(57)【要約】【課題】少ないデータ量とシンプルな計算で対象物の構造的な品質を判定できる方法及び装置を提供すること。【解決手段】構造品質判定方法は、衝突音検査装置１００を用いて対象物の構造的な品質を判定する。衝突音検査装置１００は、支持部材１２と、衝突部４０と、検出部５０と、マイク９０とを備えている。支持部材１２は、衝突部４０とマイク９０とを支持している。検出部５０は、少なくとも歪みセンサ５２を有すると共に、衝突部４０内に組み込まれている。検出部５０は、衝突部４０が対象物に衝突したときに当該衝突により受ける力を検知する。マイク９０は、衝突部４０が対象物に衝突したときに対象物から生じる衝突音を集音する。構造品質判定方法は、閾値設定ステップと、衝突ステップと、波形取得ステップと、第１算出ステップと、第２算出ステップと、判定ステップとを備えている。【選択図】図１
2019028009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衝突音検査装置を用いて対象物の構造的な品質を判定する構造品質判定方法であって、
前記衝突音検査装置は、支持部材と、衝突部と、検出部と、マイクとを備えており、
前記支持部材は、前記衝突部と前記マイクとを支持しており、
前記検出部は、少なくとも歪みセンサを有すると共に、前記衝突部内に組み込まれており、
前記検出部は、前記衝突部が前記対象物に衝突したときに当該衝突により受ける力を検知するものであり、
前記マイクは、前記衝突部が前記対象物に衝突したときに前記対象物から生じる衝突音を集音するものであり、
前記構造品質判定方法は、
前記対象物に対して予め閾値を設定する閾値設定ステップと、
前記対象物に対して前記衝突部を衝突させる衝突ステップと、
当該衝突により前記対象物から受けた力を前記検出部から第１出力波形として取得すると共に前記マイクを通じて当該衝突の衝突音を第２出力波形として取得する波形取得ステップと、
前記第１出力波形における最大値と最小値との差を第１ピークピーク値として算出する一方、前記第２出力波形における最大値と最小値との差を第２ピークピーク値として算出する第１算出ステップと、
第１ピークピーク値に対する第２ピークピーク値の割合を判定値として算出する第２算出ステップと、
前記閾値と前記判定値とを比較し、前記判定値が前記閾値を超えた場合に前記対象物に欠陥が存在する可能性があると判定する判定ステップと
を備える構造品質判定方法。
【請求項２】
請求項１記載の構造品質判定方法であって、
前記波形取得ステップにおいて、前記マイクにより集音する前記衝突音は、前記衝突部の前記対象物に対する接触による前記対象物の撓みにより発生する音を少なくとも含む
構造品質判定方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の構造品質判定方法であって、
前記歪みセンサは、圧電素子である
構造品質判定方法。
【請求項４】
対象物の構造的な品質を判定する構造品質判定装置であって、
前記構造品質判定装置は、衝突音検査装置と、判定部とを備えており、
前記衝突音検査装置は、支持部材と、衝突部と、検出部と、マイクとを備えており、
前記支持部材は、前記衝突部と前記マイクとを支持しており、
前記検出部は、少なくとも歪みセンサを有すると共に、前記衝突部内に組み込まれており、
前記検出部は、前記衝突部が前記対象物に衝突したときに当該衝突により受ける力を検知するものであり、
前記マイクは、前記衝突部が前記対象物に衝突したときに前記対象物から生じる衝突音を集音するものであり、
前記判定部は、前記対象物に対して予め設定された閾値を有すると共に、前記対象物に対して前記衝突部を衝突させた際に、所定の判定処理を実行するものであり、
前記所定の判定処理は、
当該衝突により前記対象物から受けた力を前記検出部から第１出力波形として取得すると共に前記マイクを通じて当該衝突の衝突音を第２出力波形として取得する波形取得ステップと、
前記第１出力波形における最大値と最小値との差を第１ピークピーク値として算出する一方、前記第２出力波形における最大値と最小値との差を第２ピークピーク値として算出する第１算出ステップと、
第１ピークピーク値に対する第２ピークピーク値の割合を判定値として算出する第２算出ステップと、
