(57)【要約】【課題】遠心力鉄筋コンクリート管の内部にて延在する鉄筋を高い位置分解能にて検出する。【解決手段】検出装置１は、遠心力鉄筋コンクリート管の少なくとも一部である試料２の内部にて延在する鉄筋２２を検出する。検出装置１は、１０ＧＨｚ乃至１ＴＨｚの周波数を有する電磁波を生成する電磁波生成部１１と、生成された電磁波を集束させる集束部１４と、集束部１４と試料２との間にて、電磁波の一部のみを通過させる絞り部１５と、絞り部１５を通過した電磁波が試料２によって反射された電磁波のうちの、絞り部１５を通過した部分の中の、鉄筋２２が延在する方向に偏波面が平行である直線偏波成分を検出する検出部１７と、を備える。偏波面は、直線偏波成分の電界が振動する方向と、直線偏波成分が伝搬する方向と、を含む平面である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠心力鉄筋コンクリート管の少なくとも一部である試料の内部にて延在する鉄筋を検出する検出装置であって、
１０ＧＨｚ乃至１ＴＨｚの周波数を有する電磁波を生成する電磁波生成部と、
前記生成された電磁波を集束させる集束部と、
前記集束部と前記試料との間にて、電磁波の一部のみを通過させる絞り部と、
前記絞り部を通過した電磁波が前記試料によって反射された電磁波のうちの、前記絞り部を通過した部分の中の、前記鉄筋が延在する方向に偏波面が平行である直線偏波成分を検出する検出部と、
を備え、
前記偏波面は、前記直線偏波成分の電界が振動する方向と、前記直線偏波成分が伝搬する方向と、を含む平面である、検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の検出装置であって、
前記絞り部は、前記集束部に対向する端面にて開口する第１開口と、前記試料に対向する端面にて開口するとともに前記第１開口よりも小さい第２開口と、を有する円錐台筒状である、検出装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の検出装置であって、
前記絞り部は、銅からなる本体と、前記本体のうちの、内壁を構成する表面を被覆するとともに金からなる被膜と、を含む、検出装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の検出装置であって、
前記第２開口の大きさは、前記電磁波が有する周波数に応じて定められる、検出装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の検出装置であって、
前記電磁波生成部は、前記電磁波として連続波を生成する、検出装置。
【請求項６】
遠心力鉄筋コンクリート管の少なくとも一部である試料の内部にて延在する鉄筋を検出する検出方法であって、
１０ＧＨｚ乃至１ＴＨｚの周波数を有する電磁波を生成し、
前記生成された電磁波を集束させ、
前記集束部と前記試料との間にて、電磁波の一部のみを通過させ、
前記絞り部を通過した電磁波が前記試料によって反射された電磁波のうちの、前記絞り部を通過した部分の中の、前記鉄筋が延在する方向に偏波面が平行である直線偏波成分を検出する、
ことを含み、
前記偏波面は、前記直線偏波成分の電界が振動する方向と、前記直線偏波成分が伝搬する方向と、を含む平面である、検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出装置、及び、検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
１０ＧＨｚ乃至１ＴＨｚの周波数を有する電磁波（換言すると、サブテラヘルツ波）を試料に入射させるとともに、試料によって反射された電磁波を検出することにより、試料の内部を検出する検出装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１３２９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、遠心力鉄筋コンクリート管（例えば、電柱、又は、下水管等）が知られている。遠心力鉄筋コンクリート管は、コンクリートが稠密であるとともに、内部にて延在する鉄筋が比較的細いことがある。
【０００５】
遠心力鉄筋コンクリート管は、コンクリートが稠密であるために、電磁波の周波数が高過ぎると、電磁波が鉄筋まで到達できない。一方、電磁波の周波数が低過ぎると、鉄筋を検出するための十分な位置分解能が得られない。従って、上記検出装置においては、遠心力鉄筋コンクリート管の内部にて延在する鉄筋を高い位置分解能にて検出できない虞があった。
【０００６】
本発明の目的の一つは、遠心力鉄筋コンクリート管の内部にて延在する鉄筋を高い位置分解能にて検出することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一つの側面では、検出装置は、遠心力鉄筋コンクリート管の少なくとも一部である試料の内部にて延在する鉄筋を検出する。
