(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物に生じる変化、又は、前記構造物に係る環境の変化を検知する検知装置と、
前記構造物から発生するＡＥ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）波を検知するＡＥセンサと、
前記構造物、又は、前記構造物に係る環境に変化が生じたことを示す検知信号が、前記検知装置から入力されてから第２の時間が経過した時点から、第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ波を示すＡＥ信号を処理する第１信号処理を実行する処理部と、を備え、
前記構造物に生じる変化は、前記構造物に進入する移動体の重さに起因する前記構造物の歪みであり、
前記第２の時間は、前記検知装置から前記ＡＥセンサまでの距離と、前記移動体の平均速度と、に基づいて決定される、
検知システム。
【請求項２】
構造物に生じる変化、又は、前記構造物に係る環境の変化を検知する検知装置と、
前記構造物から発生するＡＥ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）波を検知するＡＥセンサと、
前記構造物、又は、前記構造物に係る環境に変化が生じたことを示す検知信号が、前記検知装置から入力されてから第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ波を示すＡＥ信号を処理する第１信号処理を実行する処理部と、を備え、
前記検知装置は、前記構造物に発生する歪みの大きさを検知する歪みセンサであり、
前記検知信号は、前記構造物に発生する歪みの大きさを示し、
前記処理部は、前記検知信号が示す歪みの大きさが閾値を超える場合、前記検知信号が、前記検知装置から入力されてから第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ信号の信号処理を実行する、
検知システム。
【請求項３】
構造物に生じる変化、又は、前記構造物に係る環境の変化を検知する検知装置と、
前記構造物から発生するＡＥ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）波を検知するＡＥセンサと、
前記構造物、又は、前記構造物に係る環境に変化が生じたことを示す検知信号が、前記検知装置から入力されてから第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ波を示すＡＥ信号を処理する第１信号処理を実行する処理部と、を備え、
前記検知装置は、前記構造物の振動の大きさを検知する振動センサであり、
前記検知信号は、前記構造物の振動の大きさを示し、
前記処理部は、前記検知信号が示す振動の大きさが閾値を超える場合、前記検知信号が、前記検知装置から入力されてから第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ信号の信号処理を実行する、
検知システム。
【請求項４】
構造物に生じる変化、又は、前記構造物に係る環境の変化を検知する検知装置と、
前記構造物から発生するＡＥ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）波を検知するＡＥセンサと、
前記構造物、又は、前記構造物に係る環境に変化が生じたことを示す検知信号が、前記検知装置から入力されてから第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ波を示すＡＥ信号を処理する第１信号処理を実行する処理部と、を備え、
前記検知装置は、前記構造物内を通る流体の流量を検知する流量計であり、
前記検知信号は、前記流体の流量を示し、
前記処理部は、前記検知信号が示す流量が閾値を超える場合、前記検知信号が、前記検知装置から入力されてから第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ信号の信号処理を実行する、
検知システム。
【請求項５】
前記検知装置は、前記構造物に生じる変化を、前記ＡＥセンサよりも先に検知できる位置に設置される、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の検知システム。
【請求項６】
前記検知装置は、前記構造物に進入する移動体を撮影するカメラであり、前記カメラにより撮像された画像に移動体が含まれている場合、前記検知信号を前記処理部に入力する、
請求項１に記載の検知システム。
【請求項７】
前記歪みセンサは、前記構造物の歪みを示す周波数帯域の音波を検出するＡＥセンサである、
請求項２に記載の検知システム。
【請求項８】
前記検知装置は、前記構造物に対する風速の大きさを検知する風速センサであり、
前記検知信号は、前記構造物に対する風速の大きさを示し、
前記処理部は、前記検知信号が示す風速の大きさが閾値を超える場合、前記検知信号が、前記検知装置から入力されてから第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ信号の信号処理を実行する、
請求項１又は５に記載の検知システム。
【請求項９】
前記ＡＥ信号を常に処理する第２信号処理、及び、前記第１信号処理の少なくとも一方を、前記処理部に実行させる処理制御部と、
前記第１信号処理の処理結果を示す第１信号処理結果情報、及び、前記第２信号処理の処理結果を示す第２信号処理結果情報の少なくとも一方を表示部に表示する表示制御部と、
