(57)【要約】【課題】試験体の性状を容易に確認することができるようにする。【解決手段】信号処理部８が、受信部７より出力された電気信号から第一ゲート内信号と第二ゲート内信号を抽出して、第一ゲート内信号の最大振幅値と第二ゲート内信号の最大振幅値との比を算出し、最大振幅値の比が閾値より大きければ、試験体１に生じているクラック２の深さがモルタル厚より深いと判定して、試験体１の補修が必要である旨を示す性状の判定結果を出力し、最大振幅値の比が閾値以下であれば、試験体１に生じているクラック２の深さがモルタル厚より浅いと判定して、試験体１の補修が不要である旨を示す性状の判定結果を出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響的不連続部が生じている試験体の表面に配置され、前記試験体の中に超音波を放射する送信用探触子と、
前記送信用探触子と対になって前記音響的不連続部を挟む前記試験体の表面上の位置に配置され、前記送信用探触子から放射されたのち、前記試験体の中を伝搬してきた超音波を受信する受信用探触子と、
前記受信用探触子により受信された超音波のうち、前記試験体の底面で反射された超音波が受信される前の時間帯で受信された超音波の振幅と、前記試験体の底面で反射された超音波が受信される時間帯で受信された超音波の振幅とを比較し、前記比較の結果から前記音響的不連続部が生じている前記試験体の性状を判定する性状判定手段と
を備えた超音波測定装置。
【請求項２】
前記性状判定手段は、前記試験体の底面で反射された超音波が受信される前の時間帯で受信された超音波の振幅と、前記試験体の底面で反射された超音波が受信される時間帯で受信された超音波の振幅との比又は差分を算出し、前記比又は差分の算出結果から前記音響的不連続部が生じている前記試験体の性状を判定することを特徴とする請求項１記載の超音波測定装置。
【請求項３】
前記性状判定手段は、前記試験体の底面で反射された超音波が受信される前の時間帯で受信された超音波の絶対値の積分値と、前記試験体の底面で反射された超音波が受信される時間帯で受信された超音波の絶対値の積分値との比又は差分を算出し、前記比又は差分の算出結果から前記音響的不連続部が生じている前記試験体の性状を判定することを特徴とする請求項１記載の超音波測定装置。
【請求項４】
音響的不連続部が生じている試験体の表面に配置され、前記試験体の中に超音波を放射する送信用探触子と、
前記送信用探触子と対になって前記音響的不連続部を挟む前記試験体の表面上の位置に配置され、前記送信用探触子から放射されたのち、前記試験体の中を伝搬してきた超音波を受信する受信用探触子と、
予め、前記送信用探触子から放射された超音波が前記受信用探触子に直接受信された場合の受信超音波の周波数スペクトルを記憶する周波数スペクトル記憶手段と、
前記受信用探触子により受信された超音波のうち、前記試験体の底面で反射された超音波が受信される時間帯で受信された超音波の周波数スペクトルと、前記周波数スペクトル記憶手段により記憶されている周波数スペクトルとを比較し、前記比較の結果から前記音響的不連続部が生じている前記試験体の性状を判定する性状判定手段と
を備えた超音波測定装置。
【請求項５】
前記性状判定手段は、前記試験体の底面で反射された超音波が受信される時間帯で受信された超音波の周波数スペクトル内の予め指定された周波数の信号成分と、前記周波数スペクトル記憶手段により記憶されている周波数スペクトル内の前記周波数の信号成分との比又は差分を算出し、前記比又は差分の算出結果から前記音響的不連続部が生じている前記試験体の性状を判定することを特徴とする請求項４記載の超音波測定装置。
【請求項６】
音響的不連続部が生じている試験体の表面に配置され、前記試験体の中に超音波を放射する送信用探触子と、
前記送信用探触子と対になって前記音響的不連続部を挟む前記試験体の表面上の位置に配置され、前記送信用探触子から放射されたのち、前記試験体の中を伝搬してきた超音波を受信する受信用探触子と、
前記受信用探触子により受信された超音波のうち、前記試験体の底面で反射された超音波が受信される前の時間帯で受信された超音波の振幅と、前記試験体の底面で反射された超音波が受信される時間帯で受信された超音波の振幅とを比較し、前記比較の結果から前記音響的不連続部が生じている前記試験体の性状を判定する第１の性状判定手段と、
予め、前記送信用探触子から放射された超音波が前記受信用探触子に直接受信された場合の受信超音波の周波数スペクトルを記憶する周波数スペクトル記憶手段と、
前記受信用探触子により受信された超音波のうち、前記試験体の底面で反射された超音波が受信される時間帯で受信された超音波の周波数スペクトルと、前記周波数スペクトル記憶手段により記憶されている周波数スペクトルとを比較し、前記比較の結果から前記音響的不連続部が生じている前記試験体の性状を判定する第２の性状判定手段と、
前記第１の性状判定手段の判定結果と前記第２の性状判定手段の判定結果とから、前記音響的不連続部が生じている前記試験体の性状の判定を確定する判定確定手段と
を備えた超音波測定装置。
【請求項７】
音響的不連続部が生じている試験体の表面に配置されている送信用探触子が、前記試験体の中に超音波を放射する超音波放射ステップと、
前記送信用探触子と対になって前記音響的不連続部を挟む前記試験体の表面上の位置に配置されている受信用探触子が、前記超音波放射ステップで放射されたのち、前記試験体の中を伝搬してきた超音波を受信する超音波受信ステップと、
性状判定手段が、前記超音波受信ステップで受信された超音波のうち、前記試験体の底面で反射された超音波が受信される前の時間帯で受信された超音波の振幅と、前記試験体の底面で反射された超音波が受信される時間帯で受信された超音波の振幅とを比較し、前記比較の結果から前記音響的不連続部が生じている前記試験体の性状を判定する性状判定ステップと
を備えた超音波測定方法。
【請求項８】
前記性状判定ステップでは、前記試験体の底面で反射された超音波が受信される前の時間帯で受信された超音波の振幅と、前記試験体の底面で反射された超音波が受信される時間帯で受信された超音波の振幅との比又は差分を算出し、前記比又は差分の算出結果から前記音響的不連続部が生じている前記試験体の性状を判定することを特徴とする請求項７記載の超音波測定方法。
【請求項９】
前記性状判定ステップでは、前記試験体の底面で反射された超音波が受信される前の時間帯で受信された超音波の絶対値の積分値と、前記試験体の底面で反射された超音波が受信される時間帯で受信された超音波の絶対値の積分値との比又は差分を算出し、前記比又は差分の算出結果から前記音響的不連続部が生じている前記試験体の性状を判定することを特徴とする請求項７記載の超音波測定方法。
【請求項１０】
音響的不連続部が生じている試験体の表面に配置されている送信用探触子が、前記試験体の中に超音波を放射する超音波放射ステップと、