【０００８】
更に、この検出装置は、
１０ＧＨｚ乃至１ＴＨｚの周波数を有する電磁波を生成する電磁波生成部と、
上記生成された電磁波を集束させる集束部と、
上記集束部と上記試料との間にて、電磁波の一部のみを通過させる絞り部と、
上記絞り部を通過した電磁波が上記試料によって反射された電磁波のうちの、上記絞り部を通過した部分の中の、上記鉄筋が延在する方向に偏波面が平行である直線偏波成分を検出する検出部と、を備える。
上記偏波面は、上記直線偏波成分の電界が振動する方向と、上記直線偏波成分が伝搬する方向と、を含む平面である。
【０００９】
他の一つの側面では、検出方法は、遠心力鉄筋コンクリート管の少なくとも一部である試料の内部にて延在する鉄筋を検出する。
【００１０】
更に、この検出方法は、
１０ＧＨｚ乃至１ＴＨｚの周波数を有する電磁波を生成し、
上記生成された電磁波を集束させ、
上記集束部と上記試料との間にて、電磁波の一部のみを通過させ、
上記絞り部を通過した電磁波が上記試料によって反射された電磁波のうちの、上記絞り部を通過した部分の中の、上記鉄筋が延在する方向に偏波面が平行である直線偏波成分を検出する、ことを含む。
上記偏波面は、上記直線偏波成分の電界が振動する方向と、上記直線偏波成分が伝搬する方向と、を含む平面である。
【発明の効果】
【００１１】
遠心力鉄筋コンクリート管の内部にて延在する鉄筋を高い位置分解能にて検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態の検出装置の構成を表す図である。
【図２】図１の試料の構成を表す図である。
【図３】図１の絞り部の左側面図である。
【図４】図１の絞り部の右側面図である。
【図５】図３及び図４のＶ−Ｖ線により表される平面により切断された、絞り部の断面図である。
【図６】図１の検出部により検出される直線偏波を模式的に表す説明図である。
【図７】第１実験例の試料の構成を表す図である。
【図８】図１の検出部により検出された電磁波の強度の、試料の検出装置に対する相対的な位置に対する変化を表すグラフである。
【図９】図１の検出部により検出された電磁波の強度の、試料の検出装置に対する相対的な位置に対する変化を表すグラフである。
【図１０】図１の検出部により検出された電磁波の強度の、試料の検出装置に対する相対的な位置に対する変化を表すグラフである。
【図１１】第２実験例の試料の構成を表す図である。
【図１２】図１の検出部により出力された電圧の、試料の検出装置に対する相対的な位置に対する変化を表すグラフである。
【図１３】検出強度係数、及び、鮮明度の、図１の電磁波生成部により生成される電磁波の周波数に対する変化を表すグラフである。
【図１４】検出強度係数、及び、鮮明度の、図１の電磁波生成部により生成される電磁波の周波数に対する変化を表すグラフである。
【図１５】品質パラメータの、図１の絞り部の第２開口の直径に対する変化を表すグラフである。
【図１６】品質パラメータの、図１の絞り部の第２開口の直径に対する変化を表すグラフである。
【図１７】品質パラメータの、図１の絞り部の第２開口の直径に対する変化を表すグラフである。
【図１８】品質パラメータの、図１の絞り部の第２開口の直径に対する変化を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の検出装置及び検出方法に関する各実施形態について図１乃至図１８を参照しながら説明する。
【００１４】
＜第１実施形態＞
（概要）
第１実施形態の検出装置は、遠心力鉄筋コンクリート管の少なくとも一部である試料の内部にて延在する鉄筋を検出する。
この検出装置は、１０ＧＨｚ乃至１ＴＨｚの周波数を有する電磁波を生成する電磁波生成部と、生成された電磁波を集束させる集束部と、集束部と試料との間にて、電磁波の一部のみを通過させる絞り部と、を備える。
【００１５】
更に、この検出装置は、絞り部を通過した電磁波が試料によって反射された電磁波のうちの、絞り部を通過した部分の中の、鉄筋が延在する方向に偏波面が平行である直線偏波成分を検出する検出部を備える。ここで、偏波面は、直線偏波成分の電界が振動する方向と、直線偏波成分が伝搬する方向と、を含む平面である。
【００１６】
これによれば、絞り部は、集束部を通過した電磁波の一部のみを通過させる。これにより、検出の対象である位置（換言すると、検出対象位置）と異なる位置にて電磁波が試料に入射することを抑制できる。更に、絞り部は、試料によって反射された電磁波の一部のみを通過させる。これにより、検出対象位置と異なる位置にて試料によって反射された電磁波が検出部に入射することを抑制できる。この結果、遠心力鉄筋コンクリート管の内部にて延在する鉄筋を高い位置分解能にて検出できる。例えば、位置分解能が高くなることは、検出可能な２点間の最小距離が小さくなることに対応する。位置分解能は、空間分解能と表されてもよい。
【００１７】
