(57)【要約】【課題】十分な知識と経験のない者でも、容易に電柱の地中部の割れを探査し、判定できる方法を提供することを目的とする。【解決手段】この発明は、中空部を有するコンクリート電柱地中部の割れの探査を行う超音波探査方法であって、各測点で多数回受信して受信波Ｇｊ（ｔ）を求める工程と、割れ校正波Ｇｗ（ｔ）を用意する工程と、Ｇｊ（ｔ）の振幅の差を補正する工程と、挟帯域スペクトルＦＡｊ（ｆ）を求め対応するＧＡｊ（ｔ）を求め、路程ｌの入力の都度ｔ１値を計算する工程と、ＣＧ（ｌ）関数を用いて新たな分析用ＧＡｊ（ｔ）を求める工程と、フィルタ関数を用いてＧＢｊ（ｔ）を求める工程とを備え、ＧＢｎＡ＋１（ｔ）を最大表示し、ＧＢｊｎＳ（ｔ）を比較表示し、評価線分と前記ＧＢｊｎＳ（ｔ）の波とが交差するとき、その測定点ｊで路程ｌ以降に割れがあると判断し、ｌ値を徐々に大きくして割れの有無・割れまでの路程ｌを計測する。【選択図】図４
2008032474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空部を有するコンクリート電柱の地中部割れ探査を行うに当って、地中部より電柱軸斜方向に斜角治具を具備した発信探触子から広帯域超音波を発信させ、前記斜角治具と同一形状の治具を具備する受信探触子で広帯域受信波を収録し、該受信波を自動分析することでコンクリート電柱地中部の割れの探査を行う超音波探査方法であって、
電柱軸と直交する電柱円周上に前記探触子を具備した一対の斜角治具をその中心間距離をａとして配置し、測定点を前記中心間距離の中点と定義する計測で前記測定点を円周方向へ順次移動し、全測点数をｎＡとして下記数式１を満足させて各測点ｊで広帯域受信波を受信するとき、
【数１】
2008032474.tif 000073
広帯域超音波を各測点での計測でｎＢ回発信し、該発信の都度、広帯域受信波Ｇｊｋ（ｔ）を受信して、下記数式２で以降の分析処理で用いる受信波Ｇｊ（ｔ）（ｊ＝１〜ｎＡ）波を求めて定義する第１の処理工程と、
【数２】
2008032474.tif 000074
あらかじめ前記Ｇｊ（ｔ）（ｊ＝１〜ｎＡ）を得たと同一外径Φの電柱に対応する割れ校正波Ｇｗ（ｔ）をＧｎＡ＋１（ｔ）として用意し、以降の分析で用いるＧｊ（ｔ）をｊ＝１〜ｎＡ＋１とする第２の処理工程と、
前記Ｇｊ（ｔ）（ｊ＝１〜ｎＡ＋１）の各測点ｊでの振幅の差を補正する第３の処理工程と、
前記計測対象電柱の外径Φに基づいて、あらかじめセットされているか又は外部から与えられて決まるｆＤ１値を用い、ｆＤ１値を中心振動数とする挟帯域スペクトルＦＡｊ（ｆ）（ｊ＝１〜ｎＡ＋１）を求め対応する時系列ＧＡｊ（ｔ）（ｊ＝１〜ｎＡ＋１）をフーリエの逆変換で求め、割れの有無を確認したい路程ｌを外部から与える都度、下記数式３でｔ１値を計算する第４の処理工程と、
【数３】
2008032474.tif 000075
あらかじめ第２の処理工程で準備されている又は外部から与えられる探査対象電柱の外径Φに対応するＣＧ（ｌ）関数（ｌ＝ｌｍｉｎで１．０）を用いて、ｔｍｉｎをｌ＝ｌｍｉｎとしたときのｔ１値、及び、ｔｌを路程ｌとしたときのｔ１値として、修正されたＧＡｎＡ＋１（ｔ）を用いて新たな分析用ＧＡｊ（ｔ）（ｊ＝１〜ｎＡ＋１）を求める第５の処理工程と、
ｔ＝で０．０、ｔ≧ｔ１で１．０であり、ｔ＝０〜ｔ１間を線形増加する関数をｔ＝ｔ１毎にＦｉＬＴ（ｔ）と定義し、ｎ５を１以上の自然数として下記数式４でＧＢｊ（ｔ）（ｊ＝１〜ｎＡ＋１）を求める第６の処理工程とを備え、
【数４】
2008032474.tif 000076
ＧＢｎＡ＋１（ｔ）を時刻軸を中心に表示画面に最大表示し、且つｎＳを１以上の自然数としてＧＢｊｎＳ（ｔ）（ｊ＝１〜ｎＡ＋１）を比較表示し、その振幅があらかじめ指示され時刻軸の左右に表示される評価線分と前記ＧＢｊｎＳ（ｔ）の波とが交差するとき、その測定点ｊでｔ１値に対応する路程ｌ以降に割れがあると判断し、それらが交差しないとき、路程ｌに割れが無いと判断し、
前記ｌ値をｌｍｉｎから徐々に大きくして前記ＧＢｊｎＳ（ｔ）の比較表示を行うことで、割れの有無、並びに、割れまでの路程ｌを計測することができる
コンクリート電柱地中部の広帯域超音波探査方法。
【請求項２】
中空部を有するコンクリート電柱の地中部割れ探査を行うに当って、地中部より電柱軸斜方向に斜角治具を具備した発信探触子から広帯域超音波を発信させ、前記斜角治具と同一形状の治具を具備する受信探触子で広帯域受信波を収録し、該受信波を自動分析することでコンクリート電柱地中部の割れの探査を行う超音波探査方法であって、
電柱軸と直交する電柱円周上に前記探触子を具備した一対の斜角治具をその中心間距離をａとして配置し、測定点を前記中心間距離の中点と定義する計測で前記測定点を円周方向へ順次移動し、全測点数をｎＡとして下記数式１を満足させて各測点ｊで広帯域受信波を受信するとき、
【数１】
2008032474.tif 000077
広帯域超音波を各測点での計測でｎＢ回発信し、該発信の都度、広帯域受信波Ｇｊｋ（ｔ）を受信して、下記数式２で以降の分析処理で用いる受信波Ｇｊ（ｔ）（ｊ＝１〜ｎＡ）波を求めて定義する第１の処理工程と、
【数２】
2008032474.tif 000078
前記Ｇｊ（ｔ）（ｊ＝１〜ｎＡ）を得たと同一外径Φの健全電柱からの多数の健全柱受信波を用いた健全校正波ＧｎＡ＋１（ｔ）として用意し、以降の分析で用いるＧｊ（ｔ）をｊ＝１〜ｎＡ＋１とする第２の処理工程と、
前記Ｇｊ（ｔ）（ｊ＝１〜ｎＡ＋１）の各測点ｊでの振幅の差を補正する第３の処理工程と、
前記計測対象電柱の外径Φに基づいて、あらかじめセットされているか又は外部から与えられて決まるｆＤ１値を用い、ｆＤ１値を中心振動数とする挟帯域スペクトルＦＡｊ（ｆ）（ｊ＝１〜ｎＡ＋１）を求め対応する時系列ＧＡｊ（ｔ）（ｊ＝１〜ｎＡ＋１）をフーリエの逆変換で求め、割れの有無を確認したい路程ｌを外部から与える都度、下記数式３でｔ１値を計算する第４の処理工程と、
【数３】
2008032474.tif 000079
ｔ＝で０．０、ｔ≧ｔ１で１．０であり、ｔ＝０〜ｔ１間を線形増加する関数をＦｉＬＴ（ｔ）と定義し、ｎ５を１以上の自然数として下記数式４でＧＢｊ（ｔ）（ｊ＝１〜ｎＡ＋１）を求める第５の処理工程とを備え、
【数４】
2008032474.tif 000080
ｎ５を１以上の自然数としてＧＢｊｎ５（ｔ）（ｊ＝１〜ｎＡ＋１）を比較検討するとき、ｊ＝１〜ｎＡ毎に表示される時刻軸を中心として、その幅Ｃ１５が波の最大表示幅の０〜５０％の範囲であらかじめ指定された時刻軸に平行な左右の基準線と電柱外周径Φ毎に準備されている所定のＡＨ（ｌ）、及び、ＡＨ（ｌｍｉｎ）を用いて下記数式５の計算で算出し得るＧＣｊ（ｔ）（ｊ＝１〜ｎＡ＋１）とを重ねて表示し、前記基準線と前記ＧＣｊ（ｔ）（ｊ＝１〜ｎＡ＋１）が交差するとき、その交差位置の路程に割れがあると判断し、それらが交差しないとき、路程ｌには割れが無いと判断する処理を、探査路程ｌを変化させる都度繰り返し行い、割れの有無、並びに、割れまでの路程ｌを計測することができる
【数５】
2008032474.tif 000081
コンクリート電柱地中部の広帯域超音波探査方法。
【請求項３】
前記電柱外周径Φ毎に準備されている所定のＡＨ（ｌ）及びＡＨ（ｌｍｉｎ）は、同一径の多数の健全柱（ｎｃ１本）、及び路程ｌに割れのある多数の電柱（ｎｃ２本）において、前記第１から第５の処理工程を連続して行い得られた多数のＧＢｊｎＳ（ｔ）（ｊ＝１〜（ｎｃ１＋ｎｃ２））を用いて、ＧＢｊｎＳ（ｔ）波の路程ｌでの最大振幅値の頻度分布を横軸を振幅として求め、割れ柱と健全柱を区分する前記最大振幅値の境界をＡＨ値として特定する処理を前記路程ｌ毎に行い、得られる各ＡＨ値をＡＨ（ｌ）と表現し、特にｌ値が探査最小路程ｌｍｉｎのときＡＨ（ｌｍｉｎ）とする処理で、電柱外周径Φ毎に前記ＡＨ（ｌ）、ＡＨ（ｌｍｉｎ）を準備する
請求項２に記載のコンクリート電柱地中部の広帯域超音波探査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、日本全国に数多く存在するコンクリート電柱の目視し得ない部分の割れの有無を、十分な知識や経験のない測定者でも、迅速にかつ高精度に探査可能な巨視的探査理論に基づいたコンクリート電柱地中部の広帯域超音波探査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電柱地中部の割れの探査を地上部より、探触子と斜角治具を用いて柱軸斜方向に超音波を入力し、この入力超音波による割れからの反射波を取り出す方法と装置として、特許文献１が存在する。
【０００３】
この方法の概要を図１に基づいて示せば、以下の様になる。  
（１）探知妨害波の除去
図１の計測において、超音波を柱軸斜方向へ２０１の様に入力する時、柱軸直角方向へも２０２に示す成分の超音波が起生する。この超音波２０２の成分の電柱への超音波入力により、図１（ｂ）に示す電柱円周方向へ伝達する２０３の超音波が起生する。この超音波２０３は、探査の精度を低下させる探査妨害波である。  
この妨害波の振幅が大きくなる振動数は、肉厚に関する共振振動数（ｆｄ）を示す下記数式で算定されるとしている（ここで、βは１．０及び０．５９、ｃＶｐはコンクリート縦波音速、ｄは電柱肉厚である。）。
【数１０】
2008032474.tif 000003
電柱コンクリート音速を４５００ｍ／秒、肉厚４０ｍｍとした時、
縦波のｆｄ値は、β＝１．０として５６ＫＨｚ
横波のｆｄ値は、β＝０．５９として３３ＫＨｚ
となるとしている。この３３〜５６ＫＨｚ及びその前後の帯域の成分波では、超音波２０２の共振波が大きく生じるとしている。また、超音波２０２の共振波と共に生ずる妨害波２０３の振幅が小さくなる振動数ｆ０が下記数式で定義されていることが示されている（ここで、αは補正係数、φは探触子径である。）。
【数１１】
2008032474.tif 000004