前記送信用探触子と対になって前記音響的不連続部を挟む前記試験体の表面上の位置に配置されている受信用探触子が、前記超音波放射ステップで放射されたのち、前記試験体の中を伝搬してきた超音波を受信する超音波受信ステップと、
性状判定手段が、前記送信用探触子から放射された超音波が前記受信用探触子に直接受信された場合の受信超音波の周波数スペクトルを事前に取得し、前記超音波受信ステップで受信された超音波のうち、前記試験体の底面で反射された超音波が受信される時間帯で受信された超音波の周波数スペクトルと、前記事前に取得した周波数スペクトルとを比較し、前記比較の結果から前記音響的不連続部が生じている前記試験体の性状を判定する性状判定ステップと
を備えた超音波測定方法。
【請求項１１】
前記性状判定ステップでは、前記試験体の底面で反射された超音波が受信される時間帯で受信された超音波の周波数スペクトル内の予め指定された周波数の信号成分と、前記事前に取得した周波数スペクトル内の前記周波数の信号成分との比又は差分を算出し、前記比又は差分の算出結果から前記音響的不連続部が生じている前記試験体の性状を判定することを特徴とする請求項１０記載の超音波測定方法。
【請求項１２】
音響的不連続部が生じている試験体の表面に配置されている送信用探触子が、前記試験体の中に超音波を放射する超音波放射ステップと、
前記送信用探触子と対になって前記音響的不連続部を挟む前記試験体の表面上の位置に配置されている受信用探触子が、前記超音波放射ステップで放射されたのち、前記試験体の中を伝搬してきた超音波を受信する超音波受信ステップと、
第１の性状判定手段が、前記超音波受信ステップで受信された超音波のうち、前記試験体の底面で反射された超音波が受信される前の時間帯で受信された超音波の振幅と、前記試験体の底面で反射された超音波が受信される時間帯で受信された超音波の振幅とを比較し、前記比較の結果から前記音響的不連続部が生じている前記試験体の性状を判定する第１の性状判定ステップと、
第２の性状判定手段が、前記送信用探触子から放射された超音波が前記受信用探触子に直接受信された場合の受信超音波の周波数スペクトルを事前に取得し、前記超音波受信ステップで受信された超音波のうち、前記試験体の底面で反射された超音波が受信される時間帯で受信された超音波の周波数スペクトルと、前記事前に取得した周波数スペクトルとを比較し、前記比較の結果から前記音響的不連続部が生じている前記試験体の性状を判定する第２の性状判定ステップと、
判定確定手段が、前記第１の性状判定ステップでの判定結果と前記第２の性状判定ステップでの判定結果とから、前記音響的不連続部が生じている前記試験体の性状の判定を確定する判定確定ステップと
を備えた超音波測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、音響的不連続部であるひび割れが生じているコンクリート構造物などの試験体の性状を判定する超音波測定装置及び超音波測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、構造物の損傷が顕在化しており、適切な維持管理が要求されている。
特に、コンクリート構造物では、ひび割れが問題になっており、ひび割れの深さが浅い場合には、構造物の強度に対してあまり影響を及ぼさないが、ひび割れが深い場合には、構造物の強度が劣化しているので、補修を施す必要がある。
このため、単にひび割れを検出するだけでなく、ひび割れの深さを測定する技術が望まれている。目視ではひび割れの深さを測定することができないので、超音波による測定が期待されている。
【０００３】
図１６は以下の特許文献１に開示されている超音波測定方法を示す説明図である。
この超音波測定方法では、コンクリート試験体１０１に生じているクラック（ひび割れ）１０２を測定する際、クラック１０２を挟むように送信用探触子１０３と受信用探触子１０４をコンクリート試験体１０１の表面に配置し、送信用探触子１０３から放射された超音波のうち、クラック１０２の先端で回折された超音波を受信用探触子１０４が受信することで、クラック１０２の長さを測定するようにしている。
この超音波測定方法は、クラック１０２の先端で回折された超音波を明確に受信できることを前提としている。
しかし、実際のコンクリート試験体１０１では、クラック１０２の先端で回折された超音波だけでなく、伝搬経路の説明が困難な種々の超音波のエコーが受信される場合がある。
このような場合には、受信用探触子１０４が超音波を受信しても、クラック１０２の長さを測定することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５９−４６５０３号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の超音波測定方法は以上のように構成されているので、クラック１０２の先端で回折された超音波だけでなく、伝搬経路の説明が困難な種々の超音波のエコーが受信される場合には、クラック１０２の長さを測定することができない。このため、クラック１０２によるコンクリート試験体１０１の強度劣化の程度が分からず、コンクリート試験体１０１の性状（例えば、試験体１０１に対する補修の有無）を判断することができない課題があった。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、試験体の性状を容易に確認することができる超音波測定装置及び超音波測定方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る超音波測定装置は、音響的不連続部が生じている試験体の表面に配置され、試験体の中に超音波を放射する送信用探触子と、送信用探触子と対になって音響的不連続部を挟む試験体の表面上の位置に配置され、送信用探触子から放射されたのち、試験体の中を伝搬してきた超音波を受信する受信用探触子とを設け、性状判定手段が、受信用探触子により受信された超音波のうち、試験体の底面で反射された超音波が受信される前の時間帯で受信された超音波の振幅と、試験体の底面で反射された超音波が受信される時間帯で受信された超音波の振幅とを比較し、その比較の結果から音響的不連続部が生じている試験体の性状を判定するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、性状判定手段が、受信用探触子により受信された超音波のうち、試験体の底面で反射された超音波が受信される前の時間帯で受信された超音波の振幅と、試験体の底面で反射された超音波が受信される時間帯で受信された超音波の振幅とを比較し、その比較の結果から音響的不連続部が生じている試験体の性状を判定するように構成したので、試験体の性状を容易に確認することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１による超音波測定装置を示す構成図である。