を更に備える請求項１乃至８のいずれか１項に記載の検知システム。
【請求項１０】
前記第１信号処理及び前記第２信号処理は、前記ＡＥ信号が示す波形のうち、所定の条件を満たす波形をカウントする処理を含む、
請求項９に記載の検知システム。
【請求項１１】
構造物に生じる変化、又は、前記構造物に係る環境の変化を検知する検知装置と、前記構造物から発生するＡＥ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）波を検知するＡＥセンサと、に接続された信号処理装置であって、
前記信号処理装置は、
前記構造物、又は、前記構造物に係る環境に変化が生じたことを示す検知信号が、前記検知装置から入力されてから第２の時間が経過した時点から、第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ波を示すＡＥ信号を処理する第１信号処理を実行する処理部と、を備え、
前記構造物に生じる変化は、前記構造物に進入する移動体の重さに起因する前記構造物の歪みであり、
前記第２の時間は、前記検知装置から前記ＡＥセンサまでの距離と、前記移動体の平均速度と、に基づいて決定される、
を備える信号処理装置。
【請求項１２】
構造物に生じる変化、又は、前記構造物に係る環境の変化を検知する検知装置と、前記構造物から発生するＡＥ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）波を検知するＡＥセンサと、に接続された信号処理装置であって、
前記信号処理装置は、
前記構造物、又は、前記構造物に係る環境に変化が生じたことを示す検知信号が、前記検知装置から入力されてから第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ波を示すＡＥ信号を処理する第１信号処理を実行する処理部と、を備え、
前記検知装置は、前記構造物に発生する歪みの大きさを検知する歪みセンサであり、
前記検知信号は、前記構造物に発生する歪みの大きさを示し、
前記処理部は、前記検知信号が示す歪みの大きさが閾値を超える場合、前記検知信号が、前記検知装置から入力されてから第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ信号の信号処理を実行する、
を備える信号処理装置。
【請求項１３】
構造物に生じる変化、又は、前記構造物に係る環境の変化を検知する検知装置と、前記構造物から発生するＡＥ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）波を検知するＡＥセンサと、に接続された信号処理装置であって、
前記信号処理装置は、
前記構造物、又は、前記構造物に係る環境に変化が生じたことを示す検知信号が、前記検知装置から入力されてから第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ波を示すＡＥ信号を処理する第１信号処理を実行する処理部と、を備え、
前記検知装置は、前記構造物の振動の大きさを検知する振動センサであり、
前記検知信号は、前記構造物の振動の大きさを示し、
前記処理部は、前記検知信号が示す振動の大きさが閾値を超える場合、前記検知信号が、前記検知装置から入力されてから第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ信号の信号処理を実行する、
を備える信号処理装置。
【請求項１４】
構造物に生じる変化、又は、前記構造物に係る環境の変化を検知する検知装置と、前記構造物から発生するＡＥ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）波を検知するＡＥセンサと、に接続された信号処理装置であって、
前記信号処理装置は、
前記構造物、又は、前記構造物に係る環境に変化が生じたことを示す検知信号が、前記検知装置から入力されてから第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ波を示すＡＥ信号を処理する第１信号処理を実行する処理部と、を備え、
前記検知装置は、前記構造物内を通る流体の流量を検知する流量計であり、
前記検知信号は、前記流体の流量を示し、
前記処理部は、前記検知信号が示す流量が閾値を超える場合、前記検知信号が、前記検知装置から入力されてから第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ信号の信号処理を実行する、
を備える信号処理装置。
【請求項１５】
構造物に生じる変化、又は、前記構造物に係る環境の変化を検知する検知装置と、前記構造物から発生するＡＥ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）波を検知するＡＥセンサと、に接続された信号処理装置の検知方法であって、
前記構造物、又は、前記構造物に係る環境に変化が生じたことを示す検知信号が、前記検知装置から入力されてから第２の時間が経過した時点から、第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ波を示すＡＥ信号を処理する第１信号処理を実行するステップ、を含み、
前記構造物に生じる変化は、前記構造物に進入する移動体の重さに起因する前記構造物の歪みであり、
前記第２の時間は、前記検知装置から前記ＡＥセンサまでの距離と、前記移動体の平均速度と、に基づいて決定される、
検知方法。
【請求項１６】