前記閾値と前記判定値とを比較し、前記判定値が前記閾値を超えた場合に前記対象物に欠陥が存在する可能性があると判定する判定ステップと
を備える構造品質判定装置。
【請求項５】
請求項４記載の構造品質判定装置であって、
前記衝突音検査装置は、前記衝突部を駆動するソレノイドを更に備えており、
前記衝突部は、前記ソレノイドに駆動されて前記対象物を打撃するハンマヘッドである
構造品質判定装置。
【請求項６】
請求項４又請求項５記載の構造品質判定装置であって、
前記歪みセンサは、圧電素子である
構造品質判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物の構造的な品質を判定する構造品質判定方法及び構造品質判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の構造品質判定方法は、例えば、特許文献１に開示されている。詳しくは、特許文献１は、コンクリート構造物の内部に亀裂や空隙が発生しているか否かを判定する方法に関する。特許文献１の方法は、コンクリート構造物に対する打撃を加速度計を用いて測定して入力とすると共に、その打撃位置から離れた位置に配置したマイクロホンを用いてコンクリート中を伝搬した打撃音を集音して出力とし、入力に対する出力の振幅比と、入力に対する出力の実効値比と、入出力間の周波数重心との組み合わせをパラメータとして、コンクリートの健全性を判定するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３１１７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の００１３段落、００１９段落〜００２１段落に記載されているように、特許文献１においては、インパルスハンマーを用いた打撃により直接生じる音はできるだけ排除し、コンクリート構造物内を伝搬した振動により生じた音だけを出力として得ることとしている。また、特許文献１の００２２段落及び００２３段落によれば、加速度計を内蔵したインパルスハンマーにより入力を測定しているのは、打撃毎の入力の違いによる影響を取り除いたパラメータとするためのものであるとされる。即ち、特許文献１において、打撃毎のバラつきによる影響を取り除くため、出力を入力で補正してパラメータとしている。
【０００５】
このようにして得られた入出力はデータ量が多く、かかるデータに基づいた判定では、データ解析のために必要とされる計算量が膨大となることから、コスト面、電力面を考慮して改良が望まれる。
【０００６】
そこで、本発明は、少ないデータ量とシンプルな計算で対象物の構造的な品質を判定できる方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、第１の構造品質判定方法として、
衝突音検査装置を用いて対象物の構造的な品質を判定する構造品質判定方法であって、
前記衝突音検査装置は、支持部材と、衝突部と、検出部と、マイクとを備えており、
前記支持部材は、前記衝突部と前記マイクとを支持しており、
前記検出部は、少なくとも歪みセンサを有すると共に、前記衝突部内に組み込まれており、
前記検出部は、前記衝突部が前記対象物に衝突したときに当該衝突により受ける力を検知するものであり、
前記マイクは、前記衝突部が前記対象物に衝突したときに前記対象物から生じる衝突音を集音するものであり、
前記構造品質判定方法は、
前記対象物に対して予め閾値を設定する閾値設定ステップと、
前記対象物に対して前記衝突部を衝突させる衝突ステップと、
当該衝突により前記対象物から受けた力を前記検出部から第１出力波形として取得すると共に前記マイクを通じて当該衝突の衝突音を第２出力波形として取得する波形取得ステップと、
前記第１出力波形における最大値と最小値との差を第１ピークピーク値として算出する一方、前記第２出力波形における最大値と最小値との差を第２ピークピーク値として算出する第１算出ステップと、
第１ピークピーク値に対する第２ピークピーク値の割合を判定値として算出する第２算出ステップと、
前記閾値と前記判定値とを比較し、前記判定値が前記閾値を超えた場合に前記対象物に欠陥が存在する可能性があると判定する判定ステップと
を備える構造品質判定方法を提供する。
【０００８】
また、本発明は、第２の構造品質判定方法として、第１の構造品質判定方法であって、