【図２】試験体１の構造を示す断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１による超音波測定方法を示すフローチャートである。
【図４】クラック２の深さがモルタル厚よりも浅い場合の超音波の伝搬経路を示す説明図である。
【図５】クラック２の深さがモルタル厚よりも深い場合の超音波の伝搬経路を示す説明図である。
【図６】クラック２の深さがモルタル厚よりも浅い場合に受信された超音波の波形を示す波形図である。
【図７】クラック２の深さがモルタル厚よりも深い場合に受信された超音波の波形を示す波形図である。
【図８】この発明の実施の形態２による超音波測定装置を示す構成図である。
【図９】この発明の実施の形態２による超音波測定方法を示すフローチャートである。
【図１０】この発明の実施の形態３による超音波測定装置を示す構成図である。
【図１１】この発明の実施の形態３による超音波測定方法を示すフローチャートである。
【図１２】送信用探触子５から放射された超音波が受信用探触子６に直接受信された場合（試験体１を介さずに受信された場合）の受信超音波の周波数スペクトルを示す説明図である。
【図１３】クラック２の深さがモルタル厚よりも浅い場合に受信された超音波（図６に示す超音波）における第二ゲート内信号の周波数スペクトルを示す説明図である。
【図１４】クラック２の深さがモルタル厚よりも深い場合に受信された超音波（図７に示す超音波）における第二ゲート内信号の周波数スペクトルを示す説明図である。
【図１５】この発明の実施の形態４による超音波測定装置を示す構成図である。
【図１６】特許文献１に開示されている超音波測定方法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による超音波測定装置を示す構成図である。
図１において、試験体１は図２に示すようにコンクリート１ａの上にモルタル１ｂが施工されている構造物であり、音響的不連続部であるクラック２が生じている。１ｃはコンクリート１ａとモルタル１ｂの境界面、１ｄはコンクリート１ａの底面である。
送受信器３の送信部４は電気信号を送信用探触子５に送信することで、送信用探触子５から超音波を放射させる駆動部である。
送信用探触子５はクラック２が生じている試験体１の表面に配置されており、送信部４から出力された電気信号を超音波に変換し、その超音波を試験体１の中に放射する。
【００１１】
受信用探触子６は送信用探触子５と対になってクラック２を挟む試験体１の表面上の位置に配置されており（図１の例では、送信用探触子５がクラック２の左側に配置され、受信用探触子６がクラック２の右側に配置されている）、送信用探触子５から放射されたのち、試験体１の中を伝搬してきた超音波を受信し、その超音波を電気信号に変換して受信部７に出力する。
受信部７は受信用探触子６から出力された電気信号を受信し、その電気信号を信号処理部８及び表示部９に出力する。
【００１２】
信号処理部８は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、受信部７から出力された電気信号を解析して、受信用探触子６により受信された超音波のうち、試験体１の底面で反射された超音波が受信される前の時間帯で受信された超音波の振幅と、試験体１の底面で反射された超音波が受信される時間帯で受信された超音波の振幅とを特定して、双方の振幅を比較し、双方の振幅の比較結果からクラック２が生じている試験体１の性状（例えば、試験体に対する補修の有無）を判定する処理を実施する。なお、信号処理部８は性状判定手段を構成している。
表示部９は信号処理部８の判定結果や受信用探触子６により受信された超音波の波形等を表示する。
なお、送受信器３には制御部１０が内蔵されており、送信部４、受信部７、信号処理部８及び表示部９は、制御部１０から出力される制御信号によって動作が制御される。
図３はこの発明の実施の形態１による超音波測定方法を示すフローチャートである。
【００１３】
次に動作について説明する。
建築用のコンクリート構造物は、図２の試験体１のように、コンクリート１ａの上にモルタル１ｂが施工されている場合が多い。この場合、コンクリート１ａとモルタル１ｂの２層構造となる。
目視点検等で、試験体１の表層部に生じているクラック２を検出することがあるが、表層部に生じているクラック２を見ても、試験体１の強度に対して影響を及ぼしているクラックであるか否かは判別することができない。
【００１４】
コンクリート１ａとモルタル１ｂの２層構造の場合、クラック２の深さがモルタル厚よりも浅い場合、構造物としての強度はあまり劣化していないが、クラック２が下層のコンクリート１ａにまで及んでいる場合、構造物としての強度が劣化している。構造物の強度に着目した場合、クラック２の深さがモルタル厚よりも浅いのか、あるいは、コンクリート１ａにまで深さを有するのかを判別できれば、補修の大きな目安となる。
以下、試験体１がコンクリート１ａとモルタル１ｂの２層構造である場合について、本発明の内容を説明するが、試験体１がコンクリート１ａとモルタル１ｂ以外の２層構造であっても、本発明を適用することができる。
【００１５】
図４はクラック２の深さがモルタル厚よりも浅い場合の超音波の伝搬経路を示す説明図であり、図５はクラック２の深さがモルタル厚よりも深い場合の超音波の伝搬経路を示す説明図である。
また、図６はクラック２の深さがモルタル厚よりも浅い場合に受信された超音波の波形を示す波形図であり、図７はクラック２の深さがモルタル厚よりも深い場合に受信された超音波の波形を示す波形図である。
【００１６】
図４を参照しながら、クラック２の深さがモルタル厚よりも浅い場合の超音波の伝搬経路について説明する。
図４では、送信用探触子５から放射された超音波の伝搬経路は、矢印で示している。
送信用探触子５から放射された超音波は、モルタル１ｂの中を伝搬したのち、クラック２の先端に到達すると、クラック２の先端で回析され、その回折波が受信用探触子６で受信される。この回折波が受信用探触子６で最初に受信される超音波である。
【００１７】
また、送信用探触子５から放射された超音波は、モルタル１ｂとコンクリート１ａの境界面１ｃに到達すると、その境界面１ｃで反射され、その反射波が受信用探触子６で受信される。
ただし、反射波は、図４に示すような単純な伝搬経路だけでなく、境界面１ｃ及びモルタル１ｂの表面での多重反射や、クラック２での反射も含む複雑な経路を辿って受信されるものもある。このため、受信用探触子６で受信される超音波の波形は、複雑な波形になる。
さらに、送信用探触子５から放射された超音波は、モルタル１ｂとコンクリート１ａの境界面１ｃを透過して、コンクリート１ａの底面１ｄに到達すると、その底面１ｄで反射され、その反射波である底面エコーが受信用探触子６で受信される。
【００１８】
したがって、クラック２の深さがモルタル厚よりも浅い場合、受信用探触子６が受信する超音波は、主に下記の３種類である。
（１）クラック２の先端での回析波