構造物に生じる変化、又は、前記構造物に係る環境の変化を検知する検知装置と、前記構造物から発生するＡＥ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）波を検知するＡＥセンサと、に接続された信号処理装置の検知方法であって、
前記構造物、又は、前記構造物に係る環境に変化が生じたことを示す検知信号が、前記検知装置から入力されてから第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ波を示すＡＥ信号を処理する第１信号処理を実行するステップ、を含み、
前記検知装置は、前記構造物に発生する歪みの大きさを検知する歪みセンサであり、
前記検知信号は、前記構造物に発生する歪みの大きさを示し、
前記実行するステップは、前記検知信号が示す歪みの大きさが閾値を超える場合、前記検知信号が、前記検知装置から入力されてから第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ信号の信号処理を実行する、
検知方法。
【請求項１７】
構造物に生じる変化、又は、前記構造物に係る環境の変化を検知する検知装置と、前記構造物から発生するＡＥ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）波を検知するＡＥセンサと、に接続された信号処理装置の検知方法であって、
前記構造物、又は、前記構造物に係る環境に変化が生じたことを示す検知信号が、前記検知装置から入力されてから第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ波を示すＡＥ信号を処理する第１信号処理を実行するステップ、を含み、
前記検知装置は、前記構造物の振動の大きさを検知する振動センサであり、
前記検知信号は、前記構造物の振動の大きさを示し、
前記実行するステップは、前記検知信号が示す振動の大きさが閾値を超える場合、前記検知信号が、前記検知装置から入力されてから第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ信号の信号処理を実行する、
検知方法。
【請求項１８】
構造物に生じる変化、又は、前記構造物に係る環境の変化を検知する検知装置と、前記構造物から発生するＡＥ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）波を検知するＡＥセンサと、に接続された信号処理装置の検知方法であって、
前記構造物、又は、前記構造物に係る環境に変化が生じたことを示す検知信号が、前記検知装置から入力されてから第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ波を示すＡＥ信号を処理する第１信号処理を実行するステップ、を含み、
前記検知装置は、前記構造物内を通る流体の流量を検知する流量計であり、
前記検知信号は、前記流体の流量を示し、
前記実行するステップは、前記検知信号が示す流量が閾値を超える場合、前記検知信号が、前記検知装置から入力されてから第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ信号の信号処理を実行する、
検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は検知システム、信号処理装置、検知方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
橋梁等の構造物に劣化が生じている場合、その構造物に荷重がかかった際に、劣化している部分から、亀裂の発生及び当該亀裂の進展等に伴うＡＥ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）波が発せられる。このＡＥ波は、構造物の表面に設置された圧電センサ等のＡＥセンサにより検出することができ、その発生頻度は、構造物の劣化の進み具合の指標とすることができる。ＡＥ波は非常に微弱な信号なので、ＡＥ波の検出には高感度なＡＥセンサが用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１５６４１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の技術では、ＡＥ波を示すＡＥ信号の発生頻度のモニタリング等の信号処理をすると、電磁ノイズ、飛来物、風、降雨等による環境ノイズが当該信号処理の結果に大きく影響する場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の検知システムは、検知装置と、ＡＥセンサと、処理部と、を備える。検知装置は、構造物に生じる変化、又は、前記構造物に係る環境の変化を検知する。ＡＥセンサは、前記構造物から発生するＡＥ波を検知する。処理部は、前記構造物、又は、前記構造物に係る環境に変化が生じたことを示す検知信号が、前記検知装置から入力されてから第２の時間が経過した時点から、第１の時間が経過するまでに前記ＡＥセンサから入力された前記ＡＥ波を示すＡＥ信号を処理する第１信号処理を実行する。前記構造物に生じる変化は、前記構造物に進入する移動体の重さに起因する前記構造物の歪みである。前記第２の時間は、前記検知装置から前記ＡＥセンサまでの距離と、前記移動体の平均速度と、に基づいて決定される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態の検知システムの構成の例を示す図。
【図２】実施形態の信号処理装置の構成の例を示す図。
【図３】実施形態のサーバ装置の構成の例を示す図。