前記波形取得ステップにおいて、前記マイクにより集音する前記衝突音は、前記衝突部の前記対象物に対する接触による前記対象物の撓みにより発生する音を少なくとも含む
構造品質判定方法を提供する。
【０００９】
また、本発明は、第３の構造品質判定方法として、第１又は第２の構造品質判定方法であって、
前記歪みセンサは、圧電素子である
構造品質判定方法を提供する。
【００１０】
また、本発明は、第１の構造品質判定装置として、
対象物の構造的な品質を判定する構造品質判定装置であって、
前記構造品質判定装置は、衝突音検査装置と、判定部とを備えており、
前記衝突音検査装置は、支持部材と、衝突部と、検出部と、マイクとを備えており、
前記支持部材は、前記衝突部と前記マイクとを支持しており、
前記検出部は、少なくとも歪みセンサを有すると共に、前記衝突部内に組み込まれており、
前記検出部は、前記衝突部が前記対象物に衝突したときに当該衝突により受ける力を検知するものであり、
前記マイクは、前記衝突部が前記対象物に衝突したときに前記対象物から生じる衝突音を集音するものであり、
前記判定部は、前記対象物に対して予め設定された閾値を有すると共に、前記対象物に対して前記衝突部を衝突させた際に、所定の判定処理を実行するものであり、
前記所定の判定処理は、
当該衝突により前記対象物から受けた力を前記検出部から第１出力波形として取得すると共に前記マイクを通じて当該衝突の衝突音を第２出力波形として取得する波形取得ステップと、
前記第１出力波形における最大値と最小値との差を第１ピークピーク値として算出する一方、前記第２出力波形における最大値と最小値との差を第２ピークピーク値として算出する第１算出ステップと、
第１ピークピーク値に対する第２ピークピーク値の割合を判定値として算出する第２算出ステップと、
前記閾値と前記判定値とを比較し、前記判定値が前記閾値を超えた場合に前記対象物に欠陥が存在する可能性があると判定する判定ステップと
を備える構造品質判定装置を提供する。
【００１１】
また、本発明は、第２の構造品質判定装置として、第１の構造品質判定装置であって、
前記衝突音検査装置は、前記衝突部を駆動するソレノイドを更に備えており、
前記衝突部は、前記ソレノイドに駆動されて前記対象物を打撃するハンマヘッドである
構造品質判定装置を提供する。
【００１２】
また、本発明は、第３の構造品質判定装置として、第１又は第２の構造品質判定装置であって、
前記歪みセンサは、圧電素子である
構造品質判定装置を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明においては、対象物と衝突部が衝突した際に衝突部が対象物から受ける力と、衝突部が対象物に衝突した際に対象物から生じる衝突音とを測定することとしている。具体的には、前者の力は、歪みセンサを有する検出部を用いて検知することとし、後者の衝突音は、マイクを用いて集音することとしている。前者の力は、ハンマヘッドのような衝突部を用いて対象物を打撃した場合には、打撃に対する対象物からの反力であり、固定された衝突部に対して対象物を移動させて衝突させた場合には、対象物の移動の結果としての衝突により対象物から衝突部に与えられる力である。
【００１４】
前者の力に関しては、対象物が構造的な欠陥を有する場合と有さない場合とで、検出部により検知される力に差異が生じ得る。また、後者の衝突音に関しては、対象物が構造的な欠陥を有する場合と有さない場合とで、衝突音に差異が生じ得る。従って、理論上は、それぞれの検知方法のみであっても構造的な欠陥の有無を判定可能であるが、実際には誤判定が生じてしまう可能性がある。そこで、本発明においては、２つの検知方法を組み合わせて、対象物が構造的な欠陥を有する場合の検知結果と欠陥を有さない場合の検知結果との差異を簡単な計算で増幅させることとした。
【００１５】
