(57)【要約】【課題】腐食による欠陥の程度をより精度よく評価することができる土中構造物の欠陥評価装置を提供する。【解決手段】探触子より超音波を発信する（Ｓ２０１）。次に、受信器を第２受信フィルタで受信するようセットする（Ｓ２０２）。第２受信フィルタで腐食部反射エコーが認められた場合（Ｓ２０３おいてＹＥＳ）、メモリに腐食部反射エコーの波形データを記憶して、切り替え部により受信器を第１受信フィルタで受信するようセットする（Ｓ２０４）。第１受信フィルタで反射エコーの波形データを受信したら（Ｓ２０５）、メモリに波形データを記憶して、腐食による欠陥の程度を評価する（Ｓ３０１）。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
土中部分に存在する金属柱の腐食による欠陥の程度を評価する土中構造物の欠陥評価装置であって、
前記金属柱の土中外部分に取付けられ、所定の周波数を有する超音波を土中側に向けて発信し、反射波を検出する探触子と、
前記探触子により検出された前記反射波を受信する超音波探傷器とを含み、
前記反射波は、
前記金属柱の土中側の端部からの反射波であり、第１の周波数を有する端部反射波と、
前記金属柱の土中側の腐食部からの反射波であり、前記第１の周波数より高い第２の周波数を有する腐食部反射波とを含み、
前記超音波探傷器は、前記腐食部反射波および前記端部反射波を個別に受信する受信手段を含む、
土中構造物の欠陥評価装置。
【請求項２】
前記受信手段は、前記腐食部反射波および前記端部反射波を選択的に受信させる切り替え手段を含む、請求項１に記載の土中構造物の欠陥評価装置。
【請求項３】
前記探触子により発信される超音波は、前記第１および前記第２の周波数を含む周波数の帯域を有する、請求項１または２に記載の土中構造物の欠陥評価装置。
【請求項４】
前記探触子より発信される超音波の周波数の帯域は定められており、
前記探触子は、前記受信手段が前記腐食部反射波および前記端部反射波を受信するために複数用いられる、請求項１〜３のいずれかに記載の土中構造物の欠陥評価装置。
【請求項５】
土中部分に存在する金属柱の腐食による欠陥の程度を評価する土中構造物の欠陥評価方法であって、
前記金属柱の土中外部分から、所定の周波数を有する超音波を土中側に向けて発信するステップと、
反射波を受信するステップとを含み、
前記反射波は、前記金属柱の土中側の端部からの反射波であり、第１の周波数を有する端部反射波と、前記金属柱の土中側の腐食部からの反射波であり、前記第１の周波数より高い第２の周波数を有する腐食部反射波とを含み、
前記反射波を受信するステップは、前記端部反射波および前記腐食部反射波を個別に受信するステップを含み、
個別に受信した前記端部反射波および前記腐食部反射波に基づいて腐食による欠陥の程度を評価するステップを含む、
土中構造物の欠陥評価方法。
【請求項６】
金属柱の土中外部分から所定の周波数を有する超音波を土中側に向けて発信し、受信手段により反射波を受信し、前記反射波に基づいて前記金属柱の土中部分に存在する腐食による欠陥の程度の評価をコンピュータに実行させる、土中構造物の欠陥評価プログラムであって、
前記反射波は、前記金属柱の土中側の端部からの反射波であり、第１の周波数を有する端部反射波と、前記金属柱の土中側の腐食部からの反射波であり、前記第１の周波数より高い第２の周波数を有する腐食部反射波とを含み、
前記土中構造物の欠陥評価プログラムはコンピュータに対して、
前記受信手段に、前記反射波に含まれる前記端部反射波および前記腐食部反射波を個別に受信させるステップと、
前記個別に受信させた前記端部反射波および前記腐食部反射波に基づいて腐食による欠陥の程度を評価するステップとを実行させる、
土中構造物の欠陥評価プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、土中構造物の欠陥評価装置、土中構造物の欠陥評価方法、および土中構造物の欠陥評価プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