【図４Ａ】環境ノイズの影響が小さい場合のＡＥヒット数の例を示す図。
【図４Ｂ】図３ＡのＡＥヒット数を算出した際の検知信号を示す図。
【図５Ａ】環境ノイズの影響が大きい場合のＡＥヒット数の例を示す図。
【図５Ｂ】図４ＡのＡＥヒット数を算出した際の検知信号を示す図。
【図６】実施形態の第１信号処理の第１の時間の例を示す図。
【図７】実施形態の表示情報の例を示す図。
【図８】実施形態の第１信号処理の例を示すフローチャート。
【図９】実施形態の変形例の第１の時間及び第２の時間の例を示す図。
【図１０】実施形態のサーバ装置のハードウェア構成の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に添付図面を参照して、実施形態の検知システム、信号処理装置、検知方法及びプログラムについて詳細に説明する。
【０００８】
図１は実施形態の検知システム１の構成の例を示す図である。実施形態の検知システム１は、検知装置３ａ、検知装置３ｂ、ＡＥセンサ５ａ、ＡＥセンサ５ｂ、信号処理装置１０及びサーバ装置３０を備える。
【０００９】
検知装置３ａはケーブル４ａにより信号処理装置１０と接続されている。同様に、検知装置３ｂはケーブル４ｂにより信号処理装置１０と接続されている。以下、検知装置３ａ及び検知装置３ｂを区別しない場合、単に検知装置３という。またケーブル４ａ及び４ｂを区別しない場合、単にケーブル４という。なお検知装置３と信号処理装置１０との接続を、ケーブル４を用いた有線接続に代えて、無線接続にしてもよいが、検知装置３と信号処理装置１０との間の伝送量を考慮すると、有線接続の方が好ましい。
【００１０】
ＡＥセンサ５ａは、ケーブル６ａにより信号処理装置１０と接続されている。同様に、ＡＥセンサ５ｂはケーブル６ｂにより信号処理装置１０と接続されている。以下、ＡＥセンサ５ａ及びＡＥセンサ５ｂを区別しない場合、単にＡＥセンサ５という。またケーブル６ａ及び６ｂを区別しない場合、単にケーブル６という。なおＡＥセンサ５と信号処理装置１０との接続を、ケーブル６を用いた有線接続に代えて、無線接続にしてもよいが、検知装置３と信号処理装置１０との間の伝送量を考慮すると、有線接続の方が好ましい。
【００１１】
信号処理装置１０及びサーバ装置３０はネットワーク２を介して接続されている。ネットワーク２の通信方式は無線方式であっても有線方式であってもよく、無線方式と有線方式とを組み合わせて実現されていてもよい。また１つのサーバ装置３０に複数の信号処理装置１０を接続してもよい。また１つの信号処理装置１０に接続される検知装置３及びＡＥセンサ５の数は任意でよい。
【００１２】
検知装置３及びＡＥセンサ５は、橋梁等の構造物に設置される。劣化が生じている構造物に荷重がかかった場合、その荷重に応じて構造物が歪むとともに、亀裂の発生、進展、及び、劣化部分の摩擦等により、劣化部分からＡＥ波が発せられる。
【００１３】
検知装置３は、構造物に生じる変化、又は、構造物に係る環境の変化を検知する。実施形態の検知装置３は歪みセンサである。歪みセンサは、構造物に発生する歪みの大きさを検知して、当該歪みの大きさを示す検知信号に変換する。検知信号は電圧信号等の電気信号である。検知装置３は検知信号を信号処理装置１０に入力する。
【００１４】
ＡＥセンサ５は、構造物から発生するＡＥ波を検知して、当該ＡＥ波をＡＥ信号に変換する。ＡＥセンサ５は、例えば１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの範囲に感度を有する圧電素子である。ＡＥ信号は電圧信号等の電気信号である。ＡＥセンサ５はＡＥ信号を増幅し、増幅されたＡＥ信号を信号処理装置１０に送信する。
【００１５】
信号処理装置１０は、検知装置３ａから入力された検知信号に基づいて、ＡＥセンサ５ａから入力されたＡＥ信号の信号処理を実行する。また信号処理装置１０は、検知装置３ｂから入力された検知信号に基づいて、ＡＥセンサ５ｂから入力されたＡＥ信号の信号処理を実行する。信号処理装置１０による信号処理の説明は後述する。信号処理装置１０は、ＡＥ信号を処理することにより得られた処理結果情報をサーバ装置３０に送信する。
【００１６】
サーバ装置３０は、信号処理装置１０から処理結果情報を受信すると、当該処理結果情報の表示等の処理を実行する。
【００１７】
次に信号処理装置の構成の例について説明する。
【００１８】
図２は実施形態の信号処理装置１０の構成の例を示す図である。実施形態の信号処理装置１０は、ＢＰＦ（Ｂａｎｄ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）１４ａ〜１４ｄ、ＡＤＣ（Ａ／Ｄ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１５ａ〜１５ｄ、抽出部１６及び通信部１７を備える。
【００１９】
以下、ＢＰＦ１４ａ〜１４ｄを区別しない場合、単にＢＰＦ１４という。またＡＤＣ１５ａ〜１５ｄを区別しない場合、単にＡＤＣ１５という。
【００２０】
ＢＰＦ１４ａは、検知装置３ａから、増幅された検知信号を受け付けると、検知信号から所定の周波数帯域外のノイズ成分を除去する。ＢＰＦ１４ａは、ノイズ成分が除去された検知信号をＡＤＣ１５ａに入力する。ＡＤＣ１５ａは、ＢＰＦ１４ａから、ノイズ成分が除去された検知信号を受け付けると、ノイズ成分が除去された検知信号を量子化して、デジタルの検知信号に変換する。ＡＤＣ１５ａはデジタルの検知信号を抽出部１６に入力する。
【００２１】
ＢＦＰ１４ｃ及びＡＤＣ１５ｃの動作の説明は、上述の第１受信部１１ａ、アンプ１３ａ、ＢＦＰ１４ａ及びＡＤＣ１５ａの説明と同様なので省略する。