具体的には、前者の力に関しては、検出部から得られた第１出力波形に基づいて第１ピークピーク値を算出し、後者の衝撃音に関しては、マイクで取得した第２出力波形に基づいて第２ピークピーク値を算出して、更に、第１ピークピーク値に対する第２ピークピーク値の割合を判定値として算出することとした。即ち、判定値は、第１ピークピーク値を分母とし、第２ピークピーク値を分子とする分数である。このような簡単な計算処理の結果、対象物が構造的な欠陥を有する場合の判定値の分布と、対象物が構造的な欠陥を有しない場合の判定値の分布とは、乖離することになる。従って、対象物と同種の構造物であって構造的な欠陥の有無を差異とする二種類の構造物に対して試験を行って、二種類の構造物の判定値の分布を分ける閾値を事前に設定することにより、実際の構造品質判定の際には、対象物の実測値から算出された判定値と閾値とを比較するだけで、対象物の構造品質判定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態による構造品質判定装置を示す側面図である。
【図２】図１の構造品質判定装置に含まれる衝突部、検出部及びシャフトの断面図である。
【図３】欠陥を有さない対象物に対して図１の構造品質判定装置の衝突部が衝突した際の検出部の第１出力波形を示す図である。
【図４】欠陥を有さない対象物に対して図１の構造品質判定装置の衝突部が衝突した際のマイクの第２出力波形を示す図である。
【図５】欠陥を有する対象物に対して図１の構造品質判定装置の衝突部が衝突した際の検出部の第１出力波形を示す図である。
【図６】欠陥を有する対象物に対して図１の構造品質判定装置の衝突部が衝突した際のマイクの第２出力波形を示す図である。
【図７】図１の構造品質判定装置に含まれる衝突音検査装置の変形例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１及び図２を参照すると、本発明の構造品質判定装置１は、対象物（図示せず）の構造的な品質を判定するものである。ここで、対象物は、例えば、特許文献１における「コンクリート構造物」である。本発明の実施の形態の構造品質判定装置１は、衝突音検査装置１００と、ケーブル３００と、ケーブル４００と、判定部５００とを備えている。
【００１８】
図１及び図２に示されるように、本実施の形態の衝突音検査装置１００は、支持部材１２と、シャフト３０と、衝突部４０と、検出部５０と、マイク９０とを備えている。
【００１９】
図１及び図２に示されるように、本実施の形態の支持部材１２は、前後方向と直交する平面に広がる平板形状を有しており、衝突部４０とマイク９０とを支持している。即ち、マイク９０は、衝突部４０の固定されている支持部材１２に一緒に固定されている。より詳しくは、本実施の形態の支持部材１２は、シャフト３０を介して衝突部４０の後側を支持している。また、本実施の形態の支持部材１２は、マイク９０の後側を支持している。本実施の形態において、前後方向はＸ方向である。また、−Ｘ側を前方とし、＋Ｘ側を後方とする。
【００２０】
図２を参照して、本実施の形態のシャフト３０は、前後方向に延びる概略円筒形状を有しており、前後方向に貫通する貫通孔３２を有している。また、シャフト３０の前端には雄ネジが形成されている。
【００２１】
図２を参照して、本実施の形態の衝突部４０は、衝突音検査装置１００を一体として前方に移動させることにより、衝突音検査装置１００の前方に位置している対象物に衝突するものである。換言すれば、本実施の形態の衝突部４０は、衝突音検査装置１００の移動により対象物を打撃するハンマヘッドである。
【００２２】
図１及び図２に示されるように、本実施の形態の衝突部４０は、若干丸まった先端を有している。また、衝突部４０には、前後方向において前方に向かって凹んだ収容部４２が形成されている。収容部４２の後半部には雌ネジが切られている。衝突部４０は、後半部の雌ネジとシャフト３０の雄ネジを利用して、シャフト３０の前端に螺合されて固定されている。
【００２３】
図２に示されるように、本実施の形態の検出部５０は、少なくとも歪みセンサ５２を有すると共に、衝突部４０内に組み込まれている。検出部５０は、衝突部４０が対象物に衝突したときに当該衝突により受ける力（本実施の形態では圧縮応力）を検知するものである。本実施の形態の歪みセンサ５２は、圧電素子である。なお、本発明はこれに限定されず、歪みセンサ５２は、歪みゲージや、コンデンサ型センサであってもよい。
【００２４】