土中構造物の欠陥評価装置とは、パンザーマストなどの金属柱の土中埋設部において、特に地表近傍（以下、「地際」という）で発生が見込まれる腐食部の欠陥の評価を行う装置である。従来の欠陥における具体的な評価方法は、金属柱の露出部分から地際の腐食部で反射波を形成させるための所定の周波数に設定された超音波が探触子から発信され、発信された超音波による腐食部からの反射波を解析することにより評価を行っている。これらの土中構造物の欠陥評価装置のうち、下記の特許文献１には以下の内容が開示されている。特許文献１によれば、探触子から発信される所定の周波数の超音波による地際の腐食部からの反射波を受信して記憶する際に、この腐食部からの反射波とともに得られる土中埋設側の端部からの反射波も記憶し、記憶した腐食部および端部からの反射波のエコー高さを対比することにより、腐食による欠陥の程度の評価を行なっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３６１３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１においては、地際の腐食部からの反射波を受信する際に、端部からの反射波も受信しているため、超音波が金属柱を伝搬しているうちに、散乱や減衰を繰り返し、端部からの反射波の波形データがほとんどノイズに埋もれてしまう場合があった。その結果、地際の腐食による欠陥の程度の評価は精度が低い場合があった。
【０００５】
この発明の目的は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、腐食による欠陥の程度をより精度よく評価することができる土中構造物の欠陥評価装置、土中構造物の欠陥評価方法、および土中構造物の欠陥評価プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る、土中部分に存在する金属柱の腐食による欠陥の程度を評価する土中構造物の欠陥評価装置は、金属柱の土中外部分に取付けられ、所定の周波数を有する超音波を土中側に向けて発信し、反射波を検出する探触子と、探触子により検出された反射波を受信する超音波探傷器とを含む。反射波は、金属柱の土中側の端部からの反射波であり、第１の周波数を有する端部反射波と、金属柱の土中側の腐食部からの反射波であり、第１の周波数より高い第２の周波数を有する腐食部反射波とを含む。超音波探傷器は、腐食部反射波および端部反射波を個別に受信する受信手段を含む。
【０００７】
好ましくは、受信手段は、腐食部反射波および端部反射波を選択的に受信させる切り替え手段を含む。
【０００８】
さらに好ましくは、探触子により発信される超音波は、第１および第２の周波数を含む周波数の帯域を有する。
【０００９】
さらに好ましくは、探触子より発信される超音波の周波数の帯域は定められており、探触子は、受信手段が腐食部反射波および端部反射波を受信するために複数用いられる。
【００１０】
この発明の他の局面においては、土中部分に存在する金属柱の腐食による欠陥の程度を評価する土中構造物の欠陥評価方法は、金属柱の土中外部分から、所定の周波数を有する超音波を土中側に向けて発信するステップと、反射波を受信するステップとを含む。反射波は、金属柱の土中側の端部からの反射波であり、第１の周波数を有する端部反射波と、金属柱の土中側の腐食部からの反射波であり、第１の周波数より高い第２の周波数を有する腐食部反射波とを含む。反射波を受信するステップは、端部反射波および腐食部反射波を個別に受信するステップを含む。土中構造物の欠陥評価方法は、個別に受信した端部反射波および腐食部反射波に基づいて腐食による欠陥の程度を評価するステップをさらに含む。
【００１１】
この発明のさらに他の局面においては、土中構造物の欠陥評価プログラムは、金属柱の土中外部分から所定の周波数を有する超音波を土中側に向けて発信し、受信手段により反射波を受信し、反射波に基づいて金属柱の土中部分に存在する腐食による欠陥の程度の評価をコンピュータに実行させる。反射波は、金属柱の土中側の端部からの反射波であり、第１の周波数を有する端部反射波と、金属柱の土中側の腐食部からの反射波であり、第１の周波数より高い第２の周波数を有する腐食部反射波とを含む。