(57)【要約】【課題】管体を低コストで、かつ速やかに検査することが可能な管体検査方法を提供する。【解決手段】管体１０に設けられた送信装置１１から波を送信する工程と、送信装置１１から送信され、管体１０の管肉内を透過した波を管体１０に設けられた受信装置１２で受信する工程と、を備え、送信装置１１と受信装置１２とを結ぶ最短経路である主経路を通る前記波とともに、前記主経路よりも経路が長い副経路を通る前記波を受信装置１２で受信して、前記主経路および前記副経路中に存在する管体１０の内部劣化を検出する管体の検査方法を構成する。【選択図】図２
2019052866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管体（１０）に設けられた送信装置（１１）から波を送信する工程と、
前記送信装置（１１）から送信され、前記管体（１０）の管肉内を透過した波を前記管体（１０）に設けられた受信装置（１２）で受信する工程と、
を備え、前記送信装置（１１）と前記受信装置（１２）とを結ぶ最短経路である主経路を通る前記波とともに、前記主経路よりも経路が長い副経路を通る前記波を前記受信装置（１２）で受信して、前記主経路および前記副経路中に存在する前記管体（１０）の内部劣化を検出する管体の検査方法。
【請求項２】
前記送信装置（１１）が前記管体（１０）の一端側、前記受信装置（１２）が前記管体（１０）の前記一端側とは反対側の他端側に設けられており、前記主経路が、前記送信装置（１１）から前記受信装置（１２）に至る、前記管体（１０）の管軸と平行な経路である請求項１に記載の管体の検査方法。
【請求項３】
前記副経路が、前記送信装置（１１）から前記受信装置（１２）に至るまでの間に、前記管体（１０）をその周方向に整数回回転する経路である請求項２に記載の管体の検査方法。
【請求項４】
前記送信装置（１１）が前記管体（１０）の一端側、前記受信装置（１２）が前記管体（１０）の前記一端側とは反対側の他端側に設けられており、前記主経路が、前記送信装置（１１）から前記受信装置（１２）に至るまでの間に、前記管体（１０）をその周方向に半回転する経路である請求項１に記載の管体の検査方法。
【請求項５】
前記送信装置（１１）が設けられた前記一端側に、前記内部劣化の前記管体の管軸方向位置を検出する位置検出装置（１５）がさらに設けられており、前記位置検出装置（１５）で検出した前記内部劣化によって反射した波を検出することにより前記内部劣化の管軸方向位置を特定する請求項１から４のいずれか１項に記載の管体の検査方法。
【請求項６】
前記波が電波である請求項１から５のいずれか１項に記載の管体の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、下水道、農業用水路などとして地中に埋設される管体の内部劣化を非破壊で検出する管体の検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水道、農業用水路などとして地中に埋設される管体として、引張強度に優れたガラス繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）と圧縮に強い樹脂モルタルとを積層した強化プラスチック複合管（ＦＲＰＭ管）が使用されることがある。
【０００３】
このＦＲＰＭ管は、経年劣化に伴う漏水などのトラブルを防止するために、定期的にＦＲＰ中のボイド、亀裂などの内部劣化の状況を検査する必要がある。この検査方法として、例えば、特許文献１に示す方法がある。この方法は本願の出願人によって開発されたものである。
【０００４】
この方法においては、検査対象の管体の内部に送信アンテナから電波を送信し、管体（管肉）を透過した電波を受信アンテナで受信する。送信アンテナと受信アンテナの間に内部劣化が存在すると、この内部劣化がない場合と比較して、受信アンテナで受信する電波の受信強度が減衰する。この減衰の有無から、電波の伝播経路中の内部劣化の有無を判断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−７８９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の構成においては、管体に設けられた送信アンテナと受信アンテナの間（両アンテナを結ぶ最短経路中）に存在する内部劣化のみしか検出することができないため、両アンテナの間から外れた位置にある内部劣化を見逃す虞があった。この見逃しを極力防止するためには、送信アンテナと受信アンテナの数を増やしたり、受信アンテナで電波を効率的に受信するためにこの受信アンテナの位置を検査中に移動させたりする必要があるが、検査装置のコストが上昇したり、検査時間が長くなったりする問題があった。