ところで、偏波面が、鉄筋が延在する方向に直交する直線偏波は、鉄筋によって反射されにくくなるため、試料の内部の状態を反映しにくい。このため、偏波面が、鉄筋が延在する方向に直交する直線偏波を検出した場合、遠心力鉄筋コンクリート管の内部にて延在する鉄筋を高い位置分解能にて検出できない虞がある。
これに対し、上記構成によれば、検出部は、鉄筋が延在する方向に偏波面が平行である直線偏波からなる成分（換言すると、直線偏波成分）を検出する。これにより、遠心力鉄筋コンクリート管の内部にて延在する鉄筋を高い位置分解能にて検出できる。
【００１８】
このように、上記検出装置によれば、遠心力鉄筋コンクリート管の内部にて延在する鉄筋を高い位置分解能にて検出できる。従って、遠心力鉄筋コンクリート管の内部にて延在する鉄筋の状態（例えば、錆の量、亀裂の長さ、破断の有無、又は、劣化の程度等）を非破壊で調査できる。
次に、第１実施形態の検出装置について、より詳細に説明する。
【００１９】
（構成）
以下、図１乃至図１１に表されるように、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸を有する右手系の直交座標系を用いて、第１実施形態の検出装置１を説明する。
先ず、検出装置１による検出の対象である試料２について、図２を参照しながら説明する。
【００２０】
試料２は、遠心力鉄筋コンクリート管である。遠心力鉄筋コンクリート管は、コンクリートを遠心力によって締め固めることにより成形される。遠心力鉄筋コンクリート管は、ヒューム管と表されてもよい。例えば、遠心力鉄筋コンクリート管は、電柱、又は、下水管等として用いられる。
【００２１】
図２に表されるように、試料２は、コンクリート２１と、複数（本例では、８本）の鉄筋２２と、を備える。コンクリート２１は、ｚ軸に沿って延在する、中空の円筒状である。複数の鉄筋２２のそれぞれは、コンクリート２１の内部にて、ｚ軸に沿って延在する。複数の鉄筋２２は、周方向において等間隔に位置する。なお、試料２は、複数の鉄筋２２に加えて、コンクリート２１の内部にて、複数の鉄筋２２に巻回されるように周方向にて延在する鉄筋を備えていてもよい。
【００２２】
次に、検出装置１について、図１、及び、図３乃至図５を参照しながら説明する。
図１に表されるように、検出装置１は、電磁波生成部１１と、第１レンズ部１２と、ビームスプリッタ部１３と、第２レンズ部１４と、絞り部１５と、第３レンズ部１６と、検出部１７と、を備える。
【００２３】
電磁波生成部１１は、１０ＧＨｚ乃至１ＴＨｚの周波数を有する電磁波（換言すると、サブテラヘルツ波）を生成する。本例では、電磁波生成部１１は、１０ＧＨｚ乃至２００ＧＨｚの周波数を有する電磁波を生成する。なお、本明細書において、サブテラヘルツ波は、光と表されることがある。本例では、電磁波生成部１１は、電磁波として連続波を生成する。
【００２４】
本例では、電磁波生成部１１は、円偏波を出射する。なお、電磁波生成部１１は、偏波面がｙ軸に直交する平面（換言すると、ｚｘ平面）を形成する直線偏波を出射してもよい。偏波面は、電界が振動する方向と電磁波が伝搬する方向とを含む平面である。本例では、偏波面がｚｘ平面を形成することは、偏波面が、鉄筋２２が延在する方向に平行であることに対応する。
【００２５】
本例では、電磁波生成部１１は、ＧＵＮＮダイオード、又は、ＩＮＰＡＴＴ（Ｉｍｐａｃｔ  Ａｖａｌａｎｃｈｅ  ａｎｄ  Ｔｒａｎｓｉｔ  Ｔｉｍｅ）ダイオードを含む。なお、電磁波生成部１１は、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）を用いた発振器と、発振器により生成された電磁波の周波数をｎ（ｎは、１以上の実数）倍する周波数逓倍器（例えば、位相同期回路等）と、を含んでいてもよい。
【００２６】
第１レンズ部１２は、電磁波生成部１１により生成された電磁波を平行光に変換する。換言すると、第１レンズ部１２は、電磁波生成部１１から電磁波が出射される位置が、第１レンズ部１２の焦点に位置する位置を有する。
【００２７】
本例では、第１レンズ部１２は、ポリテトラフルオロエチレンからなる平凸レンズである。なお、第１レンズ部１２は、平凸レンズに代えて、両凸レンズ、又は、凹レンズであってもよい。また、第１レンズ部１２は、高抵抗シリコンからなっていてもよい。例えば、高抵抗シリコンは、フロートゾーン法（浮遊鋳造法）を用いて製造される。
【００２８】
ビームスプリッタ部１３は、第１レンズ部１２を通過した電磁波のうちの、一部（本例では、略半分）を透過するとともに、第１レンズ部１２を通過した電磁波のうちの、他の部分を反射する。本例では、ビームスプリッタ部１３は、高抵抗シリコンからなるハーフミラーである。なお、ビームスプリッタ部１３は、ハーフミラー以外のビームスプリッタであってもよい。
【００２９】
第２レンズ部１４は、ビームスプリッタ部１３を通過した電磁波を集束する。本例では、第２レンズ部１４は、鉄筋２２の位置が、第２レンズ部１４の焦点に位置する位置を有する。
【００３０】