図２に示されるように、本実施の形態の検出部５０は、歪みセンサ５２と、歪みセンサ５２の後側に設けられた第１電極５４と、第１電極５４の後側に設けられた第１絶縁体６０と、歪みセンサ５２の前側に設けられた第２電極６２と、第２電極６２の前側に設けられた第２絶縁体６８とを備えている。歪みセンサ５２は、リング状の形状を有している。第１電極５４は、リング状の第１主部５６と、第１主部５６の内側に突出した第１端子５８とを有している。第１絶縁体６０は、リング状の形状を有している。第２電極６２は、リング状の第２主部６４と、第２主部６４の内側に突出した第２端子６６とを有している。第２絶縁体６８は、リング状の形状を有している。本実施の形態において、歪みセンサ５２、第１電極５４の第１主部５６、第１絶縁体６０、第２電極６２の第２主部６４及び第２絶縁体６８は、対応する形状を有している。このため、検出部５０は全体として前後方向に貫通する孔を有している。この検出部５０の孔は、シャフト３０の貫通孔３２と対応している。このような構成を備える検出部５０は、衝突部４０が対象物に衝突すると、歪みセンサ５２を利用して当該衝突に起因した圧縮応力を検知する。圧縮応力は、第１電極５４と第２電極６２との間に生じた電圧により確認できる。これらの電圧は、第１端子５８と第２端子６６に夫々接続されたケーブル３００を通じて判定部５００で測定される。即ち、本実施の形態の検出部５０は、判定部５００とケーブル３００を介して接続されている。なお、本発明はこれに限定されず、検出部５０と判定部５００とが無線接続されていてもよい。
【００２５】
図２に示されるように、本実施の形態の検出部５０は、前後方向において衝突部４０とシャフト３０の前端との間に挟まれている。特に、本実施の形態の検出部５０は、衝突部４０の収容部４２内に収容されており、収容部４２内において衝突部４０の収容部４２の奥壁とシャフト３０の前端とに挟まれている。
【００２６】
図１及び図２に示されるように、本実施の形態のマイク９０は、支持部材１２に支持されている。本実施の形態のマイク９０は、衝突部４０が対象物に衝突したときに対象物から生じる衝突音を集音するものである。本実施の形態のマイク９０は、前後方向と直交する横方向において衝突部４０と並んで配置されている。本実施の形態において、横方向はＹ方向である。また、マイク９０は、前後方向において前方に向いている。本実施の形態のマイク９０は、特許文献１のような前方が開口したフードを備えていない。即ち、本実施の形態のマイク９０は、前後方向と直交する方向における周囲を囲むものを有していない。上述のように、支持部材１２は、衝突部４０とマイク９０とを支持していることから、衝突部４０とマイク９０の横方向における相対位置は、一定となっている。このため、衝突部４０が対象物に衝突するときのマイク９０と衝突部４０の相対位置のバラつきを抑えることができる。マイク９０の出力値は、ケーブル４００を介して判定部５００で測定される。即ち、本実施の形態のマイク９０は、判定部５００とケーブル４００を介して接続されている。なお、本発明はこれに限定されず、マイク９０と判定部５００とが無線接続されていてもよい。
【００２７】
図１を参照すると、本実施の形態の判定部５００は、対象物に対して予め設定された閾値αを有すると共に、対象物に対して衝突部４０を衝突させた際に、所定の判定処理を実行するものである。なお、閾値αは対象物に応じて変更可能となっている。
【００２８】
本実施の形態の判定部５００で実施される所定の判定処理は、波形取得ステップと、第１算出ステップと、第２算出ステップと、判定ステップと備えている。換言すれば、本実施の形態の判定部５００で実施される所定の判定処理は、波形取得ステップと、第１算出ステップと、第２算出ステップと、判定ステップとを順次遂行する処理である。
【００２９】
本実施の形態の波形取得ステップは、対象物に対する衝突部４０の衝突により対象物から受けた力（圧縮応力）を検出部５０から第１出力波形として取得すると共にマイク９０を通じて当該衝突の衝突音を第２出力波形として取得するステップである。ここで、この波形取得ステップにおいて、マイク９０により集音する衝突音は、衝突部４０の対象物に対する接触による対象物の撓みにより発生する音を少なくとも含んでいる。
【００３０】
本実施の形態の第１算出ステップは、波形取得ステップで得られた第１出力波形における最大値と最小値との差を第１ピークピーク値として算出する一方、波形取得ステップで得られた第２出力波形における最大値と最小値との差を第２ピークピーク値として算出するステップである。