【０００７】
そこで、この発明は、管体を低コストで、かつ速やかに検査することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、この発明は、管体に設けられた送信装置から波を送信する工程と、前記送信装置から送信され、前記管体の管肉内を透過した波を前記管体に設けられた受信装置で受信する工程と、を備え、前記送信装置と前記受信装置とを結ぶ最短経路である主経路を通る前記波とともに、前記主経路よりも経路が長い副経路を通る前記波を前記受信装置で受信して、前記主経路および前記副経路中に存在する前記管体の内部劣化を検出する管体の検査方法を構成した。
【０００９】
このように、送信装置から受信装置に至る主経路と副経路の両経路中に存在する内部劣化を同時検出可能とすることにより、送信装置および受信装置の数を増やしたり、受信装置の位置を移動させたりすることなく、この管体を低コストで、かつ速やかに検査することができる。
【００１０】
前記構成においては、前記送信装置が前記管体の一端側、前記受信装置が前記管体の前記一端側とは反対側の他端側に設けられており、前記主経路が、前記送信装置から前記受信装置に至る、前記管体の管軸と平行な経路である構成とするのが好ましい。
【００１１】
このように、管体の両端に送信装置と受信装置を設けることにより、この管体の長さ方向の全体に亘って検査を行うことができる。
【００１２】
上記のように、管体の両端に送信装置と受信装置を設けた構成においては、前記副経路が、前記送信装置から前記受信装置に至るまでの間に、前記管体をその周方向に整数回回転する経路である構成とするのが好ましい。
【００１３】
このように、管体を整数回回転する経路を副経路とすることにより、主経路と比較して大きな経路長を確保することができ、この長い経路近傍の広い領域に亘って内部劣化を検出することができる。このため、管体の内部劣化の見逃しを極力防止することができる。
【００１４】
あるいは、前記送信装置が前記管体の一端側、前記受信装置が前記管体の前記一端側とは反対側の他端側に設けられており、前記主経路が、前記送信装置から前記受信装置に至るまでの間に、前記管体をその周方向に半回転する経路である構成とすることもできる。
【００１５】
前記各構成においては、前記送信装置が設けられた前記一端側に、前記内部劣化の前記管体の管軸方向位置を検出する位置検出装置がさらに設けられており、前記位置検出装置で検出した前記内部劣化によって反射した波を検出することにより前記内部劣化の管軸方向位置を特定する構成とすることもできる。
【００１６】
このように、内部劣化の管軸方向位置を特定可能とすることにより、管体のメンテナンスを一層的確に実施することが可能となる。
【００１７】
前記各構成においては、前記波が電波であるのが好ましい。
【００１８】
このように、電波を用いて検査を行うことにより、ＦＲＰ中の微小な内部劣化を確実に検出することが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明では、管体の内部劣化を、前記送信装置と前記受信装置とを結ぶ最短経路である主経路と、主経路よりも経路が長い副経路に沿って検出可能とした。これにより、送信装置および受信装置の数を増やしたり、受信装置の位置を移動させたりすることなく、この管体を低コストで、かつ速やかに検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明に係る管体検査方法が適用される検査装置の一例を示す図
【図２】図１に示す管体の展開図
【図３】受信装置で受信した電波強度を模式的に示す図であって、（ａ）は図２中のＡの位置に内部劣化が存在する場合、（ｂ）は図２中のＢの位置に内部劣化が存在する場合、（ｃ）は図２中のＣの位置に内部劣化が存在する場合
【図４】受信装置で受信した電波強度を模式的に示す図
【図５】この発明に係る管体検査方法が適用される検査装置の他例を示す図
【図６】図５に示す管体の展開図（要部）
【発明を実施するための形態】
【００２１】
この発明に係る管体検査方法が適用される検査装置の一例を図１に示す。この検査装置は、下水道、農業用水路などとして地中に埋設される管体１０の内部劣化を非破壊で検出するための装置であって、送信装置１１（以下、送信アンテナといい、送信装置１１と同じ符号を付する。）、受信装置１２（以下、受信アンテナといい、受信装置１２と同じ符号を付する。）、解析装置１３などを主要な構成要素としている。
【００２２】