（２）境界面１ｃでの反射波、モルタル１ｂの表面での反射波、クラック２での反射波等
（３）底面エコー
このため、受信用探触子６で受信される超音波の波形は、複雑な波形になるが、特に（２）の反射波は、種々の伝搬経路を辿って受信されるので、信号全体の解釈が困難な程に複雑になる可能性がある。
【００１９】
次に、図５を参照しながら、クラック２の深さがモルタル厚よりも深い場合の超音波の伝搬経路について説明する。
図５では、送信用探触子５から放射された超音波の伝搬経路は、矢印で示している。
送信用探触子５から放射された超音波は、モルタル１ｂの中を伝搬して、モルタル１ｂとコンクリート１ａの境界面１ｃに到達しても、コンクリート１ａまで深さを有するクラック２によって遮断されるため、その境界面１ｃでの反射波は、そのまま受信用探触子６で受信されることはない。
【００２０】
送信用探触子５から放射された超音波は、モルタル１ｂとコンクリート１ａの境界面１ｃを透過して、クラック２の先端に到達すると、クラック２の先端で回析され、その回折波が受信用探触子６で受信される。この回折波が受信用探触子６で最初に受信される超音波である。
さらに、送信用探触子５から放射された超音波は、コンクリート１ａの中を伝搬して、コンクリート１ａの底面１ｄに到達すると、その底面１ｄで反射され、その反射波である底面エコーが受信用探触子６で受信される。
【００２１】
したがって、クラック２の深さがモルタル厚よりも深い場合、受信用探触子６が受信する超音波は、主に下記の２種類である。
（１）クラック２の先端での回析波
（２）底面エコー
このため、クラック２の深さがモルタル厚よりも深い場合の受信波形は、クラック２の深さがモルタル厚よりも浅い場合の受信波形と比べて簡単になる。
ただし、クラック２の深さがモルタル厚よりも深い場合でも、境界面１ｃで反射されたのち、クラック２の先端で回折された超音波が受信される場合もあるので、上記の２種類だけにならない場合もある。
【００２２】
以上で説明したように、受信用探触子６で受信される超音波の波形は、クラック２の深さがモルタル厚よりも浅い場合と、クラック２の深さがモルタル厚よりも深い場合では大きく異なる。
本発明では、受信用探触子６で受信される超音波の波形の相違に基づいて、クラック２の深さがモルタル厚よりも浅いのか、クラック２の深さがモルタル厚よりも深いのかを判別する。
【００２３】
次に、クラック２の深さがモルタル厚よりも浅い場合に、受信用探触子６で受信される超音波の波形と、クラック２の深さがモルタル厚よりも深い場合に、受信用探触子６で受信される超音波の波形について、実験結果を交えて説明する。
ここでの実験では、コンクリート１ａの上にモルタル１ｂが施工されている試験体１の中に超音波を放射し、試験体１の中を伝搬してきた超音波を受信する実験である。
コンクリート１ａの厚さは約８０ｍｍ、モルタル１ｂの厚さは約２０ｍｍである。ただし、クラック２を作成するのは困難であるため、ここではクラック２を模して人工的にスリットを作成している。
また、送信用探触子５と受信用探触子６の中心間距離を６０ｍｍとしており、図４のクラック２（深さがモルタル厚よりも浅いクラック）に相当するスリットの深さを５ｍｍ、図５のクラック２（深さがモルタル厚よりも深いクラック）に相当するスリットの深さを４０ｍｍとしている。
なお、送信用探触子５及び受信用探触子６は、公称周波数が５００ｋＨｚのものを用いている。
【００２４】
クラック２の深さがモルタル厚よりも浅い場合の実験では、受信用探触子６で受信される超音波の波形は、図６に示すように、非常に複雑な波形となっている。このため、底面エコーを受信していても、どの波形が底面エコーの波形であるのかを判別することが困難である。
一方、クラック２の深さがモルタル厚よりも深い場合の実験では、受信用探触子６で受信される超音波の波形は、図７に示すように、比較的簡単な波形となっており、スリットの先端での回折波の波形と、底面エコーの波形とを明確に区別することが可能である。
【００２５】
図６の波形と図７の波形の大きな差異は、底面エコーの波形よりも時間的に前の波形である。
図６の波形では、どの波形が底面エコーの波形であるのかが判断できない程複雑であるが、試験体１の全体の厚さから推測すると、送信用探触子５から放射されてから、概略５０μｓ〜６０μｓの時間が経過した時点で、底面エコーが受信される。このため、５０μｓよりも時間的に前の波形は、底面エコーの波形ではなく、スリットの先端からの回折波と境界面１ｃでの反射を伴う波であると考えられる。
なお、実際には、表面波が伝搬して受信されるが、説明を簡単にするため、ここでは表面波を無視している。
【００２６】
図７の波形を見ると、概略５０μｓ〜６０μｓの時間が経過した時点で、底面エコーが受信されていることが明確に表れている。
さらに、５０μｓよりも時間的に前では、スリットの先端からの回折波だけが受信されており、その回折波の振幅は、底面エコーの振幅と比較して小さい。
これは、スリットの深さが境界面１ｃより深いため、境界面１ｃでの反射を含んだ信号が非常に小さくなっているためである。
この波形の特徴を利用すれば、スリットの深さがモルタル厚より深いかどうかを判別することができる。即ち、底面エコーよりも時間的に早く受信された超音波の振幅と、底面エコーが受信される時間帯の超音波の振幅とを比較し、底面エコーが受信される時間帯の超音波の振幅が、底面エコーよりも時間的に早く受信された超音波の振幅より非常に大きければ、クラック２の深さがモルタル厚より深いと判断することができる。
一方、底面エコーが受信される時間帯の超音波の振幅が、底面エコーよりも時間的に早く受信された超音波の振幅と大きく変わらなければ、クラック２の深さがモルタル厚より浅いと判断することができる。
このように、受信用探触子６により受信される超音波の振幅を２つの時間領域に分け、各時間領域における超音波の振幅を比較することで、クラック２の深さがモルタル厚よりも浅いものであるのか、深いものであるのかを判別することができるので、簡単に試験体１の性状を判断することができる。
【００２７】
以下、図１の超音波測定装置の処理内容を具体的に説明する。
送信部４は、制御部１０の指示の下で、電気信号を送信用探触子５に送信する。
送信用探触子５は、送信部４から電気信号を受けると、その電気信号を超音波に変換し、その超音波を試験体１の中に放射する（図３のステップＳＴ１）。
これにより、送信用探触子５から放射された超音波は、試験体１の中を伝搬し、図４または図５に示すような伝搬経路を辿って、受信用探触子６に到達する。
【００２８】
受信用探触子６は、送信用探触子５から放射されたのち、試験体１の中を伝搬してきた超音波を受信し、その超音波を電気信号に変換して受信部７に出力する（ステップＳＴ２）。
受信部７は、受信用探触子６から電気信号を受けると、その電気信号を信号処理部８及び表示部９に出力する。なお、受信部７は、必要に応じて電気信号を増幅し、増幅後の電気信号を信号処理部８及び表示部９に出力する。