【００２２】
ＢＰＦ１４ｂは、ＡＥセンサ５ａから、増幅されたＡＥ信号を受け付けると、ＡＥ信号から所定の帯域外のノイズ成分を除去する。ＢＰＦ１４ｂは、ノイズ成分が除去されたＡＥ信号をＡＤＣ１５ｂに入力する。ＡＤＣ１５ｂは、ＢＰＦ１４ｂから、ノイズ成分が除去されたＡＥ信号を受け付けると、ノイズ成分が除去されたＡＥ信号を量子化して、デジタルのＡＥ信号に変換する。ＡＤＣ１５ｂはデジタルのＡＥ信号を抽出部１６に入力する。
【００２３】
ＢＦＰ１４ｄ及びＡＤＣ１５ｄの動作の説明は、上述の第１受信部１２ａ、アンプ１３ｂ、ＢＦＰ１４ｂ及びＡＤＣ１５ｂの説明と同様なので省略する。
【００２４】
抽出部１６は、ＡＤＣ１５ａから検知装置３ａの検知信号を受け付け、ＡＤＣ１５ｂからＡＥセンサ５ａのＡＥ信号を受け付ける。抽出部１６は、検知信号から当該検知信号の特徴を示す特徴量情報を抽出し、ＡＥ信号から当該ＡＥ信号の特徴を示す特徴量情報を抽出する。
【００２５】
検知信号の特徴量情報は、例えば検知信号の波形の振幅［ｍＶ］、検知信号の波形の持続時間［ｕｓｅｃ］、検知信号のゼロクロスカウント数［ｔｉｍｅｓ］、検知信号の波形のエネルギー［ａｒｂ．］、及び、検知信号の周波数［Ｈｚ］等である。同様に、ＡＥ信号の特徴量情報は、例えば検知信号の波形の振幅［ｍＶ］、検知信号の波形の持続時間［ｕｓｅｃ］、検知信号のゼロクロスカウント数［ｔｉｍｅｓ］、検知信号の波形のエネルギー［ａｒｂ．］、及び、検知信号の周波数［Ｈｚ］等である。
【００２６】
通信部１７は、抽出部１６から検知信号の特徴量情報と、ＡＥ信号の特徴量情報と、を受け付けると、例えば無線通信により当該特徴量情報をサーバ装置３０に送信する。無線の周波数帯は、例えば２．４ＧＨｚ及び９２０ＭＨｚ帯（日本国内においては９１５ＭＨｚ〜９２８ＭＨｚ）等のいわゆるＩＳＭバンド（Ｉｎｄｕｓｔｒｙ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  Ｍｅｄｉｃａｌ  ｂａｎｄ）を用いる。なお通信部１７の通信方式は有線通信でもよい。
【００２７】
通信部１７が、検知信号及びＡＥ信号を特徴量情報としてサーバ装置３０に送信し、サーバ装置３０が、当該特徴量情報から検知信号及びＡＥ信号を特定することにより、検知信号及びＡＥ信号そのものを送信するよりも、通信量を抑えることができる。なお信号装置１０は、検知信号及びＡＥ信号そのものをサーバ装置３０に送信してもよい。
【００２８】
次に実施形態のサーバ装置３０の構成の例について説明する。
【００２９】
図６は実施形態のサーバ装置３０の構成の例を示す図である。実施形態のサーバ装置３０は、通信部３１、記憶部３２、処理部３３、処理制御部３４、表示制御部３５、表示部３６及び入力部３７を備える。
【００３０】
通信部３１は、信号処理装置１０から上述の検知信号の特徴量情報と、ＡＥ信号の特徴量情報と、を受け付けると、当該特徴量情報を記憶部３２に記憶するとともに、処理部３２に通知する。
【００３１】
記憶部３２は情報を記憶する。記憶部３２は、例えば検知信号の特徴量情報、ＡＥ信号の特徴量情報、及び、処理結果情報等を記憶する。処理結果情報は、後述の処理部３３の処理結果を示す情報である。
【００３２】
処理部３３は、通信部３１から通知を受け付けると、記憶部３２から検知信号の特徴量情報と、ＡＥ信号の特徴量情報と、を読み出し、第１信号処理、及び、第２信号処理の少なくとも一方の信号処理を実行する。なお処理部３３が実行する信号処理は、後述の処理制御部３４により決定される。
【００３３】
第１信号処理は、検知信号が入力されてから、第１の時間が経過するまでに、入力されたＡＥ信号を処理する信号処理である。
【００３４】
第２信号処理は、入力されたＡＥ信号を、常に処理する信号処理である。
【００３５】
なお信号処理は任意でよい。信号処理は、例えばＡＥ信号の特徴量情報からＡＥ信号の波形を特定し、当該ＡＥ信号が示す波形のうち、所定の条件を満たす波形をカウントする処理を含む。
【００３６】
第１信号処理は、第２信号処理よりも環境ノイズの影響を小さくすることができる。ここで第２信号処理により得られる第２信号処理結果に影響する環境ノイズの例について説明する。
【００３７】
図４Ａは環境ノイズの影響が小さい場合のＡＥヒット数の例を示す図である。図４Ａのグラフは、処理部３３が、ＡＥセンサ５ａ及び５ｂのＡＥ信号から、所定の条件を満たす波形を、０．５秒毎にカウントすることにより得られた数（ＡＥヒット数）を示す。
【００３８】
図４Ｂは、図４ＡのＡＥヒット数を算出した際の検知信号を示す図である。図４Ｂのグラフ２１は、検知装置３ａの検知信号を示す。検知信号３ａの検知信号の電圧の大きさは右側の目盛により示される。また図４Ｂのグラフ２２は、検知装置３ｂの検知信号を示す。検知信号３ｂの検知信号の電圧の大きさは左側の目盛により示される。
【００３９】
図４ＡのＡＥヒット数は、橋梁の床版を模擬した供試体下面に設置されたＡＥセンサ５ａ及び５ｂから受信したＡＥ信号から算出されている。また図４Ｂの検知信号は、ＡＥセンサ５ａ及び５ｂの近傍に設置された検知装置３ａ及び３ｂから受信された歪みの大きさを示す信号である。
【００４０】
検知装置３ａは、ＡＥセンサ５ａに対して、移動体が進入すると想定される側に設置されている。移動体は、例えば車両である。すなわち検知装置３ａは、供試体に発生した歪みを、ＡＥセンサ５ａよりも先に検知できる位置に設置されている。これにより検知装置３ａは、ＡＥセンサ５ａが設置された領域に移動体が進入する前に、検知信号を信号処理装置１０に送信することができる。
【００４１】