土中構造物の欠陥評価プログラムはコンピュータに対して、受信手段に、反射波に含まれる端部反射波および腐食部反射波を個別に受信させるステップと、個別に受信させた端部反射波および腐食部反射波に基づいて腐食による欠陥の程度を評価するステップとを実行させる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によると、金属柱の土中側の端部からの反射波であり、第１の周波数を有する端部反射波と、金属柱の土中側の腐食部からの反射波であり、第１の周波数より高い第２の周波数を有する腐食部反射波とを個別に受信するため、腐食による欠陥の程度をより精度よく評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】土中構造物の欠陥評価装置をパンザーマストのような金属柱の欠陥検出に用いた場合の例を示す模式図である。
【図２】超音波探傷器の構成を示すブロック図である。
【図３】超音波探傷器の動作手順を示すフローチャートである。
【図４】実験結果の要部を示す図の一例である。
【図５】波形データのデータ解析・評価の処理動作を示すフローチャートである。
【図６】腐食部および端部の断面図とそれに対応する反射エコーの波形データを示す図である。
【図７】解析部における詳細判定Ａの処理の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、この発明に係る、土中構造物の欠陥評価装置をパンザーマストのような金属柱の欠陥の検出に用いた場合の例を示す模式図である。図１を参照して、パンザーマストのような金属柱３１はその一部が土中に埋め込まれており、地際３３で地上部３４と土中部３５に分かれる。土中構造物の欠陥評価装置は、金属柱３１の地上部３４において接触媒質１５を介して設置された探触子１０と、探触子１０に接続された超音波探傷器２０とを含む。
【００１５】
探触子１０は、所定の周波数を有する超音波信号を金属柱３１の土中側へ入射、伝搬させて、土中において腐食し、減肉した腐食部１３からと土中埋設側の端部３２からとの反射波（以下、「反射エコー」という場合がある）１２を受信する。超音波探傷器２０は探触子１０からの反射エコーに対応する波形データに基づいて、腐食部１３における欠陥の程度の判定および評価を行う。
【００１６】
なお、金属柱３１の板厚は６ｍｍ以下であるのが好ましい。
【００１７】
ここで用いられる超音波は、腐食部１３および端部３２からの反射エコーを明確に受信するために外表面に接している土、コンクリート、および内表面に発生した腐食による凹凸等の表裏面の形状により生じる疑似エコーの影響が最も少なく、また、少なくとも端部３２からの反射エコーとして検出され得るよう伝搬する必要がある。このため、測定には種々の超音波モードのうち、ＳＨ波（Ｓｈｅａｒ  Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  Ｗａｖｅ）を適用するのが好ましい。ＳＨ波とは、粒子の動きは超音波の進行方向に垂直であり、探傷面（表面）に対して水平方向に振動する波のことである。
【００１８】
図２は、超音波探傷器２０の構成を示すブロック図である。図２を参照して、超音波探傷器２０は、超音波探傷器２０全体を制御するＣＰＵ２１と、ＣＰＵ２１を各構成部と接続するためのインターフェイス２２と、超音波探傷器２０の動作をオン、オフするスイッチ２３と、探触子１０へ電源を供給するパルサ２４と、探触子１０が検出した反射エコーを受信する受信器２５と、受信器２５により受信された反射エコーの情報を記憶するメモリ２６と、受信器２５で受信した腐食部１３および端部３２からの反射エコーの波形データを用いてデータ解析を行う解析部２７と、反射エコーのような波形を表示する表示器２８とを含む。
【００１９】
受信器２５は、第１の周波数を有する反射エコーを受信する第１受信フィルタ２５ａと、第１より高い周波数を有する反射エコーを受信する第２受信フィルタ２５ｂとを含む。これにより、第１および第２の周波数を有する反射エコーを個別に受信することができる。また、受信器２５は切り替え部２５ｃを含み、第１または第２の周波数を有する反射エコーを選択的に受信することができる。なお、切り替え部２５ｃによる切り替えは手動および自動のどちらで切り替えられてもよい。また、受信器２５は受信手段として作動し、切り替え部２５ｃは切り替え手段として作動する。
【００２０】