表示部９は、受信部７から電気信号を受けると、その電気信号にしたがって図６や図７に示すような超音波の波形図を表示する。
【００２９】
信号処理部８は、予め、底面エコーが受信される前の時間帯（図６及び図７では、５０μｓよりも前の時間帯）を第一ゲートに設定され、底面エコーが受信される時間帯（図６及び図７では、５０μｓ〜７０μｓの時間帯）を第二ゲートに設定されており、受信部７から電気信号を受けると、その電気信号から第一ゲート内の信号（以下、「第一ゲート内信号」と称する）を抽出するとともに、その電気信号から第二ゲート内の信号（以下、「第二ゲート内信号」と称する）を抽出する（ステップＳＴ３）。
なお、各ゲートをかける位置は、コンクリート１ａの厚さ、モルタル１ｂの厚さ、送信用探触子５と受信用探触子６間の距離などによって変える必要があるが、図６及び図７の例では、第一ゲートを５０μｓよりも前の時間帯、第二ゲートを５０μｓ〜７０μｓの時間帯に設定している。
【００３０】
信号処理部８は、第一ゲート内信号と第二ゲート内信号を抽出すると、第一ゲート内信号の最大振幅値と第二ゲート内信号の最大振幅値との比（＝第二ゲート内信号の最大振幅値／第一ゲート内信号の最大振幅値）を算出する（ステップＳＴ４）。
信号処理部８は、最大振幅値の比を算出すると、最大振幅値の比と予め設定された閾値を比較し（ステップＳＴ５）、最大振幅値の比が閾値より大きければ（最大振幅値の比＞閾値）、試験体１に生じているクラック２の深さがモルタル厚より深いと判定して、試験体１の補修が必要である旨を示す性状の判定結果を出力する（ステップＳＴ６）。
一方、最大振幅値の比が閾値以下であれば（最大振幅値の比≦閾値）、試験体１に生じているクラック２の深さがモルタル厚より浅いと判定して、試験体１の補修が不要である旨を示す性状の判定結果を出力する（ステップＳＴ７）。
【００３１】
例えば、受信用探触子６で受信された超音波の波形が図６の場合、
第一ゲート内信号の最大振幅値＝１３８６
第二ゲート内信号の最大振幅値＝１８５２
最大振幅値の比＝１８５２÷１３８６≒１．３
例えば、受信用探触子６で受信された超音波の波形が図７の場合、
第一ゲート内信号の最大振幅値＝２７９
第二ゲート内信号の最大振幅値＝１５０３
最大振幅値の比＝１５０３÷２７９≒５．４
である。
【００３２】
このとき、例えば、閾値として、３．０が設定されているとすれば、図６の場合、最大振幅値の比（≒１．３）が閾値（＝３．０）以下となるので、試験体１に生じているクラック２の深さがモルタル厚より浅いと判定されて、試験体１の補修が不要である旨を示す性状の判定結果が出力される。
また、図７の場合、最大振幅値の比（≒５．４）が閾値（＝３．０）より大きくなるので、試験体１に生じているクラック２の深さがモルタル厚より深いと判定されて、試験体１の補修が必要である旨を示す性状の判定結果が出力される。
なお、閾値の設定は、試験体１、送信用探触子５及び受信用探触子６の大きさや、周波数などにより変化するものと考えられる。したがって、ここで示している閾値３．０はあくまでも一例であり、ケースによって閾値を変更すればよい。
【００３３】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、信号処理部８が、受信部７より出力された電気信号から第一ゲート内信号と第二ゲート内信号を抽出して、第一ゲート内信号の最大振幅値と第二ゲート内信号の最大振幅値との比を算出し、最大振幅値の比が閾値より大きければ、試験体１に生じているクラック２の深さがモルタル厚より深いと判定して、試験体１の補修が必要である旨を示す性状の判定結果を出力し、最大振幅値の比が閾値以下であれば、試験体１に生じているクラック２の深さがモルタル厚より浅いと判定して、試験体１の補修が不要である旨を示す性状の判定結果を出力するように構成したので、試験体１の性状（例えば、試験体に対する補修の有無）を容易に確認することができる効果を奏する。また、モルタル厚の測定作業を省略することができる効果も奏する。
【００３４】
この実施の形態１では、第一ゲート内信号の最大振幅値と第二ゲート内信号の最大振幅値との比を算出して、最大振幅値の比と閾値を比較するものを示したが、第一ゲート内信号の最大振幅値と第二ゲート内信号の最大振幅値との差分を算出して、最大振幅値の差分と閾値を比較し、最大振幅値の差分が閾値より大きければ（最大振幅値の差分＞閾値）、試験体１に生じているクラック２の深さがモルタル厚より深いと判定して、試験体１の補修が必要である旨を示す性状の判定結果を出力し、最大振幅値の差分が閾値以下であれば（最大振幅値の差分≦閾値）、試験体１に生じているクラック２の深さがモルタル厚より浅いと判定して、試験体１の補修が不要である旨を示す性状の判定結果を出力するようにしてもよい。
【００３５】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、第一ゲート内信号の最大振幅値と第二ゲート内信号の最大振幅値との比を算出し、最大振幅値の比が閾値より大きければ、試験体１に生じているクラック２の深さがモルタル厚より深いと判定する例を説明している。
ここで、クラック２の深さがモルタル厚より浅い場合（図６を参照）、第一ゲート内信号の波形が複雑で振幅が大きくなることは、上記実施の形態１で既に説明しているが、その波形の大きな振幅の継続時間も長くなる。
一方、クラック２の深さがモルタル厚より深い場合（図７を参照）、第一ゲート内信号の波形の振幅が小さくなり、また、第一ゲート内信号における回折波の振幅の継続時間が短いものとなる。
したがって、ゲート内信号の最大振幅値と同様に、ゲート内信号の振幅の継続時間についても、試験体１の性状の判断基準として用いることができる。
【００３６】
そこで、この実施の形態２では、図８に示すように、信号処理部８ａが、受信部７より出力された電気信号から第一ゲート内信号と第二ゲート内信号を抽出すると、第一ゲート内信号及び第二ゲート内信号の有意な振幅の継続時間を定量的に表すものとして、第一ゲート内信号の絶対値の積分値及び第二ゲート内信号の絶対値の積分値を算出し、また、信号処理部８ａが、第一ゲート内信号の絶対値の積分値と第二ゲート内信号の絶対値の積分値との比（＝第二ゲート内信号の絶対値の積分値／第一ゲート内信号の絶対値の積分値）を算出して、その比の算出結果からクラック２が生じている試験体１の性状（例えば、試験体に対する補修の有無）を判定するものについて説明する。
【００３７】
図９はこの発明の実施の形態２による超音波測定方法を示すフローチャートである。
以下、図９を参照しながら、超音波測定装置の処理内容を具体的に説明する。
【００３８】
送信部４は、制御部１０の指示の下で、電気信号を送信用探触子５に送信する。
送信用探触子５は、送信部４から電気信号を受けると、上記実施の形態１と同様に、その電気信号を超音波に変換し、その超音波を試験体１の中に放射する（図９のステップＳＴ１１）。