本例では、第２レンズ部１４は、ポリテトラフルオロエチレンからなる平凸レンズである。なお、第２レンズ部１４は、平凸レンズに代えて、両凸レンズ、又は、凹レンズであってもよい。また、第２レンズ部１４は、高抵抗シリコンからなっていてもよい。
【００３１】
本例では、第２レンズ部１４は、電磁波生成部１１により生成された電磁波を集束させる集束部に対応する。なお、検出装置１は、第２レンズ部１４に代えて、電磁波生成部１１により生成された電磁波を集束させる放物面鏡を備えていてもよい。
【００３２】
図１に表されるように、絞り部１５は、第２レンズ部１４と試料２との間にて、電磁波の一部のみを通過させる。図１、及び、図３乃至図５に表されるように、絞り部１５は、本体１５１と、被膜１５２と、を備える。図３は、絞り部１５の左側面図である。図４は、絞り部１５の右側面図である。図５は、図３及び図４のＶ−Ｖ線により表される平面により切断された、絞り部１５の断面図である。
【００３３】
本体１５１は、ｘ軸に沿って延在する、中空の円錐台筒状である。本例では、本体１５１は、銅からなる。なお、本体１５１は、銅と異なる材料（例えば、銅以外の金属等）からなっていてもよい。
【００３４】
被膜１５２は、本体１５１のうちの、内壁を構成する表面を被覆する。本例では、被膜１５２は、金からなる。なお、被膜１５２は、金と異なる材料（例えば、金以外の金属等）からなっていてもよい。また、被膜１５２は、本体１５１の表面の全体を被覆していてもよい。また、絞り部１５は、被膜１５２を備えなくてもよい。
【００３５】
図５に表されるように、絞り部１５は、第２レンズ部１４に対向する端面にて開口する第１開口１５３と、試料２に対向する端面にて開口する第２開口１５４と、を有する。第２開口１５４は、第１開口１５３よりも小さい。本例では、第２開口１５４の大きさは、電磁波生成部１１により生成される電磁波が有する周波数に応じて定められる。例えば、第２開口１５４の直径は、電磁波生成部１１により生成される電磁波の波長よりも長くなるように定められる。
【００３６】
絞り部１５は、第２レンズ部１４を通過した電磁波のうちの、一部を通過させるとともに、第２レンズ部１４を通過した電磁波のうちの、他の部分を反射することにより遮断する。
更に、絞り部１５は、試料２によって反射された電磁波のうちの、一部を通過させるとともに、試料２によって反射された電磁波のうちの、他の部分を反射することにより遮断する。
【００３７】
第２レンズ部１４は、試料２によって反射され、且つ、絞り部１５を通過した電磁波を平行光に変換する。
ビームスプリッタ部１３は、試料２によって反射され、且つ、第２レンズ部１４を通過した電磁波のうちの、一部（本例では、略半分）を透過するとともに、試料２によって反射され、且つ、第２レンズ部１４を通過した電磁波のうちの、他の部分を反射する。
【００３８】
第３レンズ部１６は、試料２によって反射され、且つ、ビームスプリッタ部１３により反射された電磁波を集束する。本例では、第３レンズ部１６は、検出部１７へ電磁波が入射する位置が、第３レンズ部１６の焦点に位置する位置を有する。
【００３９】
本例では、第３レンズ部１６は、ポリテトラフルオロエチレンからなる平凸レンズである。なお、第３レンズ部１６は、平凸レンズに代えて、両凸レンズ、又は、凹レンズであってもよい。また、第３レンズ部１６は、高抵抗シリコンからなっていてもよい。
【００４０】
検出部１７は、試料２によって反射され、且つ、第３レンズ部１６を通過した電磁波の中の、偏波面がｘ軸に直交する平面（換言すると、ｙｚ平面）を形成する直線偏波からなる成分（換言すると、直線偏波成分）を検出する。
【００４１】
本例では、図６に表されるように、検出部１７により検出される直線偏波は、電磁波が伝搬する方向Ｄ１がｙ軸の負方向であるとともに、電界Ｅ１が振動する方向がｚ軸方向であり、且つ、磁界Ｍ１が振動する方向がｘ軸方向である。従って、偏波面ＰＰは、電界Ｅ１が振動する方向（本例では、ｚ軸方向）と、電磁波が伝搬する方向Ｄ１（本例では、ｙ軸の負方向）と、を含む平面であるｙｚ平面を形成する。換言すると、本例では、偏波面ＰＰは、鉄筋２２が延在する方向に平行である。
本例では、検出部１７は、ショットキーバリア（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ  Ｂａｒｒｉｅｒ）ダイオードを備えるとともに、ショットキーバリアダイオードを用いて電磁波を検出する。
【００４２】
なお、検出装置１は、偏波面がｙｚ平面を形成する直線偏波が検出部１７に入射するように、鉄筋２２が延在する方向に偏波面が平行である直線偏波のみを通過させる偏波フィルタを、電磁波が通過する経路上に備えていてもよい。
【００４３】
（動作）
次に、検出装置１の動作について説明する。
電磁波生成部１１は、電磁波を生成し、生成した電磁波を出射する。次いで、第１レンズ部１２は、電磁波生成部１１から出射された電磁波を平行光に変換する。次いで、ビームスプリッタ部１３は、第１レンズ部１２を通過した電磁波のうちの、一部を透過するとともに、第１レンズ部１２を通過した電磁波のうちの、他の部分を反射する。