次に、超音波探傷器２０の動作について説明する。図３は、超音波探傷器２０の動作手順を示すフローチャートである。図３を参照して、超音波探傷器２０は、事前準備、探傷準備、探傷、データ解析・評価、および撤去・完了の各処理を行う。
【００２１】
事前準備においては、超音波探傷器２０および内蔵されたシステムプログラムを起動し、図面等によりパンザーマストの端部３２までの距離（たとえば約２０００ｍｍ）を確認して、超音波探傷器２０により測定すべき長さである、測定範囲を設定して予備調査を行う（図３におけるステップＳ１１。以下ステップは省略する）。次いで、基準感度を調整し（Ｓ１２）、探傷感度を調整する（Ｓ１３）。なお、基準感度は、たとえば、板厚３ｍｍの鉄板に直径１０ｍｍの貫通孔を開けた試験片を準備し、貫通孔から所定の距離（実際に測定する場合の位置関係を考慮して定めた距離、たとえば約３００ｍｍ）離れた位置に探触子１０を固定する。その貫通孔からの反射エコーを得て、反射エコーが表示器２８上で８０％のレベルになるよう調整される。
【００２２】
探傷準備処理においては、まず、超音波の入射の妨げとなる付着物の除去のような探傷面前処理を行う（Ｓ１４）。次に、探触子１０が地際３３から上記した所定の距離（たとえば約３００ｍｍ）の位置に配置できるよう探触子１０の位置確認を行う（Ｓ１５）。その後、接触媒質１５を探触子１０の取付け位置に塗布する（Ｓ１６）。
【００２３】
探傷処理においては、スイッチ２３がオンされることで測定が開始され、たとえば、３５０ｋＨｚのＳＨ波を出力する探触子１０を用いてパンザーマストの探傷を行う（Ｓ１７）。
【００２４】
データ解析・評価処理においては、地際３３の腐食部１３および端部３２からの反射エコーの信号をそのまま生波形としてメモリ２６に記憶することによりデータを採取し（Ｓ１８）、リアルタイムで表示器２８に表示しながらデータ解析を行う（Ｓ１９）。解析した結果に基づいて腐食による欠陥の程度を、たとえば、健全、軽度、中度、および重度として表示して評価・判定を行う（Ｓ２０）。
【００２５】
撤去・完了処理においては、探触子１０をパンザーマストから外すとともに、超音波探傷器２０を撤去し（Ｓ２１）、接触媒質１５を除去して処理を終了する（Ｓ２２）。
【００２６】
次に、この発明の原理を説明する。図４は、発明者らが本願発明に至った実験結果の要部を示す図の一例である。探触子より周波数が３５０ｋＨｚの超音波を発信した場合において、地際の腐食部および端部からの反射エコーを周波数が２００ｋＨｚおよび５００ｋＨｚで受信したときの波形データを示す。横軸は探触子からのビーム路程であり、縦軸は反射エコーのエコー高さを表す。（Ａ）は腐食部からの反射エコーを２００ｋＨｚの周波数で受信したときの波形データであり、（Ｂ）は腐食部からの反射エコーを５００ｋＨｚの周波数で受信したときの波形データである。また、（Ｃ）は端部からの反射エコーを２００ｋＨｚの周波数で受信ときの波形データであり、（Ｄ）は端部からの反射エコーを５００ｋＨｚの周波数で受信ときの波形データである。
【００２７】
（Ａ）および（Ｂ）を参照して、（Ａ）よりも（Ｂ）の方が、地際の腐食部反射エコーを検出するビーム路程においての波形の形状（丸で囲んだ部分）は鮮明であり、エコー高さ（ピーク値）も約２倍程度高い結果が得られていることより、波形データから解析するためのデータを検出するのに適しているということが判る。
【００２８】
すなわち、地際の腐食部反射エコーの波形データを高い分解能で受信するための周波数は２００ｋＨｚよりも５００ｋＨｚの方が好ましいことが判る。
【００２９】
また、同様に（Ｃ）および（Ｄ）を参照して、（Ｄ）よりも（Ｃ）の方が、端部反射エコーを検出するビーム路程においての波形の形状（丸で囲んだ部分）は鮮明であり、エコー高さ（ピーク値）も約２倍程度高い結果が得られていることより、波形データから解析するためのデータを検出するのに適しているということが判る。
【００３０】
すなわち、端部反射エコーの波形データを高い分解能で受信するための周波数は５００ｋＨｚよりも２００ｋＨｚの方が好ましいことが判る。
【００３１】