以上より、地中部割れ１５の反射波を抽出するために、ｆｄ値付近の帯域のスペクトルを除去し、ｆ０値より小さい振動数で狭帯域成分波を抽出することで割れ１５からの反射波を取得できるとしている。
【０００４】
（２）探触子の柱軸方向移動によるリアルタイム計測
電柱の割れ探査では、一般のコンクリートの割れ探査と異なる超音波伝達状況がある。図２に電柱特有の超音波伝達状況が示されている。柱軸方向斜めに入力された超音波が肉厚部表面及び裏面で反射及びモード変換（縦波と横波とに周期的に変化する現象）を繰返し伝達する様子を示している。  
図２（ａ）では、反射波が上手く受信されていない様子を示しており、図２（ｂ）では反射波が上手く受信されている様子を示している。  
ここで、図２において、
（ａ）図では、超音波入力位置から割れまでの距離をｌ１
（ｂ）図では、超音波入力位置から割れまでの距離をｌ２
としている。
【０００５】
前記距離をｌ１からｌ２まで変化させていく経緯の中で、リアルタイムに前記（１）記述の処理が成されれば、図３（ａ）に示す成分波が序々に図３（ｂ）に示す様に変化していき、３０４に示す割れ反射波が確認されるとしている。  
そして、この確認時点で図３（ｂ）の波形と図３（ａ）の波形を減算処理すれば、図１の２０３に示す探知妨害波（３０１及び３０２）が除去され、図３（ｃ）に示す様に割れ１５からの反射波のみが抽出できると論じている。
【０００６】
しかしながら、前記リアルタイム計測は、上記（１）（２）の処理を組み合わせ行うものであり、以下の繁雑な手順と問題点が生ずる。
【０００７】
（一）探触子の柱軸方向移動に伴い、電柱表面と探触子治具面間の超音波伝達媒質の付着状況が変化する。  
（二）リアルタイム抽出波の算出に伴う探触子移動下での最適位置の選定には治具／電柱面の接着状況の確認、接触媒質の付着状況の確認、接着面の凹凸等の有無の確認、そして、抽出波の適正評価等々の工学的判断を必要とする。  
（三）電柱地中部割れは、円周全面にあるとは限らない。円周の一部分にある場合が殆どである。これより、前記（１）（２）のチェックを探触子を円周上で移動する都度行わなければならず、測定時間が極めて長くなる場合がある。  
（四）図１の計測で、電柱内超音波伝達状況を確認する方法として、特許文献１に記載の上記発明は優れている。しかしながら、分析波の評価に技術的判断を要するため、測定者に十分な知識や経験を要求せざるを得ない。
【０００８】
【特許文献１】特許第３５９９６７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上の（一）〜（四）の問題点を解消し、日本全国数百万本とも目される数多く存在するコンクリート電柱の割れ探査を、十分な知識や経験を持たない測定者でも、所定の計測手順の下、計測を行い、所定の順序の分析項目の指定で、迅速に且つ高精度に地中部割れの有無の探査を行うことができる広帯域超音波を用いる超音波探査方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、中空部を有するコンクリート電柱の地中部割れ探査を行うに当って、地中部より電柱軸斜方向に斜角治具を具備した発信探触子から広帯域超音波を発信させ、前記斜角治具と同一形状の治具を具備する受信探触子で広帯域受信波を収録し、該受信波を自動分析することでコンクリート電柱地中部の割れの探査を行う超音波探査方法であって、  
電柱軸と直交する電柱円周上に前記探触子を具備した一対の斜角治具をその中心間距離をａとして配置し、測定点を前記中心間距離の中点と定義する計測で前記測定点を円周方向へ順次移動し、全測点数をｎＡとして下記数式１を満足させて各測点ｊで広帯域受信波を受信するとき、  
【数１】
2008032474.tif 000005
広帯域超音波を各測点での計測でｎＢ回発信し、該発信の都度、広帯域受信波Ｇｊｋ（ｔ）を受信して、下記数式２で以降の分析処理で用いる受信波Ｇｊ（ｔ）（ｊ＝１〜ｎＡ）波を求めて定義する第１の処理工程と、  
【数２】
2008032474.tif 000006
あらかじめ前記Ｇｊ（ｔ）（ｊ＝１〜ｎＡ）を得たと同一外径Φの電柱に対応する割れ校正波Ｇｗ（ｔ）をＧｎＡ＋１（ｔ）として用意し、以降の分析で用いるＧｊ（ｔ）をｊ＝１〜ｎＡ＋１とする第２の処理工程と、  
前記Ｇｊ（ｔ）（ｊ＝１〜ｎＡ＋１）の各測点ｊでの振幅の差を補正する第３の処理工程と、  
前記計測対象電柱の外径Φに基づいて、あらかじめセットされているか又は外部から与えられて決まるｆＤ１値を用い、ｆＤ１値を中心振動数とする挟帯域スペクトルＦＡｊ（ｆ）（ｊ＝１〜ｎＡ＋１）を求め対応する時系列ＧＡｊ（ｔ）（ｊ＝１〜ｎＡ＋１）をフーリエの逆変換で求め、割れの有無を確認したい路程ｌを外部から与える都度、下記数式３でｔ１値を計算する第４の処理工程と、  
【数３】
2008032474.tif 000007
あらかじめ第２の処理工程で準備されている又は外部から与えられる探査対象電柱の外径Φに対応するＣＧ（ｌ）関数（ｌ＝ｌｍｉｎで１．０）を用いて、ｔｍｉｎをｌ＝ｌｍｉｎとしたときのｔ１値、及び、ｔｌを路程ｌとしたときのｔ１値として、修正されたＧＡｎＡ＋１（ｔ）を用いて新たな分析用ＧＡｊ（ｔ）（ｊ＝１〜ｎＡ＋１）を求める第５の処理工程と、  
ｔ＝で０．０、ｔ≧ｔ１で１．０であり、ｔ＝０〜ｔ１間を線形増加する関数をｔ＝ｔ１毎にＦｉＬＴ（ｔ）と定義し、ｎ５を１以上の自然数として下記数式４でＧＢｊ（ｔ）（ｊ＝１〜ｎＡ＋１）を求める第６の処理工程とを備え、  
【数４】
2008032474.tif 000008
ＧＢｎＡ＋１（ｔ）を時刻軸を中心に表示画面に最大表示し、且つｎＳを１以上の自然数としてＧＢｊｎＳ（ｔ）（ｊ＝１〜ｎＡ＋１）を比較表示し、その振幅があらかじめ指示され時刻軸の左右に表示される評価線分と前記ＧＢｊｎＳ（ｔ）の波とが交差するとき、その測定点ｊでｔ１値に対応する路程ｌ以降に割れがあると判断し、それらが交差しないとき、路程ｌに割れが無いと判断し、  
前記ｌ値をｌｍｉｎから徐々に大きくして前記ＧＢｊｎＳ（ｔ）の比較表示を行うことで、割れの有無、並びに、割れまでの路程ｌを計測することができるコンクリート電柱地中部の広帯域超音波探査方法であることを特徴とする。
【００１１】
この発明の第２処理工程は、探査対象電柱の外径Φ毎に、多数の電柱（ｎＤ本）を用意し、探査可能な最小路程をｌｍｉｎとし、この位置（ｌ＝ｌｍｉｎ）で、電柱軸直角方向に貫通割れを模擬し、この探査路程での受信波群Ｇｍ（ｔ）（ｍ＝１〜ｎＤ）に、第４の処理工程をｊをｍ、ｎＡ＋１をｎＤに置き換えて実施し、前記Φに基づいて決まる所定値ｆＤ１を中心振動数とする挟帯域成分波をＧＡｍ（ｔ）として求め、ＧＡｍ（ｔ）のｍ＝１〜ｎＤの比較で、前記最小路程ｌｍｉｎで生ずるｎＤ個の割れ反射波の振幅比較で、平均的な振幅値を持つＧＡｍ（ｔ）のｍを特定し、このＧＡｍ（ｔ）をＧｗ（ｔ）（ｌ＝ｌｍｉｎ）とする工程と、所定のΔｌ値を用いて、探査路程ｌをｌ＝ｌ＋Δｌと変更する毎に前記処理を繰り返し、前記ｌ値毎に前記Ｇｗ（ｔ）を求め、ｌ値毎に求めたＧｗ（ｔ）の最大振幅とｌ＝ｌｍｉｎでのＧｗ（ｔ）（ｌ＝ｌｍｉｎ）の最大振幅の比をｌ値の関数として、計測対象の電柱外径Φ毎にＣＧ（ｌ）として求める工程とすることができる。
【００１２】
また、この発明の第３の処理工程は、
［方法１］
外部から与えられる又はあらかじめセットされたｔｇ値（０以上の整数）及び、ｍ１、ｍ２値（１．０〜１．２の値）を用いて、ｔ＝０〜ｔｇ間でのＧｊ（ｔ）（ｊ＝１〜ｎＡ）波の最大振幅を各々Ａｊ（ｊ＝１〜ｎＡ）とし、ＧｎＡ＋１（ｔ）波の最大振幅をＡｃと表現し、
【数２３】
2008032474.tif 000009
【数２４】
2008032474.tif 000010
を計算し、下記数式２５でＧＧｊ（ｔ）（ｊ＝１〜ｎＡ）を計算し、前記ｊ＝１〜ｎＡにおけるＧｊ（ｔ）をＧＧｊ（ｔ）と置き換える処理工程とすることができる。  
【数２５】
2008032474.tif 000011
又は、［方法２］として、
外部から与えられる又はあらかじめセットされたｆ１、ｆ２値（０以上の実数）を用いて、受信波Ｇｊ（ｔ）に対応するスペクトルＦｊ（ｆ）のスペクトル曲線とｆ１、ｆ２軸（縦軸）と、振動数ｆ軸で囲まれた面積ＡＲｊ（ｊ＝１〜ｎＡ）を各々計算し、健全校正波ＧｎＡ＋１（ｔ）（対応するスペクトルはＦｎＡ＋１（ｆ））の場合のＡＲｊに対応する面積ＡＣを計算し、ｊ＝１〜ｎＡにおいて、外部から与えられる又はあらかじめセットされているｍ１、ｍ２値（１．０〜１．２の値）を用いて、
【数２６】
2008032474.tif 000012
【数２７】
2008032474.tif 000013
を計算し、前記ｊ＝１〜ｎＡにおけるＦｊ（ｆ）をＦＦｊ（ｆ）と取り替え、この変更されたＦｊ（ｆ）のフーリエの逆変換で新たなＧｊ（ｔ）（ｊ＝１〜ｎＡ）
を作成する工程とすることができる。  
若しくは、［方法３］として、
前記［方法２］による振幅補正の後、前記［方法１］による振幅補正を続けて行う工程とすることができる。
【００１３】
また、この発明の第４の処理工程は、前記Ｇｊ（ｔ）（ｊ＝１〜ｎＡ＋１）に対応するスペクトルをＦｊ（ｆ）としたとき、前記ｆＤ１値を用いて、ｆ＝０で０．０、ｆ＝０〜２ｆＤ１でＳｉｎ関数、ｆ＝ｆＤ１で１．０、ｆ≧２ｆＤ１で０．０となる周波数関数Ａ１（ｆ）を用いて、ｎ１を１以上の自然数として、数式２０、２１でＦＡｊ（ｆ）及び、ＧＡｊ（ｔ）を求める工程とすることができる。  
【数２０】
2008032474.tif 000014
【数２１】
2008032474.tif 000015
他の方法として、バンド幅２Δｆを所定値または外部から与えられる値とし、ｆ＝０〜（ｆＤ１−Δｆ）で０．０、Ｆ＝（ｆＤ１−Δｆ）〜（ｆＤ１＋Δｆ）で１．０、ｆ＞（ｆＤ１＋Δｆ）で０．０となる周波数関数ＡＢ（ｆ）を定義し、数式２２と数式２１を用いてＦＡｊ（ｆ）及び、ＧＡｊ（ｔ）を求める工程とすることもできる。
【数２２】
