，２０、２０ａ…信号処理部，２０１…算出部，２０２、２０２ａ…基準情報記憶部，２０３、２０３ａ…判定部
【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６】
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【図７】
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