上記の結果は、金属柱などを伝搬する超音波において、周波数の高い超音波は波長が短いため、腐食などを捉えやすいが散乱や減衰もしやすい。一方、周波数の低い超音波は波長が長いため、腐食などを捉えにくいが散乱や減衰もしにくいという超音波の一般的な性質によるものである。従って、所望の反射エコーを高い分解能で受信するためには、超音波の伝搬する距離に応じて、すなわち、超音波の伝搬する距離が長ければ長いほど受信器では低い周波数で受信され、また、短ければ短いほど受信器では高い周波数で受信されるのが好ましい。このことより、端部反射エコーにおいては、探触子から端部までの距離が長いため、その距離に応じた低い周波数で受信されるのが好ましい。一方、地際の腐食部反射エコーにおいては、探触子から地際の腐食部までの距離が短いため、その距離に応じた高い周波数で受信されるのが好ましい。
【００３２】
上記の原理に鑑み、この実施形態においては、中心周波数がたとえば３５０ｋＨｚで、たとえば２００〜５００ｋＨｚの周波数の帯域（以下、「周波数帯域」という）を有するように作成した探触子を用いることで、受信器の受信する周波数である第１の周波数（２００ｋＨｚ）、および第２の周波数（５００ｋＨｚ）で、地際の腐食部および端部からの反射エコーを高い分解能で受信することができる。なお、この中心周波数およびその周波数帯域は一例であって、中心周波数およびその周波数帯域とも任意に設定してもよい。また、中心周波数とは特定の周波数帯域を有する超音波を探触子から発信させる際に設定される周波数のことである。
【００３３】
しかしながら、１つの探触子から発信される超音波が有する周波数帯域には限界、すなわち定めがある。従って、１つの探触子より発信される超音波が有する周波数帯域では、地際の腐食部反射エコーおよび端部反射エコーをともに形成できない、すなわち、ともに受信できない場合がある。この場合については後述する。
【００３４】
次に、Ｓ１８〜Ｓ２０におけるデータ解析・評価処理について説明する。図５は、データ解析・評価処理における評価・判定の処理の動作（反射エコーの波形データの解析手順）を示すフローチャートである。この処理は、図２におけるＣＰＵ２１の制御の下に、受信器２５および解析部２７が行う。なお、図３におけるＳ１１およびＳ１５に基づき、第１受信フィルタは周波数が２００ｋＨｚ、また、第２受信フィルタは周波数が５００ｋＨｚで端部および地際の腐食部からの反射エコーを受信するものとする。また、上記のように、中心周波数が３５０ｋＨｚで周波数帯域が２００〜５００ｋＨｚの探触子を用いるものとする。
【００３５】
図２および図５を参照して、まず、探触子１０より超音波を発信する（Ｓ２０１）。次に、切り替え部２５ｃにより受信器２５を第２受信フィルタ２５ｂで受信するようセットする（Ｓ２０２）。第２受信フィルタ２５ｂで地際の腐食部反射エコーが認められた場合（Ｓ２０３おいてＹＥＳ）、メモリ２６に地際の腐食部反射エコーの波形データを記憶して、切り替え部２５ｃにより受信器２５を第１受信フィルタ２５ａで受信するようセットする（Ｓ２０４）。第１受信フィルタ２５ａで端部反射エコーの波形データを受信したら（Ｓ２０５）、メモリ２６に波形データを記憶して、詳細判定Ａを実行する（Ｓ３０１）。なお、詳細判定Ａについては後述する。
【００３６】
第２受信フィルタ２５ｂで腐食部反射エコーが認められない場合（Ｓ２０３おいてＮＯ）、切り替え部２５ｃにより受信器２５を第１受信フィルタ２５ａで受信するようセットする（Ｓ２０６）。第１受信フィルタ２５ａで端部反射エコーが認められた場合（Ｓ２０７においてＹＥＳ）、メモリ２６に端部反射エコーの波形データを記憶して、正しい端部からの反射エコーか否かをビーム路程が合致するか否かで検討する（Ｓ２０８）。端部までのビーム路程と合致する場合（Ｓ２０８においてＹＥＳ）、健全または微小な腐食と判定する（Ｓ２０９）。端部までのビーム路程と合致しない場合（Ｓ２０８においてＮＯ）、測定エラーや特殊な腐食状況の可能性などが考えられるため、探傷条件に入力ミスがあるか否かを判定し（Ｓ２１０）、測定エラーまたは特殊な腐食状況の可能性があると判定するか（Ｓ２１１）、入力の修正後、評価判定を再開させる（Ｓ２１２）。また、第１受信フィルタ２５ａで端部反射エコーが認められない場合（Ｓ２０７においてＮＯ）、Ｓ２０８におけるＮＯと同様、測定エラーや特殊な腐食状況の可能性などが考えられるため、探傷条件に入力ミスがあるか否かを判定し（Ｓ２１０）、測定エラーまたは特殊な腐食状況の可能性があると判定するのか（Ｓ２１１）、入力の修正後、評価判定を再開させる（Ｓ２１２）。