2008032474.tif 000016
【数２１】
2008032474.tif 000017
【００１４】
また、この発明の第５の処理工程は、あらかじめ第２の処理工程で求められている電柱外径Φに対応するＧｗ（ｔ）波、及びＣＧ（ｌ）関数を用いて、分析したい探査路程ｌが外部から指示される毎に前記数式３を用いて、対応する時刻ｔ１を計算し、数式６乃至数式８の計算でＧＡ（ｔ）を求め、
【数６】
2008032474.tif 000018
【数７】
2008032474.tif 000019
【数８】
2008032474.tif 000020
前記割れ構成波ＧＡｎＡ＋１（ｔ）をＧＡＢ（ｔ）と置き換える工程とすることができる。
【００１５】
また、この発明は、中空部を有するコンクリート電柱の地中部割れ探査を行うに当って、地中部より電柱軸斜方向に斜角治具を具備した発信探触子から広帯域超音波を発信させ、前記斜角治具と同一形状の治具を具備する受信探触子で広帯域受信波を収録し、該受信波を自動分析することでコンクリート電柱地中部の割れの探査を行う超音波探査方法であって、  
電柱軸と直交する電柱円周上に前記探触子を具備した一対の斜角治具をその中心間距離をａとして配置し、測定点を前記中心間距離の中点と定義する計測で前記測定点を円周方向へ順次移動し、全測点数をｎＡとして下記数式１を満足させて各測点ｊで広帯域受信波を受信するとき、  
【数１】
2008032474.tif 000021
広帯域超音波を各測点での計測でｎＢ回発信し、該発信の都度、広帯域受信波Ｇｊｋ（ｔ）を受信して、下記数式２で以降の分析処理で用いる受信波Ｇｊ（ｔ）（ｊ＝１〜ｎＡ）波を求めて定義する第１の処理工程と、  
【数２】
2008032474.tif 000022
前記Ｇｊ（ｔ）（ｊ＝１〜ｎＡ）を得たと同一外径Φの健全電柱からの多数の健全柱受信波を用いた健全校正波ＧｎＡ＋１（ｔ）として用意し、以降の分析で用いるＧｊ（ｔ）をｊ＝１〜ｎＡ＋１とする第２の処理工程と、  
前記Ｇｊ（ｔ）（ｊ＝１〜ｎＡ＋１）の各測点ｊでの振幅の差を補正する第３の処理工程と、  
前記計測対象電柱の外径Φに基づいて、あらかじめセットされているか又は外部から与えられて決まるｆＤ１値を用い、ｆＤ１値を中心振動数とする挟帯域スペクトルＦＡｊ（ｆ）（ｊ＝１〜ｎＡ＋１）を求め対応する時系列ＧＡｊ（ｔ）（ｊ＝１〜ｎＡ＋１）を逆フーリエ変換で求め、割れの有無を確認したい路程ｌを外部から与える都度、下記数式３でｔ１値を計算する第４の処理工程と、  
【数３】
2008032474.tif 000023
ｔ＝で０．０、ｔ≧ｔ１で１．０であり、ｔ＝０〜ｔ１間を線形増加する関数をＦｉＬＴ（ｔ）と定義し、ｎ５を１以上の自然数として下記数式４でＧＢｊ（ｔ）（ｊ＝１〜ｎＡ＋１）を求める第５の処理工程とを備え、  
【数４】
2008032474.tif 000024
ｎ５を１以上の自然数としてＧＢｊｎ５（ｔ）（ｊ＝１〜ｎＡ＋１）を比較検討するとき、ｊ＝１〜ｎＡ毎に表示される時刻軸を中心として、その幅Ｃ１５が波の最大表示幅の０〜５０％の範囲であらかじめ指定された時刻軸に平行な左右の基準線と電柱外周径Φ毎に準備されている所定のＡＨ（ｌ）、及び、ＡＨ（ｌｍｉｎ）を用いて下記数式５の計算で算出し得るＧＣｊ（ｔ）（ｊ＝１〜ｎＡ＋１）とを重ねて表示し、前記基準線と前記ＧＣｊ（ｔ）（ｊ＝１〜ｎＡ＋１）が交差するとき、その交差位置の路程に割れがあると判断し、それらが交差しないとき、路程ｌには割れが無いと判断する処理を、探査路程ｌを変化させる都度繰り返し行い、割れの有無、並びに、割れまでの路程ｌを計測することができる  
【数５】
2008032474.tif 000025
コンクリート電柱地中部の広帯域超音波探査方法であることを特徴とする。
【００１６】
この発明の第２処理工程は、多数の健全柱受信波を比較検討し、平均的振幅を持ち、及び時刻の推移に関して平均的減衰状態を示す受信波を選定し、これを健全校正波ＧｎＡ＋１（ｔ）とする工程とすることができる。
【００１７】
また、この発明の第３の処理工程は、前記特許請求の範囲の請求項１に記載の発明についての第３の処理工程と同様の工程とすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、十分な知識と経験のない測定者であっても、容易に中空部を有する電柱の地中部の割れを視覚的に探査し、判定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
この発明の実施形態における装置を以下図面に基づいて説明する。  
図４は本発明の実施形態にかかる超音波装置を示すブロック図である。  
被探知体３０の表面に、発信探触子１１１と受信探触子１１２が接触するように配置される。そして、発信探触子１１１には、超音波発信装置の電流供給回路３３から電流が供給され、発信探触子１１１から超音波（広域超音波）が発信し、被探知体３０内に入射する。受信探触子１１２が受信した超音波信号は、解析装置３４に入力されて、後述のようにして解析される。
【００２０】
この解析装置３４においては、受信探触子１１２の受信信号がアンプ回路３５により増幅されて、フィルタ回路３６により後述の如くしてフィルタリングを受けた信号が、ＡＤ変換回路（アナログデジタル変換回路）３７によりデジタル信号に変換され、ゲートアレイ３８を介してＣＰＵ（中央演算装置）４０に入力される。
【００２１】
ＨＤ（ハードディスク）３９には、解析処理アプリケーションソフトウェアとＣＰＵ４０により演算処理された時系列データが保存される。  
解析装置３４による解析結果は、表示装置４１にも入力されて表示される。更に、必要な情報がキーボード４２からＣＰＵ４０に入力されるようになっている。
【００２２】
メモリ４３は、ＣＰＵ４０が演算する際にデータを一時的に格納するために使用される。また、ＣＰＵ４０からコントロール回路４４に制御信号が出力され、コントロール回路４４はアンプ回路３５、フィルタ回路３６、ＡＤ変換回路３７、ゲートアレイ３８及び電流供給回路３３に作動指令信号を出力する。  
電流供給回路３３は同軸ケーブル４５を介して発信探触子１１１に接続されている。
【００２３】
図５に示すように、発信探触子１１１には、基盤化したステップ型電圧発生器４６と振動子４７とが内蔵されている。  
ステップ型電圧発生器４６には、図６に示すように、ステップ電圧駆動回路４６２及びステップ電圧発生回路４６１が設けられており、ステップ電圧駆動回路４６２で発生するステップ関数型電圧を振動子４７（図５）に印加する。
【００２４】
超音波を被探知体３０に入力する都度、受信探触子１１２で受信波を得る。この受信波は同軸ケーブル４９を介して、解析装置３４のアンプ回路３５へ、電圧の時間変動データとして送られる。  
アンプ回路３５へ送られた前記時間変動データはフィルタ回路３６を経由して、ＡＤ変換回路３７に達する。電圧のアナログ量がＡＤ変換回路３７によりデジタル量に変換され、ゲートアレイ３８を介してＣＰＵ４０に転送され、前記電圧デジタル値（ＡＤ変換回路３７によりデジタル量に変換された電圧値）の時刻歴が表示装置４１に表示される。  
自動的に、又はキーボード４２を用いた外部からの指示により、電圧の増幅又は減幅及びローパス／ハイパスフィルタ処理の指令がＣＰＵ４０に伝達され、ＣＰＵ４０はコントロール回路４４を介してアンプ回路３５及びフィルタ回路３６を制御する。
【００２５】
図７に示すように、受信探触子１１２には、１００ＫＨｚ〜３００ＫＨｚの範囲の特性の振動数における漸減型ハイパスフィルタ５０、アンプ回路５１及び振動子５２が内蔵されている。  
電流供給回路３３はコントロール回路４４により制御されて、所定の時間間隔で動作する。これにより、発信探触子１１１（図５）に内蔵された振動子４７から、前記所定の時間間隔で超音波が被探知体３０に入射される。受信探触子１１２（図７）に内蔵された振動子５２は、超音波が入力する都度、被探知体３０の音圧変化に伴い振動が励起する。この振動励起で振動子５２に生じる電圧の時間変化が受信探触子１１２内のフィルタ回路５０及びアンプ回路５１で１次処理される。
【００２６】
アンプ回路５１及びフィルタ回路５０の制御が終了した段階で、ＣＰＵ４０（図４）の指示でコントロール回路４４が動作し、ゲートアレイ３８に受信波の加算処理を命令する。ゲートアレイ３８は、ＡＤ変換回路３７で得られる電圧に関する時刻歴デジタル量を、前記時刻歴を得る都度、指定回数加算する。そして、ＣＰＵ４０のコントロールにより加算平均時刻歴を作成し、表示装置４１にその時刻歴をリアルタイムに表示する。
【００２７】
ハイパスフィルタ及びアンプ回路は夫々受信探触子１１２と解析装置３４の双方に内蔵されている。受信探触子１１２に内蔵されているハイパスフィルタ５０及びアンプ回路５１は受信波に対し、前述の如く、１次処理を行うものである。これに対して、解析装置３４に内蔵されるアンプ回路３５とフィルタ回路３６は、１次処理された受信波に対し、ＣＰＵ４０のコントロール下で微調整するものである。この微調整は装置機能の高度化のために必要とされるものであり、解析装置３４内のアンプ回路３５とフィルタ回路３６は必須のものではない。
【００２８】
図４の超音波装置は、一対の発信探触子１１１と受信探触子１１２を装備する二探触子の場合を示している。しかし、発信探触子１１１と受信探触子１１２を一緒にした一探触子としても構わない。  
発信探触子１１１と受信探触子１１２を一緒にした一探触子の場合、発信／受信共用探触子の中にステップ型電圧発生器と漸減型ハイパスフィルタとアンプ回路を共存させ、振動子を超音波の発信／受信の双方の用途で使用することになる。
【００２９】
ここで、図８を参照して、発信探触子１１１から発信される広帯域超音波について説明する。  
パルス型電圧が印加されるセラミック振動子から発信される超音波は、図８（ａ）で示すように、比較的狭い帯域のスペクトルを持つので、本発明の計測では使用に適さない。  