これにより、送信用探触子５から放射された超音波は、試験体１の中を伝搬し、図４または図５に示すような伝搬経路を辿って、受信用探触子６に到達する。
【００３９】
受信用探触子６は、送信用探触子５から放射されたのち、試験体１の中を伝搬してきた超音波を受信し、その超音波を電気信号に変換して受信部７に出力する（ステップＳＴ１２）。
受信部７は、受信用探触子６から電気信号を受けると、その電気信号を信号処理部８ａ及び表示部９に出力する。なお、受信部７は、必要に応じて電気信号を増幅し、増幅後の電気信号を信号処理部８ａ及び表示部９に出力する。
表示部９は、受信部７から電気信号を受けると、その電気信号にしたがって図６や図７に示すような超音波の波形図を表示する。
【００４０】
信号処理部８ａは、図１の信号処理部８と同様に、予め、底面エコーが受信される前の時間帯（図６及び図７では、５０μｓよりも前の時間帯）を第一ゲートに設定され、底面エコーが受信される時間帯（図６及び図７では、５０μｓ〜７０μｓの時間帯）を第二ゲートに設定されている。
信号処理部８ａは、受信部７から電気信号を受けると、図１の信号処理部８と同様に、その電気信号から第一ゲート内信号を抽出するとともに、その電気信号から第二ゲート内信号を抽出する（ステップＳＴ１３）。
なお、各ゲートをかける位置は、コンクリート１ａの厚さ、モルタル１ｂの厚さ、送信用探触子５と受信用探触子６間の距離などによって変える必要があるが、図６及び図７の例では、第一ゲートを５０μｓよりも前の時間帯、第二ゲートを５０μｓ〜７０μｓの時間帯に設定している。
【００４１】
信号処理部８ａは、第一ゲート内信号と第二ゲート内信号を抽出すると、第一ゲート内信号の絶対値の積分値を算出するとともに、第二ゲート内信号の絶対値の積分値を算出する。
そして、信号処理部８ａは、第一ゲート内信号の絶対値の積分値と第二ゲート内信号の絶対値の積分値との比（＝第二ゲート内信号の絶対値の積分値／第一ゲート内信号の絶対値の積分値）を算出する（ステップＳＴ１４）。
信号処理部８ａは、第一ゲート内信号の絶対値の積分値と第二ゲート内信号の絶対値の積分値との比を算出すると、その絶対値の積分値の比と予め設定された閾値を比較し（ステップＳＴ１５）、その絶対値の積分値の比が閾値より大きければ（絶対値の積分値の比＞閾値）、試験体１に生じているクラック２の深さがモルタル厚より深いと判定して、試験体１の補修が必要である旨を示す性状の判定結果を出力する（ステップＳＴ１６）。
一方、絶対値の積分値の比が閾値以下であれば（絶対値の積分値の比≦閾値）、試験体１に生じているクラック２の深さがモルタル厚より浅いと判定して、試験体１の補修が不要である旨を示す性状の判定結果を出力する（ステップＳＴ１７）。
【００４２】
例えば、受信用探触子６で受信された超音波の波形が図６の場合、
絶対値の積分値の比≒２．０
例えば、受信用探触子６で受信された超音波の波形が図７の場合、
絶対値の積分値の比≒８．７
である。
このとき、例えば、閾値として、４．０が設定されているとすれば、図６の波形図の場合、絶対値の積分値の比（≒２．０）が閾値以下となるので、試験体１に生じているクラック２の深さがモルタル厚より浅いと判定されて、試験体１の補修が不要である旨を示す性状の判定結果が出力される。
また、図７の波形図の場合、絶対値の積分値の比（≒８．７）が閾値より大きくなるので、試験体１に生じているクラック２の深さがモルタル厚より深いと判定されて、試験体１の補修が必要である旨を示す性状の判定結果が出力される。
なお、閾値の設定は、試験体１、送信用探触子５及び受信用探触子６の大きさや、周波数などにより変化するものと考えられる。したがって、ここで示している閾値４．０はあくまでも一例であり、ケースによって閾値を変更すればよい。
【００４３】
以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、信号処理部８ａが、第一ゲート内信号の絶対値の積分値及び第二ゲート内信号の絶対値の積分値を算出して、第一ゲート内信号の絶対値の積分値と第二ゲート内信号の絶対値の積分値との比を算出し、その比が閾値より大きければ、試験体１に生じているクラック２の深さがモルタル厚より深いと判定して、試験体１の補修が必要である旨を示す性状の判定結果を出力し、その比が閾値以下であれば、試験体１に生じているクラック２の深さがモルタル厚より浅いと判定して、試験体１の補修が不要である旨を示す性状の判定結果を出力するように構成したので、試験体１の性状（例えば、試験体に対する補修の有無）を容易に確認することができる効果を奏する。また、モルタル厚の測定作業を省略することができる効果も奏する。
【００４４】
この実施の形態２では、第一ゲート内信号の絶対値の積分値と第二ゲート内信号の絶対値の積分値との比を算出して、その比と閾値を比較するものを示したが、第一ゲート内信号の絶対値の積分値と第二ゲート内信号の絶対値の積分値との差分を算出して、その差分と閾値を比較し、その差分が閾値より大きければ（差分＞閾値）、試験体１に生じているクラック２の深さがモルタル厚より深いと判定して、試験体１の補修が必要である旨を示す性状の判定結果を出力し、その差分が閾値以下であれば（差分≦閾値）、試験体１に生じているクラック２の深さがモルタル厚より浅いと判定して、試験体１の補修が不要である旨を示す性状の判定結果を出力するようにしてもよい。
【００４５】
また、この実施の形態２では、ゲート内信号の有意な振幅の継続時間として、ゲート内信号の絶対値の積分値を算出している例を示しているが、ゲート内信号の有意な振幅の継続時間を定量的に表しているものであればよく、例えば、ゲート内信号のエネルギーや電力の積分値を算出するようにしてもよい。
この場合、第一ゲート内信号のエネルギーや電力の積分値と、第二ゲート内信号のエネルギーや電力の積分値との比又は差分を求め、その比又は差分を閾値と比較することで、クラック２の性状を判定する。
【００４６】
実施の形態３．
図１０はこの発明の実施の形態３による超音波測定装置を示す構成図であり、図１０において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
周波数スペクトル記憶部１１は例えばＲＡＭやハードディスクなどの記憶装置から構成されており、送信用探触子５から放射された超音波が受信用探触子６に直接受信された場合（試験体１を介さずに受信された場合）の受信超音波の周波数スペクトルが事前に取得されると、その受信超音波の周波数スペクトルを記憶する。なお、周波数スペクトル記憶部１１は周波数スペクトル記憶手段を構成している。
【００４７】
信号処理部１２は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、受信部７から出力された電気信号を解析して、受信用探触子６により受信された超音波のうち、試験体１の底面で反射された超音波が受信される時間帯で受信された超音波の周波数スペクトルを特定して、その周波数スペクトルと周波数スペクトル記憶部１１により記憶されている周波数スペクトルとを比較し、その比較結果からクラック２が生じている試験体１の性状（例えば、試験体に対する補修の有無）を判定する処理を実施する。なお、信号処理部１２は性状判定手段を構成している。