同様に、検知装置３ｂは、ＡＥセンサ５ｂに対して、移動体が進入する側に設置されている。すなわち検知装置３ｂは、供試体に発生した歪みを、ＡＥセンサ５ｂよりも先に検知できる位置に設置されている。これにより検知装置３ｂは、ＡＥセンサ５ｂが設置された領域に移動体が進入する前に、検知信号を信号処理装置１０に送信することができる。
【００４２】
環境ノイズの影響が小さい場合、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、ＡＥヒット数は検知信号が得られたタイミングで発生する。図４Ａ及び図４Ｂは、移動体の通行による荷重に応じて発生したＡＥ波が検出されていることを示している。
【００４３】
一方、図５Ａは環境ノイズの影響が大きい場合のＡＥヒット数の例を示す図である。図５Ｂは、図５ＡのＡＥヒット数を算出した際の検知信号を示す図である。図５Ａ及び図５Ｂの説明は、図４Ａ及び図４Ｂの説明と同じなので省略する。またＡＥセンサ５ａ及び５ｂ、並びに、検知装置３ａ及び３ｂの設置位置関係の説明は、図４Ａ及び図４Ｂの説明と同じなので省略する。
【００４４】
図５Ａは、環境ノイズを模擬した外乱を付与した際のＡＥヒット数の例を示す。図５Ａでは、図５Ｂの検知信号が生じるタイミングに関係なく、常時、ＡＥヒット数が観測されている。図５ＡのＡＥヒット数には、亀裂の発生及び当該亀裂の進展等に起因しないＡＥ波のＡＥヒット数が多く含まれている。すなわち環境ノイズも、ＡＥヒット数として常時、カウントされている。環境ノイズは、構造物の劣化診断にあたっては不要なノイズ成分である。
【００４５】
上述の処理部３３の第１信号処理は、第２信号処理よりも環境ノイズの影響を抑えることができる。次に第１信号処理について具体的に説明する。
【００４６】
図６は実施形態の第１信号処理の第１の時間Δｔの例を示す図である。処理部３３は、検知信号が示す歪みの大きさが閾値ｓを超える場合、信号処理装置１０に当該検知信号が入力されてから第１の時間Δｔが経過するまでに、信号処理装置１０に入力されたＡＥ信号の信号処理を実行する。
【００４７】
具体的には、処理部３３は、検知装置３ａの検知信号が示す歪みの大きさが閾値ｓ１を超える場合、検知装置３ａから当該検知信号が入力されてから第１の時間Δｔが経過するまでに、ＡＥセンサ５ａから入力されたＡＥ信号の信号処理を実行する。また処理部３３は、検知装置３ｂの検知信号が示す歪みの大きさが閾値ｓ２を超える場合、検知装置３ｂから当該検知信号を受信してから第１の時間Δｔが経過するまでに、ＡＥセンサ５ｂから入力されたＡＥ信号の信号処理を実行する。
【００４８】
検知信号の閾値ｓの判定の仕方は、検知装置３の設置の仕方により、閾値ｓをプラス側へ超える場合を判定する方法と、閾値ｓをマイナス側へ超える場合を判定する方法と、がある。例えば同じ検知装置３でも、構造物へ荷重がかかる際に、圧縮状態になる位置に配置する場合と、引張状態になる位置に配置する場合で、当該検知装置３の検知信号の挙動は逆になる。
【００４９】
図６の例は、ＡＥヒット数の算出対象の構造物にかかる荷重に応じて、検知信号の閾値ｓがマイナス側に超えるか否かを判定する場合の例である。すなわち検知信号が示す歪みの大きさが、予め設定された閾値ｓを下回った時点が、ＡＥヒット数のカウントの開始のトリガーとなる。これにより第１信号処理は、第２信号処理よりも環境ノイズの影響を抑えることができる。
【００５０】
図３に戻り、処理部３３は、第１信号処理により得られた第１信号処理結果、及び、第２信号処理により得られた第２信号処理結果の少なくとも一方を含む処理結果情報を、記憶部３２に記憶する。
【００５１】
処理制御部３４は、上述の第１信号処理、及び、上述の第２信号処理結果の少なくとも一方の信号処理を、信号処理装置１０の処理部１６に実行させる。処理制御部３４は、例えば表示部３５に表示された設定画面等でユーザにより設定された設定情報に応じて、処理部１６に、第１信号処理及び第２信号処理の少なくとも一方を実行させる。
【００５２】
表示制御部３５は表示情報を表示部３６に表示する。表示制御部３５は、例えば記憶部３２から処理結果情報を読み出し、当該処理結果情報を含む表示情報を表示部３６に表示する。
【００５３】
表示部３６は、表示制御部３５の制御に応じて情報を表示する。入力部３７はユーザの操作に応じた情報の入力を受け付ける。入力部３７は、例えば表示部３６に表示された処理結果情報に基づく設定情報をユーザから受け付ける。処理結果情報に基づく設定情報は、例えば閾値ｓ及び第１の時間Δｔ等のパラメータの変更値、並びに、信号処理方法の切り替えを示す情報等である。
【００５４】
図７は実施形態の表示情報の例を示す図である。図７の表示情報の横軸は、ＡＥヒット数の検知が開始されてから経過した経過時間（ｈ）である。図７の表示情報の縦軸は、３０分毎に算出されたＡＥヒット数である。図７の表示情報は、上述の第１処理結果情報、及び、上述の第２処理結果情報を含む。第２信号処理結果情報を示すグラフでは、ＡＥヒット数の検知が開始されてから４〜５時間経過した時点のＡＥヒット数が大幅に増加している。一方、第１信号処理結果情報を示すグラフでは、ＡＥヒット数の検知が開始されてから４〜５時間経過した時点のＡＥヒット数の上昇が、第２信号処理結果情報を示すグラフに比べて非常に小さい。これは第１信号処理では、環境ノイズに起因するＡＥヒット数を、第２信号処理よりも減少させることができるためである。すなわち第１信号処理は、第２信号処理よりも環境ノイズの影響を小さくすることができる。
【００５５】
次に実施形態の検知方法の例について説明する。
【００５６】