これに対して、図示の実施形態及び実施例で発信探触子１１１から発信される広帯域超音波（例えば、ステップ型電圧が印加されるセラミック振動子）は、図８（ｂ）で示すように、広い帯域のスペクトルを持つ超音波が得られる。この様な、広い帯域のスペクトルを持つものが広帯域超音波である。
【００３０】
［電柱柱軸方向への超音波斜入力］
図９に示す計測は、発信探触子１１１から発信する広帯域超音波をアクリル製の発信探触子用の斜角治具１１３を介して、電柱柱軸方向へ入力している。この時、電柱肉厚内に発生する超音波１１０１が、地中部割れ１１５で反射し、この反射波が受信探触子用の斜角治具１１４を介して、受信探触子１１２で受信される。  
本発明における計測は、探知妨害波１１０３の強度を極力小さくするために、柱軸直角方向に自然発生する直角方向超音波１１０２の強度が小さくなる様に発信探触子１１１からの超音波発信方向と柱軸直角方向との角度θ１が極力大きくなる様な斜角治具１１３を用いている。  
このθ１の値が大きくなる様にする斜角治具１１３の形状の変更のみでは何ら新規性、進歩性を有するものでは無いが、後記分析処理による割れ探査を高精度に行う上で効力を発揮する。
【００３１】
本計測は、図９に示す様に発信探触子１１１を装着した治具１１３と受信探触子１１２を装着した治具１１４の電柱円周上の距離をａとして、発信探触子１１１より広帯域超音波を発信し、受信探触子１１２で広帯域超音波を受信する計測を図１０に示す如く多点（ｎＡヶ所）で行い、Ｇ１（ｔ），Ｇ２（ｔ），・・・ＧｎＡ（ｔ）を収録する。
【００３２】
Ｇ１（ｔ）波の収録は、２つの治具の中心間距離をａとして行う。探触子１１１と１１２を装着する２つの探触子治具位置の真中が測点１となる様にして行い、Ｇ２（ｔ）波の収録は前記ａの値を保ったまま探触子１１１と１１２の探触子治具を円周方向で所定値Δｌだけ移動し、測点２位置が前記両探触子治具位置の真中になる様にして行い、前記Ｇ２（ｔ）波の収録と同様にして、測点３乃至８の受信波を順次収録してＧｊ（ｔ）（ｊ＝１〜８）の受信波を取得する。
【００３３】
前記記述及び図１０は測点の数ｎＡを８として説明したが、８ではなく４又は６でも構わない。電柱の外径（直径）をΦとし、測点の数ｎＡを用いてΔｌは下記数式１２で算定される。
【数１２】
2008032474.tif 000026
【００３４】
なお、前記Ｇｊ（ｔ）波は加算平均波である。所定値（外部から与えられる）ｎＢを用い、ｋの１乃至ｎＢの変化の都度、広帯域超音波を発信して得る受信超音波をＧｊｋ（ｔ）と表現した時、Ｇｊ（ｔ）は下記数式１３で示される。
【数１３】
2008032474.tif 000027
【００３５】
［割れ反射波の卓越する振動数］
電柱は、工場生産されるものであり、共架柱と呼ばれる外径（地盤面付近で直径４０ｃｍ程度）のもの、及び単独柱と呼ばれる外径（直径が地盤面付近で２０ｃｍから３０ｃｍ程度）のものがある。  
構造は全て中空部を有し、その肉厚ｄは共架柱で４ｃｍ前後、単独柱で４〜６ｃｍである。工場生産で使用するコンクリートの材質管理が注意深く成される事より、コンクリート強度もその変動が殆ど無い。  
この様な材質管理下で製造されたコンクリート電柱の場合、図９及び図１０の計測を行って得る広帯域受信波では、割れ１１５からの反射波が大きく卓越する振動数が特定の値となる。典型的な事例を図１１に示す。
【００３６】
図１１の受信波Ｇ（ｔ）及びフーリエ変換で求めたスペクトルＦ（ｆ）は、図９の計測で計測点から割れ１１５までの距離ｌを２０ｃｍとし、割れ深さを肉厚ｄ＝４ｃｍとする完全割れ（以下、「貫通割れ」という。）共架柱（外径４０ｃｍ）を用いて得たものである。  
同図右下に示す受信波Ｇ（ｔ）に３本のカーソル１３１、１３２、１３３を重ね描きしている。柱軸方向縦波の等価音速を３０００ｍ／秒とするとカーソル１３１が最初に大きく起生する波の起生時刻ｔ１（ｌ≒２０ｃｍ）と合致する。
【００３７】
カーソル１３２、１３３は、モード変換波の起生位置を示す。カーソル１３２は往路を縦波、復路を横波又は往路を横波、復路を縦波とする反射波の起生時刻ｔ２を示し、カーソル１３３は往路・復路共、横波とする反射波の起生時刻ｔ３である。
【００３８】
前記ｔ１、ｔ２、ｔ３の算定式は、前記ｌ値（図９参照）を用い柱軸方向縦波等価音速をＶＰ、横波と縦波の音速比をε２、発信探触子治具１１３と受信探触子治具１１４の電柱円周上中心間距離をａとして、それぞれ下記数式１４、数式１５、数式１６で表される。
【数１４】
2008032474.tif 000028
【数１５】
2008032474.tif 000029
【数１６】
2008032474.tif 000030
【００３９】
図１１のＦ（ｆ）スペクトルで、スペクトル値の大きい２つのスペクトルが確認できる。この２つのスペクトルの中心振動数がｆＤ１＝５３．８ＫＨｚ及びｆＤ２＝８４．０ＫＨｚと読み取れる。このｆＤ１及びｆＤ２が割れ反射波の卓越する振動数である。
【００４０】
ｆＤ１、ｆＤ２が割れ反射波の卓越振動数であることを説明しておく。図１１の受信波は、路程２０ｃｍに貫通割れが有る場合のものである。これより、２０ｃｍ以降に割れ反射波が生じている。この部分の波のみをｔＴ＝１５７μ秒（（５）式を用いて算定）として、ｔ＝０で０、ｔ＝０から２ｔ1でｔ＝ｔ１の時１．０となるＳｉｎ関数、ｔ＞２ｔ１で０．０となる時系列フィルタをＦｉＬＴ（ｔ）と定義し、
【数１７】
2008032474.tif 000031
を算定し、ＧＡ（ｔ）と、ＧＡ（ｔ）をフーリエ変換して得たＦＡ（ｆ）を図１２に示す。
【００４１】
（８）式を用いて、割れ反射波のみを抽出して得たＦＡ（ｆ）スペクトルで、前記ｆＤ１、ｆＤ２の値が図１１の場合と全く異なることなく、それぞれ５３．８ＫＨｚ、８４．０ＫＨｚとなっている。これより、ｆＤ１、ｆＤ２が割れ反射波の卓越振動数であると判断できる。
【００４２】
［割れ反射波の卓越振動数ｆＤ１値の分布］
共架柱（外径４０ｃｍ）、肉厚４ｃｍで路程ｌ＝２０ｃｍ前後の反射波の振動数ｆＤ１が５３．８ＫＨｚとなったことを前記した。反射波の振動数はコンクリート材質、路程等で変化する。しかしながら、電柱製造時に材質管理が密になされることよりコンクリート材質の変化による反射波の振動数の変化は小さい故、径が同程度であれば、電柱個々のｆＤ１値の差は無視できる。  
また、電柱地中部の割れは一部の例外を除いて、地盤面下０〜６０ｃｍ以内にあることが、多数の電柱引抜で判明している。この程度の範囲による路程ｌの変化（０〜６０ｃｍ）では、反射波の振動数の変化は微小である。
【００４３】
複数の設置された共架柱（外径４０ｃｍ）の計測で得た受信波において、割れ電柱と判明した電柱での前記振動数ｆＤ１の頻度分布図を図１３に示す。５３ＫＨｚ〜５５ＫＨｚを中心に、±１０ＫＨｚ以内の帯域に前記ｆＤ１値が分布していると判断できる。  
なお、径の細い単独柱（外径２５ｃｍ前後）では、ｆＤ１値の値が若干大きく５７ＫＨｚ付近となっている（図示せず）。
【００４４】
［貫通割れ反射波との対比による分析法］
図９の計測で割れの路程ｌが１５ｃｍと判明している電柱受信波（図１４）を用いて説明する。但し、外径４０ｃｍの共架柱での検討である。
【００４５】
図１４におけるＦｊ（ｆ）とＧｊ（ｔ）とは下記数式１８のフーリエ変換及び下記数式１０のフーリエの逆変換に対応する数式で関係づけられる。
【数１８】
2008032474.tif 000032
【数１９】
2008032474.tif 000033
【００４６】
路程１５ｃｍより後方の波を含む時系列（割れ反射波が多量に含まれる）の波のみを、図１４の受信波より切り出し、この切り出し波のスペクトルをフーリエ変換で求め、比較表示したのが図１５である。測点７が路程ｄ＝２０ｃｍに完全割れのある校正波（以下、「割れ校正波」という。）及び測点１〜６の電柱同一円周上の各測点の受信波より切り出した時系列を同図右に示している。対応するスペクトル比較図が同図左ということになる。  
割れ校正波（測点７）のｆＤ１値が５３．８ＫＨｚであることを前記［［割れ反射波の卓越する振動数］で記載し、対応する図として、図１１及び図１２が示されている。
【００４７】
図１５のスペクトル比較図によれば、測点１、６以外の測点２〜５のスペクトルが前記ｆＤ１値の近傍で大きく生じている。割れ反射波スペクトルと判断できる。図１５を求めた図１４の受信波Ｇｊ（ｔ）（ｊ＝１〜７）比較図に立ち返り、このｆＤ１＝５３．８ＫＨｚのスペクトルをバンドパスフィルタ処理又は後述する周波数フィルタ処理で抽出し、対応する時系列をフーリエの逆変換で求め、割れ校正波（測点７）との対比で比較表示すると図１６に示す分析波を得ることができる。図１６によれば測点２〜５に割れ反射波を明確に確認できる。
【００４８】
なお、前記ｆＤ１＝５３．８ＫＨｚ狭帯域波を周波数フィルタを用いて抽出する方法は、ｆ＝０で０．０、ｆ＝０〜２ｆＤ１でＳｉｎ関数、但し、ｆ＝ｆＤ１で１．０及びｆ≧２ｆＤ１で０．０となる周波数関数をＡ１（ｆ）と定義し、受信波をＧｊ（ｔ）、Ｇｊ（ｔ）のフーリエ変換で得るスペクトルをＦｊ（ｆ）とした時、ＦＡｊ（ｆ）を下記数式２０で演算し、
【数２０】
2008032474.tif 000034
ＧＡｊ（ｔ）を下記数式２１で演算して求める。
【数２１】
2008032474.tif 000035
【００４９】
また前記ｆＤ１＝５３．８ＫＨｚ狭帯域波を一般的バンドパスフィルタ処理で抽出する方法についても説明しておく。バンド幅を２Δｆとして指定し、ｆ＝０〜（ｆＤ１−Δｆ）で０．０、ｆ＝（ｆＤ１−Δｆ）〜（ｆＤ１＋Δｆ）で１．０、ｆ＞（ｆＤ１＋Δｆ）で０．０となる周波数関数をＡＢ（ｆ）と定義し、受信波をＧｊ（ｔ）、Ｇｊ（ｔ）のフーリエ変換で得るスペクトルをＦｊ（ｆ）とした時、ＦＡｊ（ｆ）を下記数式２２で演算し、
【数２２】
2008032474.tif 000036