【００４４】
次いで、第２レンズ部１４は、ビームスプリッタ部１３を通過した電磁波を集束する。次いで、絞り部１５は、第２レンズ部１４を通過した電磁波のうちの、一部を通過させるとともに、第２レンズ部１４を通過した電磁波のうちの、他の部分を反射することにより遮断する。
【００４５】
絞り部１５を通過した電磁波は、試料２に照射される。試料２に照射された電磁波は、試料２（本例では、コンクリート２１又は鉄筋２２）によって反射される。
【００４６】
次いで、絞り部１５は、試料２によって反射された電磁波のうちの、一部を通過させるとともに、試料２によって反射された電磁波のうちの、他の部分を反射することにより遮断する。次いで、第２レンズ部１４は、試料２によって反射され、且つ、絞り部１５を通過した電磁波を平行光に変換する。
【００４７】
次いで、ビームスプリッタ部１３は、試料２によって反射され、且つ、第２レンズ部１４を通過した電磁波のうちの、一部を透過するとともに、試料２によって反射され、且つ、第２レンズ部１４を通過した電磁波のうちの、他の部分を反射する。次いで、第３レンズ部１６は、試料２によって反射され、且つ、ビームスプリッタ部１３により反射された電磁波を集束する。
【００４８】
次いで、検出部１７は、試料２によって反射され、且つ、第３レンズ部１６を通過した電磁波の中の、偏波面がｙｚ平面を形成する直線偏波成分を検出する。
検出部１７によって検出される電磁波の強度は、試料２のうちの、電磁波を反射した物体（本例では、コンクリート２１又は鉄筋２２）に応じて異なる。従って、検出装置１は、試料２の内部にて延在する鉄筋２２を検出できる。
【００４９】
以上、説明したように、第１実施形態の検出装置１は、１０ＧＨｚ乃至１ＴＨｚの周波数を有する電磁波を生成する電磁波生成部１１と、生成された電磁波を集束させる第２レンズ部１４と、第２レンズ部１４と試料２との間にて、電磁波の一部のみを通過させる絞り部１５と、を備える。
【００５０】
更に、検出装置１は、絞り部１５を通過した電磁波が試料２によって反射された電磁波のうちの、絞り部１５を通過した部分の中の、鉄筋２２が延在する方向に偏波面が平行である直線偏波成分を検出する検出部１７を備える。
【００５１】
これによれば、絞り部１５は、第２レンズ部１４を通過した電磁波の一部のみを通過させる。これにより、検出の対象である位置（換言すると、検出対象位置）と異なる位置にて電磁波が試料２に入射することを抑制できる。更に、絞り部１５は、試料２によって反射された電磁波の一部のみを通過させる。これにより、検出対象位置と異なる位置にて試料２によって反射された電磁波が検出部１７に入射することを抑制できる。この結果、試料２の内部にて延在する鉄筋２２を高い位置分解能にて検出できる。
【００５２】
ところで、偏波面が、鉄筋２２が延在する方向に直交する直線偏波は、鉄筋２２によって反射されにくくなるため、試料２の内部の状態を反映しにくい。このため、偏波面が、鉄筋２２が延在する方向に直交する直線偏波を検出した場合、試料２の内部にて延在する鉄筋２２を高い位置分解能にて検出できない虞がある。
【００５３】
これに対し、検出装置１によれば、検出部１７は、鉄筋２２が延在する方向に偏波面が平行である直線偏波成分を検出する。鉄筋２２が延在する方向に偏波面が平行である直線偏波は、鉄筋２２によって反射されやすくなるため、試料２の内部の状態を反映しやすい。従って、試料２の内部にて延在する鉄筋２２を高い位置分解能にて検出できる。
【００５４】
このように、検出装置１によれば、試料２の内部にて延在する鉄筋２２を高い位置分解能にて検出できる。従って、試料２の内部にて延在する鉄筋２２の状態（例えば、錆の量、亀裂の長さ、破断の有無、又は、劣化の程度等）を非破壊で調査できる。
【００５５】
更に、第１実施形態の検出装置１において、絞り部１５は、第２レンズ部１４に対向する端面にて開口する第１開口１５３と、試料２に対向する端面にて開口するとともに第１開口１５３よりも小さい第２開口１５４と、を有する円錐台筒状である。
【００５６】
これによれば、絞り部１５は、第２レンズ部１４を通過した電磁波のうちの、検出対象位置にて集束する電磁波を適切に通過させることができる。また、絞り部１５は、試料２によって反射された電磁波のうちの、検出対象位置にて試料２によって反射された電磁波を適切に通過させることができる。この結果、試料２の内部にて延在する鉄筋２２を高い位置分解能にて検出できる。
【００５７】
更に、第１実施形態の検出装置１において、絞り部１５は、銅からなる本体１５１と、本体１５１のうちの、内壁を構成する表面を被覆するとともに金からなる被膜１５２と、を含む。
【００５８】
これによれば、本体１５１が銅からなるので、絞り部１５を容易に製造できる。また、本体１５１が銅からなるので、電磁波を高い反射率にて反射できる。この結果、電磁波を適切に遮蔽できる。
また、金からなる被膜１５２を有するので、絞り部１５の内壁を滑らかにすることができる。また、金からなる被膜１５２を有するので、絞り部１５の内壁に錆が発生することを抑制できる。