管体１０は、ガラス繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）と樹脂モルタルとを積層した強化プラスチック複合管（ＦＲＰＭ管）である。この管体は地中に埋設されており、その一端がマンホール１４に向けて開口している。この管体の前記一端と反対側の他端側は、他の管体（図示せず）と接続部材を介して接続されている。なお、この実施形態では、管体としてＦＲＰＭ管を例示したが、管種はこれに限定されず、コンクリートなど他の材質から構成されるものについても適用することができる。
【００２３】
送信アンテナ１１（１１ａ、１１ｂ）は、発振器（図示せず）から送られた管体１０の検査用の信号を、管体１０の内部（管肉）に向けて送信するためのアンテナである。この送信アンテナ１１からは、マイクロ波やミリ波などの電波が送信される。この送信アンテナ１１は、管体１０の一端側の端部に設けられる。特に、図１に示すように、管体端部の端面に設けるのが最も好ましいが、管体１０の内面側に設けることも許容される。送信アンテナ１１から送信された電波は、管体１０の内部に入り込み、その管肉を媒体として四方に拡がる。
【００２４】
受信アンテナ１２（１２ａ、１２ｂ）は、送信アンテナ１１から送信され、管体１０の内部を透過した電波を受信するためのアンテナである。この受信アンテナ１２は、管体１０の他端側の端部に設けられる。特に、図１に示すように、管体端部の端面に設けるのが最も好ましいが、管体１０の内面側に設けることも許容される。
【００２５】
送信アンテナ１１と受信アンテナ１２は、いずれも、管体１０の下部（符号１１ａ、１２ａを付した位置）、上部（符号１１ｂ、１２ｂを付した位置）に設けられている。両アンテナ１１、１２の設置位置（軸方向位置、周方向位置）やその数はこの実施形態に限定されず、管体１０の呼び径、長さ、材質などに対応して適宜変更することができる。また、受信アンテナ１２で十分な強度の電波を受信できないときは、検査中に、この受信アンテナ１２を送信アンテナ１１に近付けるように、管体１０の内部を軸方向に移動させることも許容される。
【００２６】
解析装置１３は、送信アンテナ１１から送信された電波強度と、受信アンテナ１２で受信した電波強度から、管体１０を透過した電波の減衰と伝達時間を算出する装置である。この解析装置１３は地上側に配置されており、解析装置１３と各アンテナ１１、１２との間は、有線または無線によって接続されている。
【００２７】
この実施形態では、解析装置１３として、タイムドメイン機能付きの解析装置を使用した（今回の実験では、ＫＥＹＳＩＧＨＴ製：Ｅ５０８０Ａ）。この解析装置１３を利用することにより、この実施形態のように、複数の経路（主経路と副経路）を通って電波が伝播する構成において、検査時間の大幅な短縮が期待できる。なお、この実施形態で用いた解析装置１３は例示に過ぎず、同様の解析機能を有する他の装置を適宜使用することもできる。
【００２８】
図１に示す管体１０の展開図を図２に示す。本図の左側が管体１０の一端側、右側が管体１０の他端側に対応する。既述の通り、管体１０の一端側には送信アンテナ１１が、他端側には受信アンテナ１２がそれぞれ設けられている。本図においては、図示が複雑になるのを防止するために、図１に図示した２箇所の送信アンテナ１１ａ、１１ｂのうち、一方の送信アンテナ１１ｂの記載を省略している。なお、管体１０の他端部に記載されている３箇所の受信アンテナ１２ａ、１２ｂのうち最も上と最も下の受信アンテナ１２ｂは同一のものである。
【００２９】
送信アンテナ１１ａと、この送信アンテナ１１ａと周方向の同一位置に設けられた受信アンテナ１２ａとの間のＡを付した経路は、管体１０の管軸と平行であって、両アンテナ１１ａ、１２ａを結ぶ最短経路である主経路（以下、第一主経路という。）である。Ｂ１およびＢ２を付した経路は、送信アンテナ１１ａから受信アンテナ１２ａに至るまでの間に、管体１０をその周方向に１回転する、第一主経路よりも経路が長い副経路（以下、第一副経路という。）である。Ｃ１およびＣ２を付した経路は、送信アンテナ１１ａから受信アンテナ１２ａに至るまでの間に、管体１０をその周方向に２回転する、第一副経路よりもさらに経路が長い副経路（以下、第二副経路という。）である。
【００３０】
また、送信アンテナ１１ａと、この送信アンテナ１１ａと、周方向に半回転した位置に設けられた受信アンテナ１２ｂとの間のＡ１’およびＡ２’を付した経路は、両アンテナ１１ａ、１２ｂを結ぶ最短経路である主経路（以下、第二主経路という。）である。Ｂ１’およびＢ２’を付した経路は、送信アンテナ１１ａから受信アンテナ１２ｂに至るまでの間に、管体１０をその周方向に１回転半する、第二主経路よりも経路が長い副経路（以下、第三副経路という。）である。
【００３１】