送受信器３には制御部１０が内蔵されており、送信部４、受信部７、信号処理部１２及び表示部９は、制御部１０から出力される制御信号によって動作が制御される。
図１１はこの発明の実施の形態３による超音波測定方法を示すフローチャートである。
【００４８】
上記実施の形態１では、信号処理部８が、第一ゲート内信号の最大振幅値と第二ゲート内信号の最大振幅値との比を算出し、最大振幅値の比が閾値より大きければ、試験体１に生じているクラック２の深さがモルタル厚より深いと判定して、試験体１の補修が必要である旨を示す性状の判定結果を出力し、最大振幅値の比が閾値以下であれば、試験体１に生じているクラック２の深さがモルタル厚より浅いと判定して、試験体１の補修が不要である旨を示す性状の判定結果を出力するものを示したが、信号処理部１２が、第二ゲート内信号の周波数スペクトルを算出して、その周波数スペクトルと周波数スペクトル記憶部１１により記憶されている周波数スペクトルとを比較し、その比較の結果からクラック２が生じている試験体１の性状を判定するようにしてもよい。
具体的には、以下の通りである。
【００４９】
図１２は送信用探触子５から放射された超音波が受信用探触子６に直接受信された場合（試験体１を介さずに受信された場合）の受信超音波の周波数スペクトルを示す説明図である。
この周波数スペクトルは、送信用探触子５及び受信用探触子６を試験体１の表面に配置する前に、送信用探触子５と受信用探触子６を直ぐ隣に置いて、送信用探触子５から放射された超音波を受信用探触子６が受信したときに、その受信超音波を測定して、その超音波の周波数スペクトルを解析したものである。この周波数スペクトルは周波数スペクトル記憶部１１に記憶される。
図１３はクラック２の深さがモルタル厚よりも浅い場合に受信された超音波（図６に示す超音波）における第二ゲート内信号の周波数スペクトルを示す説明図である。
図１４はクラック２の深さがモルタル厚よりも深い場合に受信された超音波（図７に示す超音波）における第二ゲート内信号の周波数スペクトルを示す説明図である。
【００５０】
まず、底面エコーは、コンクリート１ａの中を伝搬するので、高い周波数成分は減衰する。一方、境界面１ｃやモルタル１ｂの表面で反射されて、コンクリート１ａの中を伝搬しないで受信される反射波は、あまり減衰しない。
したがって、第二ゲート内信号の大部分がコンクリート１ａの中を伝搬した底面エコーであれば、第二ゲート内信号の周波数スペクトルにおける高い周波数成分は減衰しているが、第二ゲート内信号がコンクリート１ａの中を伝搬しないで受信された反射波を含んでいれば、第二ゲート内信号の周波数スペクトルは高い周波数成分を含んでいる。
【００５１】
図１３に示している第二ゲート内信号の周波数スペクトル（クラック２の深さがモルタル厚よりも浅い場合の周波数スペクトル）は、図１２の周波数スペクトル（周波数スペクトル記憶部１１により記憶されている周波数スペクトル）と比較すると、低周波成分も有しているが、５００ｋＨｚ付近の高い周波数成分も有している。これは、減衰している信号（底面エコー）と、あまり減衰していない信号（モルタル１ｂの中を伝搬した信号）とが混在しているためである。
【００５２】
これに対して、図１４に示している第二ゲート内信号の周波数スペクトル（クラック２の深さがモルタル厚よりも深い場合の周波数スペクトル）は、図１２の周波数スペクトルと比較すると、５００ｋＨｚ付近の高い周波数成分が大幅に減少しており、低周波成分だけになっている。これは、第二ゲート内信号の大部分がコンクリート１ａの中を伝搬した底面エコーであるためである。
したがって、第二ゲート内信号の周波数スペクトルのうち、高周波成分が大幅に減少していれば、クラック２の深さがモルタル厚より深いと判断することができる一方、高周波成分の減少が少なければ、クラック２の深さがモルタル厚より浅いと判断することができる。
【００５３】
以下、図１０の超音波測定装置の処理内容を具体的に説明する。
送信部４は、制御部１０の指示の下で、電気信号を送信用探触子５に送信する。
送信用探触子５は、送信部４から電気信号を受けると、その電気信号を超音波に変換し、その超音波を試験体１の中に放射する（図１１のステップＳＴ２１）。
これにより、送信用探触子５から放射された超音波は、試験体１の中を伝搬し、図４または図５に示すような伝搬経路を辿って、受信用探触子６に到達する。
【００５４】
受信用探触子６は、送信用探触子５から放射されたのち、試験体１の中を伝搬してきた超音波を受信し、その超音波を電気信号に変換して受信部７に出力する（ステップＳＴ２２）。
受信部７は、受信用探触子６から電気信号を受けると、その電気信号を信号処理部１２及び表示部９に出力する。なお、受信部７は、必要に応じて電気信号を増幅し、増幅後の電気信号を信号処理部１２及び表示部９に出力する。
表示部９は、受信部７から電気信号を受けると、その電気信号にしたがって図６や図７に示すような超音波の波形図を表示する。
【００５５】
信号処理部１２は、予め、底面エコーが受信される時間帯（図６及び図７では、５０μｓ〜７０μｓの時間帯）を第二ゲートに設定されており、受信部７から電気信号を受けると、その電気信号から第二ゲート内信号を抽出する（ステップＳＴ２３）。
なお、第二ゲートをかける位置は、コンクリート１ａの厚さ、モルタル１ｂの厚さ、送信用探触子５と受信用探触子６間の距離などによって変える必要があるが、図６及び図７の例では、第二ゲートを５０μｓ〜７０μｓの時間帯に設定している。
信号処理部１２は、第二ゲート内信号を抽出すると、第二ゲート内信号を周波数領域の信号に変換することで（例えば、第二ゲート内信号に対するＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理を実施する）、第二ゲート内信号の周波数スペクトルを算出する（ステップＳＴ２４）。
【００５６】
信号処理部１２は、第二ゲート内信号の周波数スペクトルを算出すると、第二ゲート内信号の周波数スペクトルと、周波数スペクトル記憶部１１により記憶されている周波数スペクトルとを比較し、その比較結果からクラック２が生じている試験体１の性状を判定する。
即ち、信号処理部１２は、第二ゲート内信号の周波数スペクトルを算出すると、その周波数スペクトル内の予め指定された周波数の信号成分（例えば、５００ｋＨｚ付近の高い周波数成分）と、周波数スペクトル記憶部１１により記憶されている周波数スペクトル内の前記指定周波数の信号成分との差分（または、比）を算出する（ステップＳＴ２５）。
【００５７】