【００３１】
本実施の形態の第１算出ステップを、図３から図６までを参照して、より具体的に説明する。
【００３２】
図３は、欠陥を有さない対象物に対して本実施の形態の構造品質判定装置１の衝突部４０が衝突した際の検出部５０の第１出力波形、即ち、検出部５０の出力値の時間変化を示している。この第１出力波形において、最大値と最小値との差が、第１ピークピーク値Ｐ１として算出される。
【００３３】
図４は、欠陥を有さない対象物に対して本実施の形態の構造品質判定装置１の衝突部４０が衝突した際のマイク９０の第２出力波形、即ち、マイク９０の出力値の時間変化を示している。この第２出力波形において、最大値と最小値との差が、第２ピークピーク値Ｐ２として算出される。
【００３４】
同様に、図５は、欠陥を有する対象物に対して本実施の形態の構造品質判定装置１の衝突部４０が衝突した際の検出部５０の第１出力波形、即ち、検出部５０の出力値の時間変化を示している。この第１出力波形において、最大値と最小値との差は、第１ピークピーク値Ｐ１Ｄとして算出される。
【００３５】
また同様に、図６は、欠陥を有する対象物に対して本実施の形態の構造品質判定装置１の衝突部４０が衝突した際のマイク９０の第２出力波形、即ち、マイク９０の出力値の時間変化を示している。この第２出力波形において、最大値と最小値との差は、第２ピークピーク値Ｐ２Ｄとして算出される。
【００３６】
本実施の形態の第２算出ステップは、第１算出ステップで得られた第１ピークピーク値と第２ピークピーク値をもとに、第１ピークピーク値に対する第２ピークピーク値の割合を判定値として算出するステップである。
【００３７】
より具体的には、本実施の形態の第２算出ステップは、図３及び図４を参照して、上述の第１算出ステップで算出された第１ピークピーク値Ｐ１及び第２ピークピーク値Ｐ２をもとに、Ｐ２／Ｐ１＝判定値Ｆ１として算出するステップである。同様に、本実施の形態の第２算出ステップは、図５及び図６を参照して、上述の第１算出ステップで算出された第１ピークピーク値Ｐ１Ｄ及び第２ピークピーク値Ｐ２Ｄをもとに、Ｐ２Ｄ／Ｐ１Ｄ＝判定値Ｆ２として算出するステップである。
【００３８】
本実施の形態の判定ステップは、閾値αと判定値とを比較し、判定値が閾値αを超えた場合に対象物に欠陥が存在する可能性があると判定するステップである。
【００３９】
より具体的には、本実施の形態の判定ステップは、上述の第２算出ステップで算出された判定値Ｆ１、Ｆ２を閾値αと比較することにより、対象物の欠陥の有無を判定するステップである。ここで、判定値Ｆ１は欠陥を有さない対象物に係る値であり、判定値Ｆ２は欠陥を有する対象物に係る値であるので、Ｆ１＜α、Ｆ２＞αとなる。換言すれば、判定値が閾値αを超えた場合、対象物に欠陥が存在する可能性があると判定され、判定値が閾値αを下回った場合、構造物は欠陥を有さないと判定されることとなる。
【００４０】
対象物の構造的な品質の判定する構造品質判定方法は、本実施の形態の衝突音検査装置１００を用いて以下のように実施される。
【００４１】
本実施の形態の構造品質判定方法で用いられる衝突音検査装置１００は、上述の構成を有している。よって、衝突音検査装置１００の詳細は省略する。
【００４２】
本実施の形態の構造品質判定方法は、閾値設定ステップと、衝突ステップと、波形取得ステップと、第１算出ステップと、第２算出ステップと、判定ステップとを備えている。換言すれば、本実施の形態の構造品質判定方法は、閾値設定ステップと、衝突ステップと、波形取得ステップと、第１算出ステップと、第２算出ステップと、判定ステップとを順次遂行して、対象物の構造的な品質を判定する方法である。
【００４３】
本実施の形態の閾値設定ステップは、対象物に対して予め閾値を設定するステップである。具体的には、以下のように遂行される。
【００４４】
まず、構造的な品質を判定しようとする対象物と同等の材質、構造を有し、且つ、内部構造に欠陥を有しないテストピースｔ１と、内部構造に欠陥を有するテストピースｔ２の、二種類のテストピースを準備する。
【００４５】
これら二種類のテストピースｔ１，ｔ２の各々に対して、衝突音検査装置１００の衝突部４０を衝突させることにより、検出部５０から第１出力波形を、マイク９０から第２出力波形を、夫々取得する。
【００４６】