図８は実施形態の第１信号処理の例を示すフローチャートである。はじめに、通信部３１が、検知装置３から検知信号の特徴量情報を受信する（ステップＳ１）。次に、通信部３１が、ＡＥセンサ５からＡＥ信号の特徴量情報を受信する（ステップＳ２）。次に、処理部３３が、検知信号の特徴量情報に基づいて、検知信号が示す歪みの大きさが閾値ｓを超えるか否かを判定する（ステップＳ３）。
【００５７】
検知信号が示す歪みの大きさが閾値ｓを超える場合（ステップＳ３、Ｙｅｓ）、処理部３３は、信号処理装置１０に検知信号が入力されてから第１の時間Δｔが経過するまでに、信号処理装置１０に入力されたＡＥ信号の信号処理を、ＡＥ信号の特徴量情報に基づいて実行する（ステップＳ４）。
【００５８】
検知信号が示す歪みの大きさが閾値ｓ以下の場合（ステップＳ３、Ｎｏ）、処理部３３は、ステップＳ２で受信したＡＥ信号の信号処理を実行せずに、第１信号処理を終了する。
【００５９】
以上説明したように、実施形態の検知システム１は、検知装置３が、構造物に発生する歪みを検知する。またＡＥセンサ５が、構造物から発生するＡＥ波を検知する。処理部１６が、検知装置３から信号処理装置１０に検知信号が入力されてから第１の時間Δｔが経過するまでにＡＥセンサから信号処理装置１０に入力されたＡＥ信号を処理する第１信号処理を実行する。これにより実施形態の検知システム１によれば、信号の処理結果に混入する環境ノイズの影響をより低減することができる。
【００６０】
（実施形態の変形例）
次に実施形態の変形例について説明する。実施形態の変形例の説明では、実施形態と同様の説明については省略する。実施形態の変形例の検知システム１の構成の説明は、実施形態の検知システム１の構成の説明（図１参照）と同じなので省略する。また実施形態の変形例の信号処理装置１０の説明は、実施形態の信号処理装置１０の構成の説明（図２参照）と同じなので省略する。
【００６１】
処理部３３が、ＡＥ信号の処理を開始するタイミングは、検知信号が閾値ｓを超えたタイミングと一致しなくともよい。例えば検知装置３の設置位置とＡＥセンサ５の設置位置とが離れている場合、橋梁等の構造物に移動体が通過した際の荷重により、検知装置３で歪みが生じるタイミングと、ＡＥセンサ５の近傍の歪みによりＡＥ波が生じるタイミングと、に時間差ができる。このような場合は、検知装置３とＡＥセンサとの間の距離を考慮することが望ましい。すなわち処理部３３がＡＥ信号の処理を開始するタイミングを遅らせることが望ましい。
【００６２】
実施形態の変形例の検知システム１では、処理部３３が、上述の第１信号処理を開始するタイミングが、実施形態の検知システム１とは異なる。実施形態の変形例の第１信号処理について説明する。
【００６３】
図９は実施形態の変形例の第１の時間Δｔ及び第２の時間Δｔ０の例を示す図である。処理部３３は、検知装置３から信号処理装置１０に検知信号が入力されてから第２の時間Δｔ０が経過した時点から、第１の時間Δｔが経過するまでに、ＡＥセンサ５から信号処理装置１０に入力されたＡＥ信号を処理する。橋梁を通行する移動体の平均速度がｖであり、検知装置３の位置が、ＡＥセンサ５の位置から距離ｄだけ移動体進入側の位置に設置されている場合、第２の時間Δｔ０は、例えばｄ／ｖである。
【００６４】
以上説明したように、実施形態の変形例の検知システム１では、処理部３３が、検知装置３から信号処理装置１０に検知信号が入力されてから第２の時間Δｔ０が経過した時点から、第１の時間Δｔが経過するまでに、ＡＥセンサ５から信号処理装置１０に入力されたＡＥ信号を処理する。これにより実施形態の変形例の検知システム１によれば、ＡＥ信号に含まれる環境ノイズ成分をより効果的に減少させることができる。
【００６５】
最後に実施形態のサーバ装置３０のハードウェア構成の例について説明する。
【００６６】
図１０は実施形態のサーバ装置３０のハードウェア構成の例を示す図である。実施形態のサーバ装置３０は、制御装置５１、主記憶装置５２、補助記憶装置５３、表示装置５４、入力装置５５及び通信装置５６を備える。制御装置５１、主記憶装置５２、補助記憶装置５３、表示装置５４、入力装置５５及び通信装置５６は、バス５７を介して接続されている。サーバ装置３０は、例えばスマートデバイス及びパーソナルコンピュータ等である。
【００６７】
制御装置５１は補助記憶装置５３から主記憶装置５２に読み出されたプログラムを実行する。主記憶装置５２はＲＯＭ及びＲＡＭ等のメモリである。補助記憶装置５３はメモリカード及びＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）等である。補助記憶装置５３は、上述の記憶部３２に対応する。
【００６８】
表示装置５４は情報を表示する。表示装置５４は、上述の表示部３６に対応する。表示装置５４は、例えば液晶ディスプレイである。入力装置５５は、情報の入力を受け付ける。入力装置５５は、例えばキーボード等である。なお表示装置５４及び入力装置５５は、表示機能と入力機能とを有する液晶タッチパネル等でもよい。通信装置５６は他の装置と通信する。
【００６９】
サーバ装置３０で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、メモリカード、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記憶されてコンピュータ・プログラム・プロダクトとして提供される。
【００７０】
またサーバ装置３０で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。またサーバ装置３０が実行するプログラムを、ダウンロードさせずにインターネット等のネットワーク経由で提供するように構成してもよい。