信号処理部１２は、指定周波数の信号成分の差分（または、比）を算出すると、その信号成分の差分（または、比）と予め設定された閾値を比較し（ステップＳＴ２６）、その信号成分の差分（または、比）が閾値より大きければ（信号成分の差分（または、比）＞閾値）、試験体１に生じているクラック２の深さがモルタル厚より深いと判定して、試験体１の補修が必要である旨を示す性状の判定結果を出力する（ステップＳＴ２７）。
一方、信号成分の差分（または、比）が閾値以下であれば（信号成分の差分（または、比）≦閾値）、試験体１に生じているクラック２の深さがモルタル厚より浅いと判定して、試験体１の補修が不要である旨を示す性状の判定結果を出力する（ステップＳＴ２８）。
なお、閾値の設定は、試験体１、送信用探触子５及び受信用探触子６の大きさや、周波数などにより変化するものと考えられる。したがって、ケースによって閾値を変更すればよい。
【００５８】
以上で明らかなように、この実施の形態３によれば、信号処理部１２が、第二ゲート内信号の周波数スペクトル内の指定周波数の信号成分と、周波数スペクトル記憶部１１により記憶されている周波数スペクトル内の指定周波数の信号成分との差分（または、比）を算出し、その信号成分の差分（または、比）が予め設定された閾値より大きければ、試験体１に生じているクラック２の深さがモルタル厚より深いと判定して、試験体１の補修が必要である旨を示す性状の判定結果を出力し、その信号成分の差分（または、比）が閾値以下であれば、試験体１に生じているクラック２の深さがモルタル厚より浅いと判定して、試験体１の補修が不要である旨を示す性状の判定結果を出力するように構成したので、試験体１の性状（例えば、試験体に対する補修の有無）を容易に確認することができる効果を奏する。また、モルタル厚の測定作業を省略することができる効果も奏する。
【００５９】
実施の形態４．
図１５はこの発明の実施の形態４による超音波測定装置を示す構成図であり、図１５において、図１及び図１０と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
信号処理部２０は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなどから構成されており、図１の信号処理部８と同様に、受信部７から出力された電気信号を解析して、受信用探触子６により受信された超音波のうち、試験体１の底面で反射された超音波が受信される前の時間帯で受信された超音波の振幅と、試験体１の底面で反射された超音波が受信される時間帯で受信された超音波の振幅とを特定して、双方の振幅を比較し、双方の振幅の比較結果からクラック２が生じている試験体１の性状を判定する第１の性状判定部２０ａを備えている。なお、第１の性状判定部２０ａは第１の性状判定手段を構成している。
【００６０】
また、信号処理部２０は、図１０の信号処理部１２と同様に、受信部７から出力された電気信号を解析して、受信用探触子６により受信された超音波のうち、試験体１の底面で反射された超音波が受信される時間帯で受信された超音波の周波数スペクトルを特定して、その周波数スペクトルと周波数スペクトル記憶部１１により記憶されている周波数スペクトルとを比較し、その比較結果からクラック２が生じている試験体１の性状を判定する第２の性状判定部２０ｂを備えている。なお、第２の性状判定部２０ｂは第２の性状判定手段を構成している。
さらに、信号処理部２０は、第１の性状判定部２０ａの判定結果と第２の性状判定部２０ｂの判定結果とから、クラック２が生じている試験体１の性状（例えば、試験体に対する補修の有無）を最終判定（試験体１の性状の判定を確定）する最終判定部２０ｃを備えている。なお、最終判定部２０ｃは判定確定手段を構成している。
送受信器３には制御部１０が内蔵されており、送信部４、受信部７、信号処理部２０及び表示部９は、制御部１０から出力される制御信号によって動作が制御される。
【００６１】
次に動作について説明する。
信号処理部２０の第１の性状判定部２０ａは、図１及び図８の信号処理部８，８ａと同様の処理を実施することで、試験体１に生じているクラック２の深さがモルタル厚より深いか否かを判定する。ここで、図１の信号処理部８，８ａと同様の処理は、上記実施の形態１における最大振幅値の比に基づく処理、上記実施の形態２における絶対値の積分値の比に基づく処理のことを示している。
信号処理部２０の第２の性状判定部２０ｂは、図１０の信号処理部１２と同様の処理を実施することで、試験体１に生じているクラック２の深さがモルタル厚より深いか否かを判定する。
第１の性状判定部２０ａの判定結果と、第２の性状判定部２０ｂの判定結果は、通常一致するが、試験体１の測定条件等によっては、判定結果が一致しないことがある。
【００６２】
信号処理部２０の最終判定部２０ｃは、第１の性状判定部２０ａの判定結果と、第２の性状判定部２０ｂの判定結果が一致していれば、一致している判定結果を出力する。
最終判定部２０ｃは、第１の性状判定部２０ａの判定結果と、第２の性状判定部２０ｂの判定結果が一致していなければ、いずれか一方の判定結果を選択して、その判定結果を出力する。
例えば、第１の性状判定部２０ａの判定結果を得る際に算出している最大振幅値の比（または、差分）と閾値の近似度を算出するとともに、第２の性状判定部２０ｂの判定結果を得る際に算出している信号成分の差分（または、比）と閾値の近似度を算出し、近似度が小さい方（閾値と近くない方）の判定結果を選択して、その判定結果を出力する。
【００６３】
この実施の形態４によれば、第１の性状判定部２０ａ及び第２の性状判定部２０ｂを備え、最終判定部２０ｃが、第１の性状判定部２０ａの判定結果と第２の性状判定部２０ｂの判定結果とから、クラック２が生じている試験体１の性状を最終判定するように構成したので、上記実施の形態１〜３よりも高精度な判定結果を出力することができる効果を奏する。また、モルタル厚の測定作業を省略することができる効果も奏する。
【００６４】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１  試験体、１ａ  コンクリート、１ｂ  モルタル、１ｃ  境界面、１ｄ  底面、２  クラック（音響的不連続部）、３  送受信器、４  送信部、５  送信用探触子、６  受信用探触子、７  受信部、８  信号処理部（性状判定手段）、９  表示部、１０  制御部、１１  周波数スペクトル記憶部（周波数スペクトル記憶手段）、１２  信号処理部（性状判定手段）、２０  信号処理部、２０ａ  第１の性状判定部（第１の性状判定手段）、２０ｂ  第２の性状判定部（第２の性状判定手段）、２０ｃ  最終判定部（判定確定手段）、１０１  コンクリート試験体、１０２  クラック、１０３  送信用探触子、１０４  受信用探触子。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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