【００５９】
更に、第１実施形態の検出装置１において、第２開口１５４の大きさは、電磁波生成部１１により生成される電磁波が有する周波数に応じて定められる。
【００６０】
これによれば、電磁波が回折することを抑制できる。この結果、試料２の内部にて延在する鉄筋２２を高い位置分解能にて検出できる。
【００６１】
更に、第１実施形態の検出装置１において、電磁波生成部１１は、電磁波として連続波を生成する。
【００６２】
これによれば、電磁波生成部がパルス波を生成する場合よりも高い強度を有する電磁波を生成できる。これにより、検出部１７に入射する電磁波の強度を高めることができる。この結果、試料２の内部にて延在する鉄筋２２を高い位置分解能にて検出できる。
【００６３】
（第１実験例）
次に、第１実施形態の検出装置１を用いた第１実験例について、図７乃至図１０を参照しながら説明する。
本例では、図７に表されるように、試料２は、遠心力鉄筋コンクリート管の一部である。本例では、試料２は、かぶりが２ｍｍである。かぶりは、試料２の表面と、鉄筋２２と、の間の距離である。本例では、鉄筋２２の直径は、７．５ｍｍである。
【００６４】
図８は、電磁波生成部１１により生成される電磁波の周波数が４０ＧＨｚである場合における、検出部１７により検出された電磁波の強度の、試料２の検出装置１に対する相対的な位置に対する変化を表す。本例では、電磁波の強度の、試料２の検出装置１に対する相対的な位置に対する変化は、試料２を検出装置１に対して相対的に移動させる毎に、検出部１７により電磁波の強度が検出されることにより取得される。本例では、試料２の検出装置１に対する相対的な移動は、ｚ軸方向において１ｍｍの変位量（換言すると、刻み幅）を有するとともに、ｙ軸方向において０．５ｍｍの変位量を有する。
【００６５】
図８の（Ａ）は、比較例の検出装置により検出された電磁波の強度を表す。比較例の検出装置は、第１実施形態の検出装置１から、絞り部１５を除いた構成を有する。図８の（Ｂ）は、第１実施形態の検出装置１により検出された電磁波の強度を表す。本例では、第２開口１５４の直径は、４ｍｍである。
なお、図８乃至図１０において、電磁波の強度は、白色から黒色に近づくほど強くなる。
【００６６】
図９は、電磁波生成部１１により生成される電磁波の周波数が６０ＧＨｚである場合における、検出部１７により検出された電磁波の強度の、試料２の検出装置１に対する相対的な位置に対する変化を表す。
【００６７】
図９の（Ａ）は、比較例の検出装置により検出された電磁波の強度を表す。図９の（Ｂ）は、第１実施形態の検出装置１により検出された電磁波の強度を表す。本例では、第２開口１５４の直径は、４ｍｍである。
【００６８】
図１０は、電磁波生成部１１により生成される電磁波の周波数が１４０ＧＨｚである場合における、検出部１７により検出された電磁波の強度の、試料２の検出装置１に対する相対的な位置に対する変化を表す。
【００６９】
図１０の（Ａ）は、比較例の検出装置により検出された電磁波の強度を表す。図１０の（Ｂ）は、第１実施形態の検出装置１により検出された電磁波の強度を表す。本例では、第２開口１５４の直径は、４ｍｍである。
【００７０】
図８乃至図１０に表されるように、第１実施形態の検出装置１において、鉄筋２２が延在する位置と、鉄筋２２が延在しない位置と、の境界において、色の変化は、比較例の検出装置よりも鮮明に表れる。換言すると、第１実施形態の検出装置１によれば、鉄筋２２が延在する位置と、鉄筋２２が延在しない位置と、の境界において、鉄筋２２が延在する位置に対する電磁波の強度と、鉄筋２２が延在しない位置に対する電磁波の強度と、の差は、比較例の検出装置よりも大きい。従って、第１実施形態の検出装置１によれば、比較例の検出装置と比較して、試料２の内部にて延在する鉄筋２２を高い位置分解能にて検出できる。
【００７１】
（第２実験例）
次に、第１実施形態の検出装置１を用いた第２実験例について、図１１及び図１２を参照しながら説明する。
本例では、図１１に表されるように、試料２は、遠心力鉄筋コンクリート管の一部である。本例では、試料２は、かぶりが８ｍｍである。本例では、鉄筋２２の直径は、７．５ｍｍである。
【００７２】
図１２は、電磁波生成部１１により生成される電磁波の周波数が６０ＧＨｚであり、且つ、第２開口１５４の直径が８ｍｍである場合における、検出部１７により出力された電圧（換言すると、出力電圧）の、試料２の検出装置１に対する相対的な位置に対する変化を表す。
【００７３】
本例では、検出部１７により出力された電圧は、検出部１７により検出された電磁波の強度を表す。本例では、検出部１７により出力された電圧の、試料２の検出装置１に対する相対的な位置に対する変化は、試料２を検出装置１に対して相対的に移動させる毎に、検出部１７により電磁波の強度が検出されることにより取得される。本例では、試料２の検出装置１に対する相対的な移動は、ｙ軸方向において０．５ｍｍの変位量を有する。