テストピースｔ１から得られた、第１出力波形の最大値と最小値の差から、第１ピークピーク値Ｐ１ｔ１を算出し、また、第２出力波形の最大値と最小値の差から、第２ピークピーク値Ｐ２ｔ１を算出する。これらの算出結果をもとに、Ｐ１ｔ１／Ｐ２ｔ１＝基準値Ｓを算出する。
【００４７】
同様に、テストピースｔ２から得られた、第１出力波形の最大値と最小値の差から、第１ピークピーク値Ｐ１ｔ２を算出し、また、第２出力波形の最大値と最小値の差から、第２ピークピーク値Ｐ２ｔ２を算出する。これらの算出結果をもとに、Ｐ１ｔ２／Ｐ２ｔ２＝基準値Ｄを算出する。
【００４８】
テストピースｔ１から得られた基準値Ｓと、テストピースｔ２から得られた基準値Ｄとをもとに、Ｓ＜α＜Ｄを満たすように、閾値αを設定する。
【００４９】
なお、欠陥の程度の異なる複数のテストピースｔ２を準備して、上述のように基準値Ｄを夫々算出したうえで、得られた複数の基準値Ｄをもとに、閾値αを決定してもよい。
【００５０】
本実施の形態の衝突ステップは、対象物に対して衝突部４０を衝突させるステップである。具体的には、この衝突ステップは、衝突部４０が固定されている衝突音検査装置１００を一体として前方に動かして、衝突音検査装置１００の前方に位置する対象物に衝突部４０を衝突させることにより遂行される。ここで、上述のように、マイク９０は、衝突部４０の固定されている支持部材１２に一緒に固定されている。このため、衝突部４０が対象物に衝突するときのマイク９０と衝突部４０の相対位置のバラつきを抑えることができる。
【００５１】
本実施の形態の波形取得ステップ、第１算出ステップ、第２算出ステップ及び判定ステップは、上述の構造品質判定装置１の判定部５００で実施される所定の判定処理と同様であり、即ち下述のようになる。
【００５２】
本実施の形態の波形取得ステップは、衝突部４０の対象物への衝突により対象物から受けた力（圧縮応力）を検出部５０から第１出力波形として取得すると共にマイク９０を通じて当該衝突の衝突音を第２出力波形として取得するステップである。ここで、この波形取得ステップにおいて、マイク９０により集音する衝突音は、衝突部４０の対象物に対する接触による対象物の撓みにより発生する音を少なくとも含んでいる。
【００５３】
本実施の形態の第１算出ステップは、波形取得ステップで得られた第１出力波形における最大値と最小値との差を第１ピークピーク値として算出する一方、波形取得ステップで得られた第２出力波形における最大値と最小値との差を第２ピークピーク値として算出するステップである。
【００５４】
本実施の形態の第２算出ステップは、第１算出ステップで得られた第１ピークピーク値と第２ピークピーク値をもとに、第１ピークピーク値に対する第２ピークピーク値の割合を判定値として算出するステップである。
【００５５】
本実施の形態の判定ステップは、上述の閾値設定ステップで設定された閾値αと、第２算出ステップで得られた判定値とを比較し、判定値が閾値αを超えた場合に対象物に欠陥が存在する可能性があると判定するステップである。即ち、この判定ステップにより、対象物の判定値が閾値αを超えた場合、この対象物は欠陥を有する可能性があると判定され、対象物の判定値が閾値αを下回った場合には、この対象物は欠陥を有さないと判定されることとなる。
【００５６】
なお、本発明の衝突音検査装置１００及び構造品質判定方法は、上述した実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
【００５７】
上述の衝突音検査装置１００において、支持部材１２から前後方向と直交する方向に延びる支持棒を更に有していてもよい。このような支持棒を有することにより、支持棒の自由端付近を作業者が握って支持部材１２が前方に移動するように動かすことにより、衝突音検査装置１００の衝突部４０を、衝突部４０の前方に位置する対象物に対して手動で容易に衝突させることができる。
【００５８】
上述の衝突音検査装置１００において、衝突部４０は、支持部材１２に固定されていたが、本発明はこれに限定されない。即ち、支持部材１２は、衝突部４０を前後方向に移動可能となるように支持していてもよい。
【００５９】