【００７１】
またサーバ装置３０のプログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
【００７２】
サーバ装置３０で実行されるプログラムは、上述の実施形態のサーバ装置３０の構成（機能ブロック）のうち、プログラムにより実現可能な機能ブロックを含むモジュール構成となっている。プログラムにより実現可能な機能ブロックは、例えば通信部３１、処理部３３、処理制御部３４、表示制御部３５及び入力部３７等である。
【００７３】
プログラムにより実現される機能ブロックは、制御装置５１が補助記憶装置５３等の記憶媒体からプログラムを読み出して実行することにより、プログラムにより実現される機能ブロックが主記憶装置５２にロードされる。すなわちプログラムにより実現される機能ブロックは、主記憶装置５２上に生成される。
【００７４】
なお実施形態のサーバ装置３０の機能ブロックを、プログラムと、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）等のハードウェアと、を組み合わせることにより実現してもよい。
【００７５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００７６】
例えば検知装置３は、構造物に生じる変化、又は、構造物に係る環境の変化を検知する装置であれば任意の装置でよい。例えば構造物が橋梁等の場合、検知装置３は、当該構造物に進入する移動体を撮影するカメラでもよい。この場合、検知装置３は、検知装置３により撮像された画像に移動体が含まれている場合、検知信号を信号処理装置１０に入力する。すなわち処理部３３は、撮像された画像に基づく検知信号が信号処理装置１０に入力されてから第１の時間Δｔが経過するまでに信号処理装置１０に入力されたＡＥ信号を処理する第１信号処理を実行してもよい。
【００７７】
また検知装置３に、ＡＥセンサ５を使用してもよい。この場合、検知装置３として使用するＡＥセンサ５は、構造物の歪みを示す周波数帯域の音波を検出するように調整される。
【００７８】
また例えば、検知システム１の検知対象とする構造物は、橋梁等に限られない。検知対象とする構造物を、例えばビル等の建造物とし、当該構造物にＡＥセンサ５を設置してもよい。この場合、検知装置３を、例えば地震によるＰ波を検知する振動センサとしてもよい。すなわち処理部３３は、地震での構造物の振動があった場合、当該建造物に地震が発生してから第１の時間Δｔが経過するまでに信号処理装置１０に入力されたＡＥ信号を処理する第１信号処理を実行してもよい。
【００７９】
また構造物が高層ビル等の場合、検知装置３を、例えば風速を検知する風速センサとしてもよい。すなわち処理部３３は、検知信号が示す風速の大きさが閾値ｓを超える場合、信号処理装置１０に当該検知信号が入力されてから第１の時間Δｔが経過するまでに信号処理装置１０に入力されたＡＥ信号を処理する第１信号処理を実行してもよい。
【００８０】
また例えば、検知対象とする構造物を流体の通る配管とし、配管表面にＡＥセンサ５を設置してもよい。配管内を通る流体の圧力による負荷等で配管の劣化が進行するような場合、例えば検知装置５として、流量計等が使用できる。処理部３３は、流れの上流側に配置した流量計で閾値ｓを超える流量の流体の通過を検知したタイミングから第１の時間Δｔが経過するまでに、信号処理装置１０に入力されたＡＥ信号を処理する第１信号処理を実行してもよい。
【００８１】
また上述の機能ブロック（図２及び図６参照）を実現する装置は任意でよい。例えばサーバ装置３０の処理部３３を、信号処理装置１０で実現してもよい。また例えばＡＥセンサ５と信号処理装置１０とを、同一の筐体で実現してもよい。
【００８２】
また上述の実施形態の説明では、検知装置３ａ及びＡＥセンサ５ａ、並びに、検知装置３ｂ及びＡＥセンサ５ｂを備える場合を例にしたが、信号処理装置１０に接続される検知装置３ａ及びＡＥセンサ５ａの数は任意でよい。例えば信号処理装置１０に検知装置３を１つ、ＡＥセンサ５を１つ接続してもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１  検知システム
２  ネットワーク
３  検知装置
４  ケーブル
５  ＡＥセンサ
６  ケーブル
１０  信号処理装置
１１  第１受信部
１２  第２受信部
１３  アンプ
１４  ＢＰＦ
１５  ＡＤＣ
１６  抽出部
１７  通信部
３０  サーバ装置
３１  通信部
３２  記憶部
３３  処理部
３４  処理制御部
３５  表示制御部
３６  表示部
３７  入力部
５１  制御装置
５２  主記憶装置
５３  補助記憶装置
５４  表示装置
５５  入力装置
５６  通信装置
５７  バス
【図１】
0006587874.tif 000002
【図２】
0006587874.tif 000003
【図３】
0006587874.tif 000004
【図４Ａ】
0006587874.tif 000005
【図４Ｂ】
0006587874.tif 000006
【図５Ａ】
0006587874.tif 000007
【図５Ｂ】
0006587874.tif 000008
【図６】
0006587874.tif 000009
【図７】
0006587874.tif 000010
【図８】
0006587874.tif 000011
【図９】
0006587874.tif 000012
【図１０】
0006587874.tif 000013