【００７４】
図１２に表されるように、鉄筋２２が存在する位置において、電磁波の強度は、ピークを有する。このように、第１実施形態の検出装置１によれば、試料２の内部にて延在する鉄筋２２を高い位置分解能にて検出できる。
【００７５】
（第３実験例）
次に、第１実施形態の検出装置１を用いた第３実験例について、図１２乃至図１４を参照しながら説明する。
本例では、試料２は、遠心力鉄筋コンクリート管の一部である。本例では、試料２は、かぶりが２ｍｍ又は４ｍｍである。本例では、鉄筋２２の直径は、７．５ｍｍである。
【００７６】
図１３は、かぶりが２ｍｍである場合における、検出強度係数、及び、鮮明度、のそれぞれの、電磁波生成部１１により生成される電磁波の周波数に対する変化を表す。本例では、電磁波生成部１１により生成される電磁波の周波数は、４０ＧＨｚ、６０ＧＨｚ、又は、１４０ＧＨｚである。また、第２開口１５４の直径は、当該周波数が４０ＧＨｚである場合において１０ｍｍであり、当該周波数が６０ＧＨｚである場合において６ｍｍであり、且つ、、当該周波数が１４０ＧＨｚである場合において４ｍｍである。
【００７７】
図１４は、かぶりが４ｍｍである場合における、検出強度係数、及び、鮮明度、のそれぞれの、電磁波生成部１１により生成される電磁波の周波数に対する変化を表す。本例では、電磁波生成部１１により生成される電磁波の周波数は、４０ＧＨｚ、６０ＧＨｚ、又は、１４０ＧＨｚである。また、第２開口１５４の直径は、当該周波数が４０ＧＨｚである場合において８ｍｍであり、当該周波数が６０ＧＨｚである場合において８ｍｍであり、且つ、、当該周波数が１４０ＧＨｚである場合において６ｍｍである。
【００７８】
図１３及び図１４のそれぞれにおいて、曲線Ｃ１、及び、曲線Ｃ２は、検出強度係数、及び、鮮明度をそれぞれ表す。
【００７９】
本例では、検出強度係数、及び、鮮明度のそれぞれは、図１２に表されるような、検出部１７により出力された電圧の、試料２の検出装置１に対する相対的な位置に対する変化に基づいて取得される。
【００８０】
本例では、検出強度係数は、上記変化における電圧の最大値Ｖ１を、上記変化におけるピークを構成する部分Ｐ１以外の部分（本例では、コンクリート２１によって反射された電磁波の強度に対応する部分）Ｐ２に対する電圧の平均値Ｖ２により除することにより取得される。換言すると、本例では、コンクリート２１によって反射された電磁波の強度に対応する部分Ｐ２は、上記変化において、電圧が所定の範囲内にて変化する部分である。
【００８１】
本例では、鮮明度は、検出強度係数を、上記変化において電圧が最大値Ｖ１を有する位置と、上記変化におけるピークを構成する部分Ｐ１以外の部分Ｐ２の中で当該位置に最も近い位置と、の間の距離（換言すると、検出間隔）Δｙにより除することにより取得される。
【００８２】
検出強度係数が大きくなるほど、試料２の内部にて延在する鉄筋２２をより高い位置分解能にて検出できる。また、鮮明度が大きくなるほど、試料２の内部にて延在する鉄筋２２をより高い位置分解能にて検出できる。
【００８３】
図１３に表されるように、かぶりが２ｍｍである場合、検出強度係数は、電磁波生成部１１により生成される電磁波の周波数が、５０ＧＨｚ乃至７０ＧＨｚである場合に十分に大きい。また、この場合、検出強度係数は、６０ＧＨｚである場合に最大である。
【００８４】
図１３に表されるように、かぶりが２ｍｍである場合、鮮明度は、電磁波生成部１１により生成される電磁波の周波数が５０ＧＨｚ乃至１４０ＧＨｚである場合に十分に大きい。また、この場合、鮮明度は、１４０ＧＨｚである場合に最大である。
【００８５】
図１４に表されるように、かぶりが４ｍｍである場合、検出強度係数は、電磁波生成部１１により生成される電磁波の周波数が、５０ＧＨｚ乃至７０ＧＨｚである場合に十分に大きい。また、この場合、検出強度係数は、６０ＧＨｚである場合に最大である。
【００８６】
図１４に表されるように、かぶりが４ｍｍである場合、鮮明度は、電磁波生成部１１により生成される電磁波の周波数が５０ＧＨｚ乃至１４０ＧＨｚである場合に十分に大きい。また、この場合、鮮明度は、１４０ＧＨｚである場合に最大である。
【００８７】
（第４実験例）
次に、第１実施形態の検出装置１を用いた第４実験例について、図１５乃至図１８を参照しながら説明する。
本例では、試料２は、遠心力鉄筋コンクリート管の一部である。本例では、試料２は、かぶりが、２ｍｍ、４ｍｍ、６ｍｍ、又は、８ｍｍである。本例では、鉄筋２２の直径は、７．５ｍｍである。
【００８８】
図１５は、かぶりが２ｍｍである場合における、品質パラメータの、絞り部１５の第２開口１５４の直径（換言すると、開口直径）に対する変化を表す。品質パラメータは、検出強度係数が大きくなるほど大きくなるとともに、鮮明度が大きくなるほど大きくなるパラメータである。本例では、品質パラメータは、検出強度係数と、鮮明度と、の積である。品質パラメータが大きくなるほど、試料２の内部にて延在する鉄筋２２をより高い位置分解能にて検出できる。