【００３７】
次に、図５におけるＳ３０１の詳細判定Ａについて説明する。図６は、金属柱３１の土中埋設部の腐食部１３における断面（Ａ）と、地際の腐食による腐食部反射エコーの波形（Ｂ）との関係を示す図の一例であり、また、金属柱３１の土中側の端部３２における断面（Ｃ）と、端部３２からの端部反射エコーの波形（Ｄ）との関係を示す図の一例である。また、図７は、図５のＳ３０１の詳細判定Ａにおける解析部の処理の動作を示すフローチャートである。
【００３８】
図６および図７を参照して、詳細判定Ａでは、まず、メモリに記憶されている地際の腐食部反射エコーの波形データのピーク値Ｈ１を検出する（図６における（Ｂ）、Ｓ３１１）。次に、特許文献１（段落番号００４０、図５（Ｃ））に開示される「立ち上がりの角度係数θ」を算出する手順と同様、Ｓ３１１におけるピーク値Ｈ１を用いて、地際の腐食部反射エコーの波形データを正規化し、立ち上がりの角度係数θを算出する（Ｓ３１２）。なお、Ｓ３１２において正規化後に検出される地際の腐食部反射エコーのエコー高さをＫ−ＥＨ％と規定する（Ｓ３１３）。次に、端部反射エコーに対応する波形データを正規化し、正規化後に検出される端部反射エコーのエコー高さを検出し、Ｔ−ＥＨ％と規定する（Ｓ３１４）。なお、Ｓ３１４における正規化は、特許文献１（段落番号００４６）に開示されるように、Ｓ３１２で地際の腐食部反射エコーが正規化されたときと同様の比率で行われる。次に、Ｓ３１２〜Ｓ３１４で算出した角度係数θ、地際の腐食部反射エコーのエコー高さＫ−ＥＨ％、および端部反射エコーのエコー高さＴ−ＥＨ％をパラメータとして評価ポイントを与える（Ｓ３１５）。それぞれのパラメータに与えられた評価ポイントから欠陥の程度の評価をする（Ｓ３１６）。なお、Ｓ３１３における地際の腐食部反射エコーのエコー高さＫ−ＥＨ％、およびＳ３１４における端部反射エコーのエコー高さＴ−ＥＨ％は、図３のＳ１２において基準感度として調整されたエコー高さに対する、地際の腐食部および端部からの反射エコーのエコー高さの比である。
【００３９】
次に、Ｓ３１６における欠陥の程度の評価について説明する。以下の表１は、解析部による腐食の欠陥の程度の評価方法の一例を示し、特許文献１に開示されている評価方法（段落番号００５２における表１）に基づいている。なお、表１における地際の腐食部反射エコーのエコー高さＫ−ＥＨ％は、地際の腐食の程度が大きいほど高い。また、端部反射エコーのエコー高さＴ−ＥＨ％は、地際の腐食の程度が大きいほど低い。これは特許文献１（段落番号００４４）に開示されている、地際の腐食部および端部からの反射エコーのエコー高さの相関関係によるものである。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
表１を参照して、解析部は地際の腐食部反射エコーおよび端部反射エコーを用いて、立ち上がりの角度係数θ、地際の腐食部反射エコーのエコー高さＫ−ＥＨ％、および端部反射エコーのエコー高さＴ−ＥＨ％に基づく各評価ポイントの合計から、地際の腐食による欠陥の程度の評価を行う。たとえば、評価ポイントが低い方から、健全、軽度、中度および重度などの４段階で地際の腐食による欠陥の程度の評価を行う。
【００４２】
上記によれば、第１の周波数である２００ｋＨｚの周波数を有する端部反射エコーと、第１の周波数より高い第２の周波数である５００ｋＨｚの周波数を有する地際の腐食部反射エコーとを個別に受信するため、地際の腐食部反射エコーおよび端部反射エコーを高い分解能で受信することができる。従って、各々の高い分解能の波形データに基づいた精度の高い評価を行うことができる。
【００４３】
なお、上記の実施形態において、地際の腐食部反射エコーを受信するために、第２受信フィルタが５００ｋＨｚ（ここでは、「周波数ｆ１」という）の周波数を有する反射エコーを受信する場合について説明したが、これに限ることなく、所望の周波数である周波数ｆ２（ｆ２＜ｆ１）の反射エコーを受信するようにしてもよい。ここにおける周波数ｆ２は、第１受信フィルタが２００ｋＨｚ（ここでは、「ｆ０」という）の周波数を有する反射エコーを受信する場合、ｆ０＜ｆ２＜ｆ１の関係式が成り立つ周波数である。たとえば、４００ｋＨｚの周波数を有する反射エコーを受信するようにしてもよい。こうすることにより、地際と端部との中間部における腐食からの反射エコーを受信することができる。これにより、４００ｋＨｚの周波数を有する反射エコーのエコー高さを用いてデータ解析・評価を行うことにより、中間部における腐食の欠陥の程度を評価することができる。