ＧＡｊ（ｔ）を数式２１で求めればよい。なお、図１６の比較図は狭帯域成分波をｆＤ１＝５３．８ＫＨｚとするＡ１（ｆ）フィルタを用いて数式２０、数式２１の演算で得たＧＡｊ（ｔ）をＧＡｊ４（ｔ）表示している。また数式２０でｎ１＝５としている。分析例として示さないがバンドパスフィルタ処理の数式２２でＦＡｊ（ｆ）を求め、数式２１でＧＡｊ（ｔ）を求めてＧＡｊ４（ｔ）表示しても図１６と概略同一の比較図を得ることができる。
【００５０】
［健全／割れ電柱評価用ＡＨ（ｌ）曲線を用いた分析法］
前記［貫通割れ反射波との対比による分析法］をそのまま用いた場合、以下の２つの問題点がある。  
［１］校正波が貫通割れの反射波により評価された振幅の大きい波であることより、割れ背の小さい時（例えば１０ｍｍ）、割れ柱を健全柱と誤計測する場合がある。  
［２］受信波の振幅は後述する種々の要因で計測の都度、大きく変動する。受信波取得時、この変動要因を可能な限り排除する対処を十分な知識と経験の無い計測者に求めることは至難である。結果として誤計測率が増大する。  
この様な問題点を排除した計測分析法を以下説明する。
【００５１】
［受信波の振幅調整］
前記［１］［２］の問題点を排除する方法を説明する。健全と判明している多数の電柱の受信波群を比較し、平均的な振幅及び時刻歴において平均的な減衰状況を持つ代表的な受信波を１波選定し、これを校正波Ｇｃ（ｔ）（以下、「健全校正波」という。）とする。そして、分析で用いる受信波Ｇｊ（ｔ）（ｊ＝１〜ｎＡ）と、この健全校正波Ｇｃ（ｔ）との対比で、受信波Ｇｊ（ｔ）の振幅をｊ＝１〜ｎＡ毎に調整する。なお、受信波振幅に差違の生ずる要因（以下、「受信波振幅の変動要因」という。）は以下の４点である。  
＜１＞電柱表面が円滑で無く、治具曲面と電柱面との密着状況に差異が生じる場合がある。  
＜２＞電柱の経年変化に伴うコンクリート材質の変化で、電柱設置後の年数が長いと受信波振幅が小さくなる場合がある。  
＜３＞治具と電柱表面間に塗る超音波伝達媒質の超音波伝達能力は、温度差に大きく影響される。夏場と冬場の計測で、受信波振幅で前者の方が後者の１／２程度となる場合がある。  
＜４＞同一電柱で取得するＧｊ（ｔ）（加算平均波）でも、前記＜１＞＜２＞が原因し、測点位置ｊが変わる毎に当該するＧｊ（ｔ）波の振幅が大きく変動する場合がある。
【００５２】
前記＜１＞乃至＜４＞が原因して生じるＧｊ（ｔ）波の振幅の変動を調整し、個々の受信波で生じる振幅の差違を除去した受信波を作成し、割れの有無の分析を高精度化する必要がある。２つの方法に関して説明する。
【００５３】
［第１］  ［受信波の起生時刻近傍の時系列を用いる方法］
図９及び図１０の計測で得られる受信波を模式的に示す図１７を用いて説明する。  
図１７では測点Ａ、Ｂの２つの測点の受信波を示している。Ａ１、Ｂ１領域の波は、図９のコンクリート表面を探触子治具間で伝達する表面波１１０３と電柱の肉厚に関して重複反射する１１０４の波との重畳波である。Ａ２、Ｂ２の波が割れ反射波を模擬したものである。
【００５４】
ところで、Ａ１、Ｂ１の重畳波は、それぞれ図１０の計測で得られることより、本来その振幅は同一となるはずである。また、校正波との比較においても校正波に含まれる該当波の振幅とも同一となるはずである。これより、前記１１０３と１１０４の重畳波の振幅が校正波の該当重畳波と概略等しくなる様な振幅補正処理を、受信波Ｇｊ（ｔ）に対して行い、何らかの要因で生じる個々の受信波間での振幅のばらつきを補正する機能を考える。
【００５５】
具体的には、受信波をＧｊ（ｔ）（ｊ＝１〜ｎＡ）とし、校正波をＧｎＡ＋１（ｔ）とした時、ｔ＝０〜ｔＧ（あらかじめセットされている又は外部から与えられる値）間でのＧｊ（ｔ）波の最大振幅を各々Ａｊ（ｊ＝１〜ｎＡ）とし、ＧｎＡ＋１（ｔ）波の最大振幅をＡｃとした時、ｍ１、ｍ２を１．０〜１．２の範囲の係数として、
【数２３】
2008032474.tif 000037
【数２４】
2008032474.tif 000038
なる演算を行った後、下記数式２５でＧＧｊ（ｔ）を算定し（ｊ＝１〜ｎＡ）、
【数２５】
2008032474.tif 000039
前記ｊ＝１〜ｎＡにおけるＧｊ（ｔ）をＧＧｊ（ｔ）と置き換える受信波の振幅調整法である。
【００５６】
［第２］  ［Ｆｊ（ｆ）の各スペクトルと校正波スペクトルとの振動数軸とで囲まれる面積を同一とする方法］
図１８に校正波と受信波Ｇｊ（ｔ）の１つであるＧＡ（ｔ）波とのスペクトルの比較図を示す。
【００５７】
外部から指定される又はあらかじめ定められたｆ１、ｆ２ライン（縦線）とｆ軸（横軸）と、スペクトルで囲まれる面積を健全校正波のスペクトルの場合でＡＣ、受信波ＧＡ（ｔ）のスペクトルＦＡ（ｆ）の場合でＡＲとした時、受信波スペクトルＦｊ（ｆ）のＡＲ値をＡＲｊとして求め、補正係数ｍ１、ｍ２を定義し、ｊ＝１〜ｎＡにおいて、下記数式２６及び数式２７を計算し、
【数２６】
2008032474.tif 000040
【数２７】
2008032474.tif 000041
前記ｊ＝１〜ｎＡにおけるＦｊ（ｆ）をＦＦｊ（ｆ）と取り変える。  
そして、変更されたＦｊ（ｆ）を用いたフーリエの逆変換（数式１９）で、各測点の新たなＧｊ（ｔ）波（ｊ＝１〜ｎＡ）を作成するという受信波の振幅調整である。  
なお、ｍ１、ｍ２は１．０〜１．２の値である。受信波Ｇｊ（ｔ）の振幅を縮小する時、割れ電柱を健全電柱と誤分析する危険性がある。ｍ１、ｍ２はこの危険性を極力小さくするための係数である。ｍ１、ｍ２の値を大きくすれば、この危険性が緩和される。  
なお、以降の実施例では、前記第１、第２の２つの方法について示すが、第２の補正を行った後、第１の補正を連続的に行ってもよい。但し、重複した説明となる故、実施例では示さない。
以下受信波の振幅調整機能を校正波を健全柱受信波に選んだ場合で示した。説明を省略したが、この振幅調整機能は種々の要因で生ずる受信波の強弱を、割れの有無を分析する前に、補正するものである。  
これより、校正波を割れ柱受信波に選ぼうと又は健全柱受信波に選ぼうと、いずれの場合にも適用できる。これより、この振幅調整を行った実施例は、校正波を健全柱校正波に選んだ実施例４のみで示し、説明が重複する故、実施例１〜３の校正波を割れ柱受信波に選んだ場合では説明を省略している。
【００５８】
［健全／割れ電柱評価用ＡＨ曲線を用いた分析法］
多数の健全柱、及び多数の割れ摸擬電柱（割れ背８ｍｍ、１５ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍ（貫通））を用いて、各路程毎に受信波（加算平均波）Ｇｋ（ｔ）（ｋ＝１〜ｎｋ）を収録し、受信波の振幅調整を前記［受信波の振幅調整］で説明した、
［第１］  ［受信波の起生時刻近傍の時系列を用いる方法］
［第２］  ［Ｆｊ（ｆ）の各スペクトルと校正波スペクトルとの振動数軸とで囲まれる面積を同一とする方法］
のいずれかで行い、この振幅補正された受信波を新たなＧｋ（ｔ）とする。そして、前記［割れ反射波の卓越する振動数］で記述された割れ反射波卓越振動数の平均値ｆＤ１＝５４ＫＨｚを中心振動数とする狭帯域成分波ＧＡｋ（ｔ）のｊをｋと読み換えた数式２０及び数式２１で演算して得る図１９の比較図（模式図）を用いてこの分析法を説明する。  
但し、健全柱本数をｎｃ１、割れ柱本数をｎｃ２として、ｎｋ＝ｎｃ１＋ｎｃ２としている。
【００５９】
図１９の比較図は数式１４で時刻ｔ１（路程ｌに対応する）を演算し、ｔ＝０で０．０、ｔ＝ｔ１で１．０、ｔ＝０〜ｔ１間を線形増加関数、ｔ＞ｔ１で１．０とする時系列関数ＦｉＬＴ（ｔ）を用い、数式２８の演算を行い、ＧＢｋｎｓ（ｔ）を比較表示したものである。
【数２８】
2008032474.tif 000042
【００６０】
各ＧＢｋｎｓ（ｔ）で前記ｔ１以降の時刻で生じている波の振幅の最大値の分布状況を整理すると、図２０の様な横軸を振幅値とする頻度分布を得ることができる。健全柱であれば左側に、割れ柱であれば右側に、その頻度が分布し、健全と割れの境界が線分２３１で示す振幅値ＡＨ（ｌ）として特定される。
【００６１】
図２０の頻度分布図は路程（ｌ＝１５ｃｍ、２５ｃｍ、３５ｃｍ、４５ｃｍ、５５ｃｍ）毎に求めることができ、各路程毎に健全柱とその路程での割れ柱を区分できる２３１線分（振幅値ＡＨ（ｌ）の値）を決定することができる。
【００６２】
図２０の頻度分布図を具体的に求めた事例で再度説明する。図２１は路程ｌ＝１５ｃｍで、健全柱計測受信波１２本、割れ柱受信波２０本（割れ背８ｍｍ４本、１５ｍｍ４本、３０ｍｍ４本、貫通４０ｍｍ８本）の計３２本を用いて頻度分布を作成したものである。
【００６３】
前記３２本の受信波Ｇｋ（ｔ）と前記校正波Ｇｃ（ｔ）において、０〜ｔｇ秒（ｔｇ＝１０６μ秒とした。）の間での最大振幅をＧｋ（ｔ）波毎に求めＡｋとし、Ｇｃ（ｔ）波のそれをＡｃとし、下記数式２９、数式３０を演算し、前記受信波Ｇｋ（ｔ）をＧＧｋ（ｔ）と取替え、振幅調整のなされた新たな受信波Ｇｋ（ｔ）を求める。
【数２９】
2008032474.tif 000043
【数３０】
2008032474.tif 000044
【００６４】
次に、前記［割れ反射波の卓越振動数ｆＤ１値の分布］で図１３に示した共架柱割れ反射波の卓越振動数の平均値ｆＤ１＝５４ＫＨｚを中心振動数とする狭帯域スペクトルＦＡｋ（ｆ）をＧｋ（ｔ）のフーリエの逆変換で得るスペクトルＦｋ（ｆ）より、数式２０でｊをｋに置き換えて求めた。
【００６５】
次に数式２１でｊをｋに置き換えて、ＧＡｋ（ｔ）を求めた。図１９の路程ｌを１５ｃｍ、柱軸方向縦波等価音速Ｖｐを３．０ｍｍ／μ秒として、数式１４よりカーソル２２１の時刻ｔ１を計算し、
【数３１】
2008032474.tif 000045