【００８９】
本例では、電磁波生成部１１により生成される電磁波の周波数は、４０ＧＨｚ、６０ＧＨｚ、又は、１４０ＧＨｚである。
【００９０】
図１６は、かぶりが４ｍｍである場合における、品質パラメータの、絞り部１５の第２開口１５４の直径に対する変化を表す。図１７は、かぶりが６ｍｍである場合における、品質パラメータの、絞り部１５の第２開口１５４の直径に対する変化を表す。図１８は、かぶりが８ｍｍである場合における、品質パラメータの、絞り部１５の第２開口１５４の直径に対する変化を表す。
【００９１】
図１５乃至図１８のそれぞれにおいて、曲線Ｃ１は、電磁波生成部１１により生成される電磁波の周波数が、４０ＧＨｚである場合における品質パラメータに対応する。図１５乃至図１８のそれぞれにおいて、曲線Ｃ２は、電磁波生成部１１により生成される電磁波の周波数が、６０ＧＨｚである場合における品質パラメータに対応する。図１５及び図１６のそれぞれにおいて、曲線Ｃ３は、電磁波生成部１１により生成される電磁波の周波数が、１４０ＧＨｚである場合における品質パラメータに対応する。
【００９２】
本例では、品質パラメータは、図１２に表されるような、検出部１７により出力された電圧の、試料２の検出装置１に対する相対的な位置に対する変化に基づいて取得される。本例では、検出強度係数、及び、鮮明度のそれぞれは、第３実験例と同様に取得される。
【００９３】
図１５に表されるように、かぶりが２ｍｍである場合、品質パラメータは、電磁波生成部１１により生成される電磁波の周波数が、６０ＧＨｚであり、且つ、開口直径が５ｍｍ乃至９ｍｍである場合に十分に大きい。また、この場合、品質パラメータは、電磁波生成部１１により生成される電磁波の周波数が、６０ＧＨｚであり、且つ、開口直径が６ｍｍ又は８ｍｍである場合に最大である。
【００９４】
図１６に表されるように、かぶりが４ｍｍである場合、品質パラメータは、電磁波生成部１１により生成される電磁波の周波数が、１４０ＧＨｚであり、且つ、開口直径が４ｍｍ乃至６ｍｍである場合に十分に大きい。また、この場合、品質パラメータは、電磁波生成部１１により生成される電磁波の周波数が、１４０ＧＨｚであり、且つ、開口直径が６ｍｍである場合に最大である。
【００９５】
図１７に表されるように、かぶりが６ｍｍである場合、品質パラメータは、電磁波生成部１１により生成される電磁波の周波数が、６０ＧＨｚであり、且つ、開口直径が７ｍｍ乃至９ｍｍである場合に十分に大きい。また、この場合、品質パラメータは、電磁波生成部１１により生成される電磁波の周波数が、６０ＧＨｚであり、且つ、開口直径が８ｍｍである場合に最大である。
【００９６】
図１８に表されるように、かぶりが８ｍｍである場合、品質パラメータは、電磁波生成部１１により生成される電磁波の周波数が、６０ＧＨｚであり、且つ、開口直径が７ｍｍ乃至９ｍｍである場合に十分に大きい。また、この場合、品質パラメータは、電磁波生成部１１により生成される電磁波の周波数が、６０ＧＨｚであり、且つ、開口直径が８ｍｍである場合に最大である。
【００９７】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されない。例えば、上述した実施形態に、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において当業者が理解し得る様々な変更が加えられてよい。
【符号の説明】
【００９８】
１      検出装置
１１    電磁波生成部
１２    第１レンズ部
１３    ビームスプリッタ部
１４    第２レンズ部
１５    絞り部
１５１  本体
１５２  被膜
１５３  第１開口
１５４  第２開口
１６    第３レンズ部
１７    検出部
２      試料
２１    コンクリート
２２    鉄筋
【図１】
2019060783.tif 000003
【図２】
2019060783.tif 000004
【図３】
2019060783.tif 000005
【図４】
2019060783.tif 000006
【図５】
2019060783.tif 000007
【図６】
2019060783.tif 000008
【図７】
2019060783.tif 000009
【図８】
2019060783.tif 000010
【図９】
2019060783.tif 000011
【図１０】
2019060783.tif 000012
【図１１】
2019060783.tif 000013
【図１２】
2019060783.tif 000014
【図１３】
2019060783.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2019060783.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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