【００４４】
次に、他の実施形態について説明する。この実施形態では、上記の実施形態で述べたように、１つの探触子で地際の腐食部反射エコーおよび端部反射エコーを受信できない場合について説明する。
【００４５】
上記の場合とは、たとえば、地際の腐食部反射エコーを受信する周波数が６００ｋＨｚで、端部反射エコーを受信する周波数が１００ｋＨｚである場合である。１つの探触子では２００〜５００ｋＨｚの周波数帯域を有する超音波を発信させることは可能だが、１００〜６００ｋＨｚの周波数帯域を有する超音波を発信させることはできない場合もありうる。このときは、１つの探触子から発信される超音波では、地際の腐食部反射エコーおよび端部反射エコーを受信することができない。
【００４６】
上記に鑑み、地際の腐食部反射エコーを受信する周波数と端部反射エコーを受信する周波数とを含む周波数帯域を、用いられる探触子に応じて複数に区分し、地際の腐食部反射エコーおよび端部反射エコーを受信する周波数を含む周波数帯域を有した異なる中心周波数の超音波を複数の探触子を用いて発信させる。また、各々の探触子に応じた受信器を有する複数の超音波探傷器を用いて、地際の腐食部反射エコーおよび端部反射エコーを受信する。こうすることにより、地際の腐食部反射エコーおよび端部反射エコーを受信するのに適した超音波を発信することができるため、地際の腐食部反射エコーおよび端部反射エコーを高い分解能で受信できる。
【００４７】
なお、この実施形態の構成において上記の実施形態と異なる点は、異なる中心周波数を発信する複数の探触子と、各探触子に応じた受信器を有する複数の超音波探傷器とを用いるという点である。具体的な構成は後述する。
【００４８】
以下の表２は、探触子より発信される超音波の中心周波数と、その超音波が有する周波数帯域との関係の一例を示す。
【００４９】
【表２】
2011141211.tif 000004
【００５０】
表２を参照して、たとえば、この実施形態においては、Ｓ１１およびＳ１５に基づいた結果、端部反射エコーおよび地際の腐食部反射エコーを高い分解能で受信するためには、１００ｋＨｚおよび６００ｋＨｚの周波数を有する超音波を発信し、第１および第２受信フィルタが１００ｋＨｚおよび６００ｋＨｚの周波数の反射エコーを受信する必要があることが分かっているものとする。
【００５１】
この実施形態における構成として、中心周波数が２００ｋＨｚで周波数帯域が１００〜３００ｋＨｚの探触子Ｃと、探触子Ｃに応じた受信器Ｃを有する超音波探傷器Ｃとを準備する。受信器Ｃは、第１および第２受信フィルタにより１００ｋＨｚおよび３００ｋＨｚの周波数を有する反射エコーを受信する。また、中心周波数が５００ｋＨｚで周波数帯域が３００〜６００ｋＨｚの探触子Ｄと、探触子Ｄに応じた受信器Ｄを有する超音波探傷器Ｄとを準備する。受信器Ｄは、第１および第２受信フィルタにより３００ｋＨｚおよび６００ｋＨｚの周波数を有する反射エコーを受信する。なお、探触子Ｃおよび探触子Ｄの動作、また、超音波探傷器Ｃおよび超音波探傷器Ｄの動作は、上記の実施形態と同様である。
【００５２】
まず、探触子Ｃと受信器Ｃを有する超音波探傷器Ｃとを土中構造物の欠陥評価装置に適用する。次に、探触子Ｃより超音波を発信し、超音波の有する周波数帯域により反射エコーにおける端部反射エコーを第１受信フィルタにより受信器Ｃで受信する。次に、探触子Ｄと受信器Ｄを有する超音波探傷器Ｄとを土中構造物の欠陥評価装置に適用する。次に、探触子Ｄより超音波を発信し、超音波の有する周波数帯域により反射エコーにおける地際の腐食部反射エコーを第２受信フィルタにより受信器Ｄで受信する。
【００５３】
上記によれば、中心周波数が２００ｋＨｚおよび５００ｋＨｚの２つの超音波を発信させ、各々の超音波が有する周波数帯域により、１００ｋＨｚの周波数を有する端部反射エコーと、６００ｋＨｚの周波数を有する地際の腐食部反射エコーとを個別に受信するため、地際の腐食部反射エコーおよび端部反射エコーを高い分解能で受信することができる。