このｔ１値で定義されるＦｉＬＴ（ｔ）を用いた数式２８でｎ５＝５としてＧＢｋ（ｔ）を求め、ｔ≧ｔ１の時刻領域におけるＧＢｋｎｓ（ｔ）の個々の波の振幅最大値を求め、図２０に示す路程ｌに対応するＧＢｋｎｓ（ｔ）波（ｎｓ＝４）の振幅の頻度分布図を作成すると、図２１を得ることができる。横軸は振幅をｌｏｇ表示、縦軸が頻度である。ＡＨ（１５ｃｍ）＝１４．７５とするカーソル２４１でｌ＝１５ｃｍ位置での健全柱と割れ摸擬電柱との振幅が明解に区分されている。なお、割れ背が１５ｍｍ→３０ｍｍ→４０ｍｍと大きくなるに従い、振幅が増大していく様子を確認できる。
【００６６】
しかしながら、図２１を得た分析は割れ摸擬電柱２０本、健全電柱１２本と数が少ない。これより、架設された多数の共架柱で受信波Ｇｋ（ｔ）を収録し、図２１を得たのとまったく同様の分析を行い、図２１の頻度分布にその分析結果を重畳したところ図２２を得た。×印が架設健全柱のｌ＝１５ｃｍでの分析結果であり、○印が架設電柱で路程ｌ＝１５ｃｍに割れのある場合の分析結果である。多数の健全柱と多数の割れ柱の振幅がＡＨ（１５ｃｍ）で明解に区分されている。前記割れ柱は引き抜かれｌ＝１５ｃｍ位置の割れの存在が当然確認されている。
【００６７】
同様の分析をｌ＝１５ｃｍ以外のｌ＝２５ｃｍ、３５ｃｍ、４５ｃｍ、５５ｃｍで行い、図２２と同様の各路程毎の頻度分布図（図示せず）を作成し、各路程毎の健全柱と割れ柱とを分離するＡＨ（ｌ）値を求め、ＡＨ（ｌ）値の路程ｌに関する変化を検討することで、図２３を得た。これより、前記ｌ＝１５，２５，３５，４５，５５ｃｍの図２２に相当する頻度分析を得たのとまったく同一の分析を計測対象電柱の振幅調整された受信波Ｇｊ（ｔ）に対して行い、ｊ=１〜８（又は１〜６、又は１〜４）の分析波ＧＢｊｎｓ（ｔ）のｊのいずれかで、路程ｌに相当する下記数式３２の時刻ｔ１秒以降で生ずる波の振幅が図２３の横軸ｌをよぎる垂直線と、ＡＨ（ｌ）の路程ｌに関する変化曲線との交点の縦軸（波の振幅）の値（図２３では１３．８）より大きい時、割れ波形と認識し、小さい時割れ無し（健全）と認識する。実施例４に具体的分析例を示す。但し、実施例４では前記ＡＨ（ｌ）を用いた分析を十分な知識と経験のない測定者の誰でもが容易に誤計測することなく、分析可能となるように、基準線Ａなる線分を定義して、前記分析法を発展させた手法を示している。
【００６８】
【数３２】
2008032474.tif 000046
【実施例１】
【００６９】
図９及び図１０の円周上６点計測の受信波（測点１〜６）と貫通割れ（ｌ＝２０ｃｍ）で得た受信波（測点７  以下、「割れ校正波」という。）とを比較表示した波より、前記図１３のｆＤ１の平均値５４ＫＨｚ前後で狭帯域成分波を抽出すると、分析結果として図１６が得られ、カーソル１００位置（路程１５ｃｍ）より、電柱地中部割れ反射波が得られることを示した。  
本分析は架設電柱（外径４０ｃｍ）での受信波を用いて行っており、この分析結果より当該電柱の引き抜きを行ったところ、ｌ＝１５ｃｍ位置に割れの存在が確認された。  
以上よりこの計測分析法を更に、詳細に説明する。
【００７０】
電柱地中部の割れの探査において、割れがあったとしたとき、その位置（図９のｌ値）によっては図１６の校正波の起生時刻及びその振幅を変更する必要がある。図１６の分析はｌ＝１５ｃｍ位置に割れのある電柱故、ｌ＝２０ｃｍ位置に割れのある校正波と受信波との対比を５４ＫＨｚ狭帯域成分波で行うことで測点２〜５に割れ反射波を視認できた。
【００７１】
しかしながら、若し、割れの位置ｌが４５ｃｍ、５５ｃｍなどと深い場合、割れ反射波の振幅は前記ｌ＝１５ｃｍ位置の割れ反射波振幅に比し小さくなり、前記ｌ＝２０ｃｍ位置に割れのある校正波との対比では、ｌ＝４５ｃｍあるいは５５ｃｍの割れ波形振幅は極端に小さく表示され、割れ電柱と認識できなくなる。
【００７２】
これより、探査対象電柱の径Φ毎に、多数の電柱（ｎＤ本）を用意し、探査可能な最小路程をｌｍｉｎ＝１５ｃｍとし、この位置で電柱軸直角方向に貫通割れを模擬し、この探査路程での受信波群Ｇｍ（ｔ）（ｍ＝１〜ｎＤ）にｆＤ１＝５４ＫＨｚを用いて、ｆ＝０で０．０、ｆ＝０〜２ｆＤ１でＳｉｎ関数、ｆ＝ｆＤ１で１．０、ｆ≧２ｆＤ１で０．０となる振動数関数Ａ１（ｆ）を用いて、ｎ１を１以上の自然数、Ｆｍ（ｆ）をＧｍ（ｔ）に対応するスペクトルとして、
【数３３】
2008032474.tif 000047
【数３４】
2008032474.tif 000048
を計算し、ＧＡｍ（ｔ）波のｌ＝ｌｍｉｎ＝１５ｃｍの割れ波形振幅の比較検討で平均的な振幅値を持つＧＡｍ（ｔ）を特定し、この特定されたＧＡｍ（ｔ）をＧｗ（ｔ）（ｌ＝ｌｍｉｎ）とし、ｌ値を徐々に大きくした時（具体的には、ｌ＝１５ｃｍ、２５ｃｍ、３５ｃｍ、４５ｃｍ、５５ｃｍなど）、前記と同様の処理で得られる各路程毎のＧｗ（ｔ）をＧｗ（ｔ）ｌと表現し、Ｇｗ（ｔ）ｌとＧｗ（ｔ）（ｌ＝ｌｍｉｎ）との割れ反射波振幅比がＣＧ（ｌ）（路程ｌに関する減衰率）として図２４に示すように特定することができた。
但し、図２４はｌ＝ｌｍｉｎ＝１５ｃｍの振幅を１．０に規律化して作成している。ところで、図示しないが、前記ＧＡｍ（ｔ）波の作成を一般的なバンドパスフィルタ処理を用いて行っても、概略同一のＧｗ（ｔ）（ｌ＝ｌｍｉｎ）及びＣＧ（ｌ）関数（図示せず）を得ることができる。
具体的分析法は、バンド幅２×Δｆを所定値又は、外部から与える値とし、ｆ＝０〜（ｆＤ１−Δｆ）で０．０、ｆ＝（ｆＤ１−Δｆ）〜（ｆＤ１＋Δｆ）で１．０、ｆ＞（ｆＤ１＋Δｆ）で０．０となる。振動数関数ＡＢ（ｆ）を定義し、前記のＦＡｍ（ｆ）及びＧＡｍ（ｔ）の算出を
【数３５】
2008032474.tif 000049
【数３６】
2008032474.tif 000050
に置き換えればよい。
【００７３】
ｌｍｉｎ＝１５ｃｍでの割れ校正波を用い、かつ前記図２４の割れ校正波の減衰率を適用した分析法による割れ探査法に関して以下詳細に説明する。図２６は実共架柱の探査結果の一例である。ｎＡ＝８とした８測点計測で、割れ校正波が最右に示されている。
【００７４】
図２６は以下の≪１≫≪２≫の連続した処理で得たものである。  
≪１≫  図９及び１０の８測点計測で受信波Ｇｊ（ｔ）(ｊ＝１〜８)を収録した一例を図２５に示す。ｊ＝ｎＡ＋１＝９は割れ校正波であり、Ｇ９（ｔ）＝Ｇｗ（ｔ）（ｌ＝ｌｍｉｎ）としている。
収録条件：Ｇｊ（ｔ）はｎＢ＝３００の加算平均波
θ１＝４５°の超音波斜入力治具使用
ａ＝１６０ｍｍ
探触子振動子径４０ｍｍ
≪２≫  図２６は図２５のＧｊ（ｔ）(ｊ＝１〜９)波を分析してカーソル位置（ｌ＝１５ｃｍ）で、測点２，３に割れ有りとする結果を示している。具体的には図１３に示した割れ反射波の平均的な卓越振動数ｆＤ１（分析では５４ＫＨｚを用いた。）で狭帯域スペクトルＦＡｊ（ｆ）を数式２０を用いて抽出し、対応するＧＡｊ（ｔ）波をフーリエの逆変換により数式２１で求め、
【数２０】
2008032474.tif 000051
【数２１】
2008032474.tif 000052
ＧＢｊ（ｔ）を下記数式３７で計算し、ＧＢｊｎｓ（ｔ）を割れ校正波ＧＢ９ｎｓ（ｔ）の最大振幅を表示領域に最大表示して比較表示している。なお数式３７の右辺の時系列関数ＦｉＬＴ（ｔ）をｔ＝０で０．０、ｔ＝０〜ｔ１で線形増加関数、ｔ≧ｔ１で１．０と定義している。
【数３７】
2008032474.tif 000053
【００７５】
図２６を計測者（オペレータ）が視認しながら、計測者の指示でカーソル２５１をｔ１＝０から徐々に時刻軸（縦軸）後方へ移動していった時ｔ１＝１６２μ秒で、測点２，３に割れ反射波が出現している。同図の校正波は前記図２４の割れ校正波の減衰率を得た時のｌ＝１５ｃｍ貫通割れの反射成分波（割れ校正波）である。この校正波の振幅を表示領域に最大表示したときの比較図が図２６として求められたわけである。
【００７６】
なお、前記５４ＫＨｚ狭帯域波の抽出の具体的処理はｆＤ１＝５４ＫＨｚとしてｆ＝０〜２ｆＤ１間をＳｉｎ関数、但し、ｆ=ｆＤ１で１．０及びｆ≧２ｆＤ１で０．０とするフィルタ関数Ａ１（ｆ）を用いて数式２０で演算している。
【数２０】
2008032474.tif 000054
【００７７】
なお図２６の成分波比較は前記ｎ１、ｎ５、ｎｓの値をｎ１＝５、ｎ５＝５、ｎｓ＝４として行った。実施例として示さないが前記狭帯域成分波の抽出を数式２０を用いるのではなく、バンドパスなる一般的抽出法（数式２２）で行っても、精度が若干劣るが図２６と略同一の分析結果を得ることができる。
【００７８】
数式２２はｆ＜（ｆＤ１−Δｆ）で０．０、ｆ＝（ｆＤ１−Δｆ）〜（ｆＤ１＋Δｆ）で１．０、ｆ＞（ｆＤ１＋Δｆ）で０．０なる周波数関数ＡＢ（ｆ）を用いて
【数２２】
2008032474.tif 000055
と定義される。
【実施例２】
【００７９】
実施例１は架設された実共架柱（径４０ｃｍ）の路程１５ｃｍ位置に割れ有りとする測点数ｎＡを８とする分析結果である。引き抜いた所、路程１５ｃｍ位置に割れの存在が確認された。浅い路程に割れのある分析結果である。これより路程の長い、地中部深い位置に割れのある電柱の場合の実施例を以下に詳述する。
【００８０】
図２７は図２６を得たのとまったく同一の分析処理の結果である。実施例１の≪１≫≪２≫の処理が成されたものである。カーソルが１０６μ秒（ｌ＝１５ｃｍ路程位置）にセットされている。割れ反射波の起生は確認できない。
【００８１】
カーソル２５１を時刻軸後方へ移動させる経緯の中で、その移動の都度数式３７が適用され新たなＧＢｊ（ｔ）が求められ図２７の波の起生状況が変化していく。図２８は計測者（オペレータ）が、カーソル２５１の位置を時刻軸２３７μ秒（ｌ＝３５ｃｍ路程位置）に移動した時のものである。
【００８２】
図２７と図２８の分析波の比較において、図２８の割れ校正波起生時刻がカーソル移動に伴い、カーソル位置と一致して移動している様子に注目してほしい。図２７の校正波は路程ｌ＝１５ｃｍの貫通割れ反射波であることを実施例１で前記した。図２８の校正波は、この図２８の校正波をカーソル２５１の時刻軸後方への移動に連動して移動させている。そして、実施例１で説明した路程ｌにともない、割れ校正波の振幅減衰率表（図２４）より前記２５１カーソルの位置（ｌ）に相当するＣＧ（ｌ）値（減衰率）をカーソル移動の都度、読み取り、この読み取り値をカーソル位置にその起生時刻を移動させたｌ＝ｌｍｉｎ＝１５ｃｍ割れ校正波に乗じるという演算を数式３８乃至数式４０を用いて行っている。