図７を参照すると、衝突音検査装置１００の変形例として、衝突音検査装置１００Ａが示されている。本変形例の衝突音検査装置１００Ａは、ベース１０と、シャフト３０Ａと、衝突部４０を駆動するソレノイド２０と、シャフト３０Ａを支持する後側支持部材１３と、追加的支持部１４とを更に備えている。即ち、本変形例の衝突部４０は、ソレノイド２０に駆動されて対象物を打撃するハンマヘッドである。換言すれば、本変形例の衝突部４０は、ソレノイド２０によって、支持部材１２に対して前後方向に移動可能となっている。また、本変形例の支持部材１２は、衝突部４０を前後方向に移動可能となるように支持している。なお、本変形例において、マイク９０は、追加的支持部１４によりベース１０に固定されており、また、支持部材１２及び後側支持部材１３もベース１０に固定されている。このため、本変形例においても、衝突部４０が対象物に衝突するときのマイク９０と衝突部４０の相対位置のバラつきは抑えられている。
【００６０】
本実施の形態及び変形例の衝突音検査装置１００，１００Ａにおいて、衝突部４０はハンマヘッドであり、そのハンマヘッド（衝突部）が対象物に向かって移動して対象物を打撃することにより、衝突部４０と対象物との衝突の際に対象物から衝突部４０が受ける力の検知を行っていたが、本発明はこれに限定されない。即ち、衝突部４０が対象物に向かって移動しない代わりに、対象物が衝突部４０に向かって移動することにより、対象物を衝突部４０に衝突させることとしてもよい。例えば、固定された衝突音検査装置１００に対して、複数の対象物をベルトコンベアで移動させて連続的に衝突音検査装置１００の衝突部４０に衝突させるようにしてもよい。このように対象物を衝突部４０に対して移動させて衝突させた場合においても、対象物の中に構造的な欠陥を有する物が含まれていた場合には、欠陥を有する対象物を検出することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１                                  構造品質判定装置
１０                                ベース
１２                                支持部材
１３                                後側支持部材
１４                                追加的支持部
２０                                ソレノイド
３０，３０Ａ                        シャフト
３２                                貫通孔
４０                                衝突部（ハンマヘッド）
４２                                収容部
５０                                検出部
５２                                歪みセンサ（圧電素子）
５４                                第１電極
５６                                第１主部
５８                                第１端子
６０                                第１絶縁体
６２                                第２電極
６４                                第２主部
６６                                第２端子
６８                                第２絶縁体
９０                                マイク
１００，１００Ａ                    衝突音検査装置
３００                              ケーブル
４００                              ケーブル
５００                              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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