【００５４】
なお、上記の実施形態において、端部反射エコーおよび地際の腐食部反射エコーを受信するために、２つの探触子を用いて異なる中心周波数の超音波を発信する場合について説明したが、これに限ることなく、３つ以上の探触子を用いてもよい。上記の実施形態において、１００ｋＨｚの周波数を有する端部反射エコーおよび６００ｋＨｚの周波数を有する地際の腐食部反射エコーを受信するために、中心周波数が２００ｋＨｚで周波数帯域が１００〜３００ｋＨｚの探触子Ｃおよび中心周波数が５００ｋＨｚで周波数帯域が３００〜６００ｋＨｚの探触子Ｄを用いる場合について説明したが、たとえば、端部反射エコーを中心周波数が１００ｋＨｚで周波数帯域が８０〜１００ｋＨｚの探触子Ｂにより受信し、地際の腐食部反射エコーを中心周波数が５００ｋＨｚで周波数帯域が３００〜６００ｋＨｚの探触子Ｄにより受信して、中心周波数が２００ｋＨｚで周波数帯域が１００〜３００ｋＨｚの探触子Ｃを用いて、地際と端部との中間部における腐食からの反射エコーも受信してもよい。
【００５５】
なお、上記の実施形態において、複数の探触子および探触子に応じた受信器を有する複数の超音波探傷器を用いる場合について説明したが、これに限ることなく、複数の探触子に対して１つの超音波探傷器を用いてもよい。たとえば、中心周波数が２００ｋＨｚおよび５００ｋＨｚの２つの探触子に対して、１００ｋＨｚの周波数を有する端部反射エコーを受信する第１受信フィルタと、６００ｋＨｚの周波数を有する地際の腐食部反射エコーを受信する第２受信フィルタとを、切り替え部により切り替えて受信する受信器を有する超音波探傷器を用いる。
【００５６】
なお、上記の実施形態において、受信器が第１および第２受信フィルタにより、地際の腐食部反射エコーおよび端部反射エコーを受信する場合について説明したが、これに限ることなく、地際の腐食部反射エコーを受信する周波数と端部反射エコーを受信する周波数との間の帯域において、受信器は所望の周波数を有する反射エコーを受信してもよい。こうすることにより、地際と端部との中間部における腐食の欠陥の程度の評価することができる。
【００５７】
なお、探触子より発信される超音波は、一定の周波数帯域を有する場合について説明したが、これに限ることなく、周波数帯域を有さず、端部反射エコーおよび地際の腐食部反射エコーに対応する周波数の超音波であってもよい。
【００５８】
なお、探触子より発信される超音波は、所望の周波数に設定できるようにしてもよい。こうすることにより、地際と端部との間において、所望の位置に存在する腐食からの反射エコーを受信することができる。
【００５９】
なお、受信器が第１受信フィルタ、第２受信フィルタ、および切り替え部を含む構成で、切り替え部の切り替えにより端部反射エコーと地際の腐食部反射エコーとを選択的に、個別に受信する場合について説明したが、受信器が第１の周波数を有する端部反射エコーを受信する第１の受信器と、第１より高い第２の周波数を有する地際の腐食部反射エコーを受信する第２の受信器とを別個に設ける構成で、端部反射エコーと地際の腐食部反射エコーとを個別に、同時に受信してもよい。
【００６０】
図面を参照してこの発明の一実施形態を説明したが、本発明は、図示した実施形態に限定されるものではない。本発明と同一の範囲内において、または均等の範囲内において、図示した実施形態に対して種々の変更を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１０  探触子、１１  ＳＨ波、１２  反射エコー、１３  腐食部、１５  接触媒質、２０  超音波探傷器、２１  ＣＰＵ、２４  パルサ、２５  受信器、２５ａ  第１受信フィルタ、２５ｂ  第２受信フィルタ、２５ｃ  切り替え部、２６  メモリ、２７  解析部、２８  表示器、３１  金属柱、３２  端部。
【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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