【００８３】
換言すれば図２４の割れ校正波の振幅減衰率ＣＧ（ｌ）を用いて、ＧＡｎＡ＋１（ｔ）の校正波を変更演算（起生時刻、振幅の変更）するために、数式３８と数式３９と数式４０の演算を行い、前記校正波ＧＡｎＡ＋１（ｔ）をＧＡＢ（ｔ）と置き換える。
【数３８】
2008032474.tif 000056
【数３９】
2008032474.tif 000057
【数４０】
2008032474.tif 000058
【００８４】
これより、カーソル２５１を時刻軸後方（ｔ＝ｔ１）へ移動する毎に変更されるＧＡｎＡ＋１（ｔ）を含むＧＡｊ（ｔ）（ｊ＝１〜ｎＡ＋１）をｔ＝ｔ１毎に定義されるＦｉＬＴ（ｔ）を用いた数式３７（実施例１<<２>>参照。）の演算に適用し、ＧＢｊ（ｔ）を求めＧＢｊｎｓ（ｔ）の比較表示において、ＧＢｎＡ＋１ｎｓ（ｔ）を表示領域に最大表示する形で示した一例が図２８というわけである。  
なお、数式３８乃至数式４０におけるカーソル２５１のｔ１値とｌ値との関係は数式１４で示される（ここで、ａは発信探触子治具と受信探触子治具の電柱円周上中心間距離（ｍｍ）、ＶＰは電柱柱軸方向等価縦波音速（ｍｍ／μ秒））。
【００８５】
【数１４】
2008032474.tif 000059
【００８６】
この様な処理で路程ｌの長い位置にある割れの有無の探査も可能となる。本計測例（図２８）ではｌ＝３５ｃｍ深さに割れがあると確認できる。なお、前述説明によれば、図２８のｌ＝３５ｃｍ割れ校正波の振幅はｌ＝１５ｃｍ校正波振幅に図２４の路程ｌ＝３５ｃｍの減衰率０．５９４を乗じ作成されていることになる。
【００８７】
本分析で用いられた他の係数はｎ１＝５、ｎ５＝５、ｎｓ＝４である。ところで、図２７、図２８のＧＢｊｎｓ（ｔ）比較表示で各波の時刻軸に平行に１１０、１２０に示す線分が表示されている。１１０と１２０の線分の直中が時刻軸である。この１１０，１２０の線分表示の意味するところを説明しておく。  
分析波ＧＢｊｎｓ（ｔ）がこの１１０、１２０の線と交差した時には割れ有り、交差しない時には割れ無しとする評価線分である。２００本以上の共架柱計測分析結果と電柱引き抜きによる割れ有り／無しの目視結果との対比で１１０と１２０の線分の間隔を波の表示領域２５２の１／１０と特定している。
【実施例３】
【００８８】
実施例１、２の共架柱は分析結果で地中部に割れがある場合であった。  
割れのない健全電柱の場合の分析事例を実施例３（測点ｎＡ＝８）として示す。  
図２９は計測分析後引き抜かれて割れなしと目視された電柱の分析結果の１つである。
【００８９】
実施例１、２とまったく同一の分析がなされている。図２９でカーソル２５１を実施例１と同じｔ１＝１０６μ秒位置において、ＧＢｊｎｓ（ｔ）（ｊ＝１〜８受信波、ｊ＝９割れ校正波、ｎｓ＝４）を比較表示している。
【００９０】
実施例２で示した割れ／健全評価線１１０，１２０と交差する波がＧＢｊｎｓ（ｔ）（ｊ＝１〜８、ｎｓ＝４）のいずれでも生じていない。ｌ＝１５ｃｍ路程付近に割れがないことを示している。実施例２にならって、数式３８と数式３９と数式４０の演算を行うことで、ｌ＝１５ｃｍ割れ校正波の起生時刻を時刻後方へ移動した２５１カーソル位置に変更すると共に図２４の路程ｌに関する減衰率ＣＧ（ｌ）でその振幅を縮小して比較表示している。
【００９１】
カーソル２５１を時刻軸後方へ移動させる処理を１０６μ秒から８００μ秒まで行っても、いずれの路程でも、割れ波形の出現を確認できない。図３０にｔ１＝３６９μ秒（路程ｌ＝５５ｃｍ、数式１４で計算）の分析結果を示す。割れ波形の出現はなく健全電柱と評価される。
【実施例４】
【００９２】
［分析法］  
実施例１〜３は受信波Ｇｊ（ｔ）（ｊ＝１〜ｎＡ）と割れ校正波ＧＡｎＡ＋１（ｔ）より、割れ反射波のｆＤ１値で、数式２０又は数式２２を用い、狭帯域スペクトルＦＡｊ（ｆ）（ｊ＝１〜ｎＡ＋１）を抽出した後、数式２１でＧＡｊ（ｔ）を求め（狭帯域成分波を抽出し）、各路程ｌ毎に得るＦｉＬＴ（ｔ）関数を用いた数式２８でｋをｊに置き換えて計算されるＧＢｊｎｓ（ｔ）（ｊ＝１〜ｎＡ、ｎＡ＝４又は６又は８）波とその路程に対応する割れ校正波ＧＢｊｎｓ（ｔ）（ｊ＝ｎＡ＋１）波との対比で電柱地中部割れの有無の探査を行うものであった。
【００９３】
この方法における問題点は再述すれば、校正波が貫通割れの反射波により評価された振幅の大きい波であることより、割れ背の小さい時（例えば１０ｍｍ）、割れ柱を健全柱と誤計測する場合があることである。
【００９４】
本実施例は、前記［健全／割れ電柱評価用ＡＨ（ｌ）曲線を用いた分析法］によるものである。
【００９５】
＜第４の実施例で行われる１番目の処理＞
図３１は図９及び図１０の計測で得た受信波（ｊ＝１〜４）と［健全／割れ電柱評価用ＡＨ（ｌ）曲線を用いた分析法］で述べた健全校正波Ｇｃ（ｔ）をＧ５（ｔ）として、比較表示したものである。Ｇ１（ｔ）〜Ｇ４（ｔ）受信波の振幅がＧ５（ｔ）のそれに比し大きい場合の事例である。
【００９６】
前記［健全／割れ電柱評価用ＡＨ（ｌ）曲線を用いた分析法］で説明した２つの受信波振幅補正機能の１つであるＧｊ（ｔ）（ｊ＝１〜５）の各スペクトルと振動数軸（ｆ軸（よこ）、ｆ１軸（たて）、ｆ２軸（たて））で囲まれる面積を同一とする補正法による処理をＧｊ（ｔ）波に加えると、Ｇｊ（ｔ）波の振幅及び時間軸における減衰状況が概略同一となる振幅補正された受信波を校正波との対比で図３２に示すように得ることができる。
【００９７】
具体的には、前記［受信波の振幅調整］の［第２］［Ｆｊ（ｆ）の各スペクトルと校正波スペクトルとの振動数軸とで囲まれる面積を同一とする方法］で説明しているが、再掲すれば、健全校正波スペクトルＦ５（ｆ）（図３１のＧ５（ｔ）に対応するスペクトル）と受信波スペクトルＦ１（ｆ）〜Ｆ４（ｆ）（図３１のＧ１（ｔ）〜Ｇ４（ｔ）に対応するスペクトル）とで、図１６に示すｆ軸（横軸），ｆ１及びｆ２軸（縦線）、当該スペクトルで囲まれる面積を各々積分計算し、
健全校正波スペクトルの場合でＡｃ、
受信波スペクトルの場合でＡＲｊ（ｊ＝１〜４）を求め、数式２６，２７を用いて、ＦＦｊ（ｆ）を求め、
【数２６】
2008032474.tif 000060
【数２７】
2008032474.tif 000061
ここで、ｍ１、ｍ２はあらかじめセットされた又は外部から与えられる値である。  
前記Ｆｊ（ｆ）をＦＦｊ（ｆ）と取替え、変更されたＦｊ（ｆ）を用いたフーリエの逆変換（数式１９）で、各測点の新たなＧｊ（ｔ）波を作成して図３２の振幅補正された受信波Ｇｊ（ｔ）の比較図を得ている。なお、前記振幅補正を前記［受信波の振幅調整］の［第１］［受信波の起生時刻近傍の時系列を用いる方法］でおこなってもよい（図示せず）。  
また、より振幅補正の精度を向上させるために、前記［第２］の振幅補正後、［第１］の振幅補正処理を続けて行なっても良い（図示せず）。
【００９８】
＜第４の実施例で行われる２番目の処理＞
前記［割れ反射波の卓越する振動数］及び［割れ反射波の卓越振動数ｆＤ１値の分布］の図１３で、図９及び図１０の共架電柱地中部探査計測で得る受信波に含まれる割れ反射波の平均的卓越振動数ｆＤ１が５４ＫＨｚであることを示した。前記振幅補正されたＧｊ（ｔ）波（ｊ＝１〜ｎＡ＋１）の一例を用いて前記［貫通割れ反射波との対比による分析法］で定義した周波数関数Ａ１（ｆ）を含む数式２０を用いて、ｆＤ１＝５４ＫＨｚを中心周波数とする狭帯域スペクトルＦＡｊ（ｆ）を求め、数式２１を用いて対応する狭帯域成分波ＧＡｊ（ｔ）を求める。
【数２０】
2008032474.tif 000062
【数２１】
2008032474.tif 000063
【００９９】
＜第４の実施例で行われる３番目の処理＞
［健全／割れ電柱評価用ＡＨ（ｌ）曲線を用いた分析法］で、数式２８のｋをｊに置き換えた演算で得るＧＢｊ（ｔ）波（ｊ＝１〜ｎＡ＋１）において、数式２８のＦｉＬＴ（ｔ）関数を定義する時刻ｔ１毎のＧＢｊ（ｔ）波のｔ１時刻以降での最大振幅を図２３のＡＨ（ｌ）値の路程ｌによる変化曲線と対比して、ｔ１時刻に対応する路程ｌを数式１４を用いて計算し、ｌ位置の２６２ライン（図２３参照）上で、このｔ１時刻以降での最大振幅がＡＨ（ｌ）値を超えると割れがあり、超えないと健全であるとの判断が行えることを前記した。
【０１００】
この判断を十分な知識と経験の無い計測者が誰でも、容易に行える分析手段とオペレーションを、前記ＧＢｊ（ｔ）（ｊ＝１〜８受信波、ｊ＝９健全校正波）をＧＢｎｓ（ｔ）表示した１つの分析例である図３３（ｎｓ＝４）の表示画面を視認しながら行えるようにしている。
【０１０１】
なお、前記ｔ１とｌとの関係を再掲すれば、ａを電柱円周上での一対の探触子治具の中心間距離、Ｖｐを電柱柱軸方向での等価縦波音速として数式１４で示される。
【０１０２】
【数１４】
2008032474.tif 000064
【０１０３】
図３３は測点２，３で路程１５ｃｍに割れの有る電柱のブラインド分析結果である。分析波ＧＢｊｎｓ（ｔ）（ｊ＝１〜８）の各々に時刻軸と平行な３２１、３２２の線分を表示している。３２１と３２２線分の真中が時刻軸である。この線分の意味するところをまず説明する。
【０１０４】
図２３の路程ｌによるＡＨ（ｌ）値の変化曲線をＧＢｊｎｓ（ｔ）の時刻軸上で離散的に表現すれば図３４の（ａ）の様になる。
【０１０５】
図３４（ａ）で各路程のＡＨ（ｌ）値が点線で時刻軸に平行に描かれている。前記ＧＡｊ（ｔ）をＧＡｊｎｓ（ｔ）でこの上に重ね描きし、各路程ｌでＧＡｊｎｓ（ｔ）の波がこのＡＨ（ｌ）値を示す点線をよぎればその路程に割れがあるわけだが、このような比較表示では例えば、ｌ＝ｌｍｉｎ＝１５ｃｍとｌ＝５５ｃｍとのＡＨ値に大きな差があることより、視認結果として割れの有無を判断するのが現実的に難しい。これより、これ等各路程のＡＨ（ｌ）値を路程ｌ＝１５ｃｍのＡＨ値を基準値とする基準化表示（３２１、３２２線分の幅をＣ１５とする）を行い図３４（ｂ）のように、このＡＨ値ラインを時間軸に平行な３２１、３２２の直線ラインとすることを考える。なお、この３２１、３２２ラインを基準線Ａと名付ける。