伝播距離の長短から、第一主経路、第二主経路、第一副経路、第二副経路、および、第三副経路を伝播する電波の伝送時間の長短は、「第一主経路＜第二主経路＜第一副経路＜第三副経路＜第二副経路」の順になる。
【００３２】
ここで、第一主経路、第一副経路、および、第二副経路を伝播した電波の受信アンテナ１２ａによる受信強度の解析装置１３による解析結果を図３（ａ）〜（ｃ）に模式的に示す。本図の縦軸が電波（マイクロ波）の受信強度、横軸が電波の伝達時間である。
【００３３】
図３の（ａ）は、図２中のＡの位置（第一主経路）に内部劣化が存在する場合、（ｂ）は、図２中のＢの位置（第一副経路）に内部劣化が存在する場合、（ｃ）は、図２中のＣの位置（第二副経路）に内部劣化が存在する場合の結果である。なお、この解析においては、上記のＡ〜Ｃの位置に水分を含んだ布を置くことによって内部劣化を模擬している。図３（ａ）〜（ｃ）中の実線は内部劣化がない場合の受信強度、破線は内部劣化がある場合の受信強度である。受信強度は、電波の伝播距離が長くなって、伝達時間が長くなるほど減衰する傾向にある。なお、水を含んだ布を置くことによって、実際の内部劣化と同様に受信強度の低下が見られることは、予備実験によって確認されている。
【００３４】
受信強度は、伝播経路中に内部劣化があると、それに対応して低下する。すなわち、図２中のＡの位置（第一主経路）に内部劣化があると、第一主経路を通る電波の受信強度が低下し（図３（ａ）中のｄＡ）、図２中のＢの位置（第一副経路）に内部劣化があると、第一副経路を通る電波の受信強度が低下し（図３（ｂ）中のｄＢ）、図２中のＣの位置（第二副経路）に内部劣化があると、第二副経路を通る電波の受信強度が低下する（図３（ｃ）中のｄＣ）。
【００３５】
例えば、図４に示すように、第一副経路と第二副経路を通る両方の電波の受信強度がともに低下した場合は、第一副経路と第二副経路に別個の内部劣化がそれぞれ存在する場合と、第一副経路と第二副経路の交差する位置（図２中のＤの位置）に単独の内部劣化が存在する場合の２パターンがあり得る。いずれのパターンであるかについては、各副経路を通った電波の受信強度の低下（図４中のｄＢ、ｄＣ）を勘案することによって判断できる場合がある。この低下を考慮することによって単独の内部劣化であると判断された場合は、その内部劣化の管軸方向位置（第一副経路と第二副経路の交差する位置）が特定される。
【００３６】
このように、複数の経路を通る電波の受信強度を一度の測定で評価可能としたことにより、管体１０の広い領域を低コストで、かつ速やかに検査することが可能となる。
【００３７】
この発明に係る管体検査方法が適用される検査装置の他例を図５に示す。この検査装置は、図１に示した検査装置と基本的な構成は共通するが、送信アンテナ１１ａが設けられた管体１０の一端側（送信アンテナ１１ａと同じ側）に、位置検出装置１５（以下、位置検出アンテナといい、位置検出装置１５と同じ符号を付する。）がさらに設けられている点で異なる。
【００３８】
位置検出アンテナ１５は、図６に示すように、送信アンテナ１１ａから送信され、さらに、内部劣化（図６中のＥの位置）によって反射された電波を受信して、この伝播が送信アンテナ１１ａで送信されてから位置検出アンテナ１５で受信されるまでの伝達時間から、この内部劣化の管軸方向の位置を特定するための装置である。
【００３９】
このように、電波の伝播経路中に内部劣化が存在することに加えて、その管軸方向位置を特定可能としたことにより、管体１０のメンテナンスを一層容易かつ的確に行うことができる。
【００４０】
上記において説明した管体検査方法はあくまでも一例に過ぎず、管体１０を低コストで、かつ速やかに検査する、というこの発明の課題を解決し得る限りにおいて、その構成を適宜変更することができる。例えば、上記の実施形態においては、送信装置１１（送信アンテナ１１）から電波を送信して、受信装置１２（受信アンテナ１２）でその電波を受信する構成としたが、管体１０の材質、内部劣化の形状や大きさなどによっては、送信装置１１から音波を送信して、受信装置１２でその音波を受信する構成とできる可能性もある。
【符号の説明】
【００４１】
１０  管体
１１  送信装置（送信アンテナ）
１２  受信装置（受信アンテナ）
１３  解析装置
１４  マンホール
１５  位置検出装置（位置検出アンテナ）
【図１】
2019052866.tif 000003
【図２】
2019052866.tif 000004
【図３】
2019052866.tif 000005
【図４】
2019052866.tif 000006
【図５】
2019052866.tif 000007
【図６】
2019052866.tif 000008