【０１０６】
基準線Ａと重ね描きするＧＢｊｎｓ（ｔ）との関連について以降説明する。  
図３５は前記ｔ１値で定義されるＦｉＬＴ（ｔ）を用いて、数式２６のｋをｊに置き換えた数式で算定されるＧＢｊ（ｔ）と、表示係数Ｃ１５を用いて数式４１で算定されるＧＣｊ（ｔ）を示したものである。
【０１０７】
【数４１】
2008032474.tif 000065
【０１０８】
Ｃ１５は図３３の波の表示領域を１．０と規準化した時、ｌ＝１５ｃｍのＡＨ（ｌ）値をさらに規準化して１．０とした後、この表示を表示領域（１．０）の何％とするかを外部から指示（０≦Ｃ１５≦０．５）している。図３３のＧＢｊｎｓ（ｔ）（ｊ＝１〜９）の表示ではＣ１５を表示領域幅の２０％としている。
【０１０９】
オペレータの指示でｔ１を序々に時刻軸後方へ図３５の（ａ）→（ｂ）→（ｃ）の如く移動していった時、得られるＧＣｊ（ｔ）の１つの測点（ｊ＝ｊ０）での変化の様子を（ａ）ｔ１小、（ｂ）ｔ１中、（ｃ）ｔ１大で示している。
【０１１０】
図３５のＧＣｊ（ｔ）波の模式図によれば、（ａ）図のｔ１値が小さい場合及び（ｂ）図のｔ１値が中程度の場合、出現する波の振幅が基準線Ａの幅を下回っており、この路程には割れがないと判断する。（ｃ）図のｔ１値が大きい場合、出現する波の振幅が基準線の幅を越えている。この路程に割れがあると判断する。
【０１１１】
以上、ｔ１値を時刻軸後方へ移動するオペレーションの経緯の中で、起生波が基準線Ａの幅を下回るか、基準線Ａの３２１、３２２線分のいずれかと交差するかを視認することで電柱地中部の割れの有無を探査できる。
【０１１２】
［分析事例］  
図３６〜図３８は、引き抜き目視の結果、測点２〜３に微細な斜め割れが確認された共架柱のブラインド分析結果である。
【０１１３】
＜第１の分析処理＞  
前記［分析法］で説明した分析法を振幅調整の方法を除いてそのまま適用している。８測点計測でＧｊ（ｔ）波をｎＢ＝３００回の加算平均波として求め、受信波の振幅調整を前記［分析法］の＜第４の実施例で行われる１番目の処理＞で述べたスペクトル面積を健全校正波（Ｇ９（ｔ））と受信波Ｇｊ（ｔ）（ｊ＝１〜８）とで同一とする方法によらず、［受信波の振幅調整］の＜１＞に示す受信波の早い時刻での最大振幅を校正波Ｇ９（ｔ）と受信波Ｇｊ（ｔ）（ｊ＝１〜８）とで同一とする方法を採用した。
【０１１４】
具体的には受信波Ｇｊ（ｔ）（ｊ＝１〜８）及び健全校正波Ｇ９（ｔ）において、ｔ＝０〜ｔＧμ秒の間の最大振幅をそれぞれＡｊ（ｊ＝１〜８）、Ａｃとし、
【数２３】
2008032474.tif 000066
【数２４】
2008032474.tif 000067
なる演算を行った後、ＧＧｊ（ｔ）を下記２５式で演算し、
【数２５】
2008032474.tif 000068
前記Ｇｊ（ｔ）（ｊ＝１〜９）をＧＧｊ（ｔ）（ｊ＝１〜９）と取り替える受信波の振幅調整を第１の処理として行った。なお前記ｔＧは１０６μ秒とした。またｍ１＝１．０、ｍ２＝１．０とした。図２５に示す超音波入力点と地盤面までの間に割れがないと視認した上で、その距離ｌＧ（本計測例ではｌＧ＝１５６ｍｍ）と柱軸方向縦波音速ＶＰ（＝３０００ｍ／秒）より数式４２で算定している。
【０１１５】
【数４２】
2008032474.tif 000069
【０１１６】
＜第２の分析処理＞  
前記振幅調整したＧｊ（ｔ）波（ｊ＝１〜８受信波、ｊ＝９健全校正波）に対応するスペクトルＦｊ（ｆ）をフーリエ変換で求め、ｆＤ１＝５４ＫＨｚを中心周波数とする狭帯域スペクトルを前記周波数関数Ａ１（ｆ）を用いて数式２０により、ＦＡｊ（ｆ）を求める（ｊ＝１〜９）。ここで係数ｎ１の値を５とした。
【０１１７】
【数２０】
2008032474.tif 000070
【０１１８】
前記［分析法］の＜第４の実施例で行われる３番目の処理＞で説明した分析法による、引き抜きで割れが視認された電柱での分析結果を図３６〜図３８に示す。  
具体的には［健全／割れ電柱評価用ＡＨ（ｌ）曲線を用いた分析法］で説明した、オペレータの指示によるカーソル３１１の時刻ｔ１で定義されるＦｉＬＴ（ｔ）関数を用いて数式２８のｋをｊと置き換えた計算
【数２８】
2008032474.tif 000071
でＧＢｊ（ｔ）を求める処理を行う時、オペレータが、ｔ１＝１７１μ秒（ｌ＝２５ｃｍ）としたとき数式４１で算定されたＧＣｊ（ｔ）波を比較表示したものが図３６である。前記ＧＢｊ（ｔ）は、ｎ５＝５として算定されている。重複した説明になるが、図３５に示す割れ／健全判定用ＡＨ（ｌ）値を基準化表示した基準線Ａと、ｎｓ＝４として数式４１で算定されるＧＣｊ（ｔ）とが重ね描きされている。
【数４１】
2008032474.tif 000072
【０１１９】
図３６では測点２でｌ＝２５ｃｍ位置に基準線Ａと交差する波の起生を確認できる。この位置に割れがあると判断する。  
図３７は図３６の３１１カーソル（ｔ１及びｌ値）をオペレータがさらに下側（時刻軸後方）へ移動していった時、ｌ＝３５ｃｍで生じた波である。図３６と図３７との対比で、この電柱は測点２〜４に斜め割れが生じていると判断できる。
【０１２０】
図３８はカーソル３１１を更に時刻軸後方（ｌ＝６５ｃｍ）へ移動した時の波の起生である。測点１のｔ１値（カーソル３１１）より後方の路程位置に割れ波形が生じている。  
以上、割れ／健全評価用基準線Ａを用いて、割れ電柱の分析結果を示した。
【０１２１】
最後に健全電柱の場合、どの様な分析結果になるかを説明する。  
図３９〜図４０は健全柱の分析結果である。  
割れ柱分析結果図３６〜図３８を得たのとまったく同一の分析を８測点受信波で行っている。図３９はカーソル３１１位置をｔ１＝１０６μ秒（ｌ＝１５ｃｍ）とした時の分析結果である。基準線Ａと交差する波は生じていない、オペレーション処理でカーソル３１１を時刻軸後方へ移動していっても、波の起生を確認できない。誰がオペレーションしても、健全柱と容易に判断できる。  
分析事例の１つをｌ＝５５ｃｍの場合で、図４０に示す。  
以上、実施例１〜３の割れ校正波を用いた割れ探査法及び実施例４の健全校正波を用いた割れ探査法は、コンクリート電柱地中部割れ探査のみならず、一般的コンクリート構造物の内部探査（内部割れ、ジャンカ、版厚など）にも適用できる。斜角治具を使用せず、直接、探触子をコンクリート表面に接触する計測で、Ｇｊ（ｔ）波を収録し、実施例１〜３又は実施例４に示す方法で分析すればよい。
【０１２２】
またこの発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるものではなく、請求項に示される技術思想に基づいて応用することができ、多くの実施の形態を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】従来の中空電柱の探査説明図。
【図２】電柱特有の超音波伝達状況説明図。
【図３】探知反射波説明図。
【図４】本発明の超音波探査装置のブロック図。
【図５】発信探触子の説明図。
【図６】発信探触子のステップ型電圧発生器の説明図。
【図７】受信探触子の説明図。
【図８】広帯域超音波の説明図。
【図９】本発明の中空電柱の探査説明図。
【図１０】本発明の測定方法説明図。
【図１１】ｌ＝２０ｃｍのときの受信波Ｇ（ｔ）とスペクトルＦ（ｆ）の波形図。
【図１２】ｌ＝２０ｃｍのときのＧＡ（ｔ）とＦＡ（ｆ）の波形図。
【図１３】割れ電柱の探査振動数ｆＤ１の頻度分布図。
【図１４】ｌ＝１５ｃｍのときの電柱受信波図。
【図１５】図１４からｌ＞１５ｃｍの波を切り出し、スペクトルを比較表示した図。
【図１６】各測点での受信波の分析比較図。
【図１７】受信波の模式図。
【図１８】校正波と受信波ＧＡ（ｔ）とのスペクトル比較図。
【図１９】本発明の分析法の説明図。
【図２０】振幅値ＡＨ（ｌ）の説明図。
【図２１】ＡＨ（１５ｃｍ）のときのＧＢｋ４（ｔ）の振幅分布図。
【図２２】図２１に更に多くの分析結果を重畳した図。
【図２３】ＡＨ（ｌ）値の路程ｌに関する変化表示図。
【図２４】割れ校正波の振幅減衰率表。
【図２５】８測点計測で収録された受信波Ｇｊ（ｔ）を示す図。
【図２６】図２５のＧｊ（ｔ）波を実施例１で分析した図。
【図２７】地中部深い位置に割れのある電柱の場合の受信波Ｇｊ（ｔ）を示す図。
【図２８】カーソル２５１をｌ＝３５ｃｍに移動したときの表示図。
【図２９】割れがない電柱の場合の受信波Ｇｊ（ｔ）を示す図。
【図３０】カーソル２５１をｌ＝５５ｃｍに移動したときの表示図。
【図３１】受信波Ｇ１（ｔ）〜Ｇ４（ｔ）と健全校正波Ｇ５（ｔ）の比較表示図。
【図３２】振幅補正された受信波と校正波との対比表示図。
【図３３】測点２，３でｌ＝１５ｃｍに割れのある分析結果図。
【図３４】各路程毎ＡＨ（ｌ）値の時間軸上基準化表示図。
【図３５】ＧＢｊ（ｔ）とＧＣｊ（ｔ）の表示図。
【図３６】ｌ＝２５ｃｍとしたときのＧＣｊ（ｔ）の比較表示図。
【図３７】図３６のカーソル３１１をｌ＝３５ｃｍにしたときの表示図。
【図３８】図３６のカーソル３１１をｌ＝６５ｃｍにしたときの表示図。
【図３９】健全柱の分析結果図（ｌ＝１５ｃｍ）。
【図４０】健全柱の分析結果図（ｌ＝５５ｃｍ）。
【符号の説明】
【０１２４】
１１，１１１…発信探触子
１２，１１２…受信探触子
３０…被探知体
１４，１１６…電柱
１５，１１５…割れ
２５１，３１１…カーソル
Ａ，１１０，１２０，３２１，３２２…基準線
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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