(57)【要約】【課題】コンクリート中を伝播する衝撃弾性波を確実に検知し、該弾性波の伝播速度等を正確に算出することができる。【解決手段】平板状の第１縦壁部２１及び第２縦壁部２２をフレーム部３０に支持させる。これらの縦壁部２１，２２は一の仮想面ｘｙに略沿うように配置し、コンクリート表面Ｂに接触させる。各縦壁部２１，２２の図示手前側（つまり、第１方向ｘの下流側）にはセンサー部４１，４２をそれぞれ配置しておく。いま、コンクリートにおいて第１方向ｘから衝撃弾性波を伝播させると、その弾性波は各センサー部４１，４２にて確実に検知される。その検知時間の時間差に基づき、弾性波の伝播速度等を正確に算出することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート表面に接触されて、該コンクリートにおける衝撃弾性波の伝播速度を測定する弾性波伝播速度測定器において、
一の仮想面に略沿うようにそれぞれが形成されると共にコンクリート表面における所定距離だけ離間した２点に接触可能となるように配置された第１及び第２縦壁部と、
前記第１縦壁部に連設されてコンクリート中の衝撃弾性波を検知する第１センサー部と、
前記第２縦壁部に連設されてコンクリート中の衝撃弾性波を検知する第２センサー部と、
前記第１縦壁部及び前記第２縦壁部を支持するフレーム部と、
を備えたことを特徴とする弾性波伝播速度測定器。
【請求項２】
前記第１縦壁部及び前記第２縦壁部は、前記一の仮想面に略沿うように形成された平板状の部材である、
ことを特徴とする請求項１に記載の弾性波伝播速度測定器。
【請求項３】
前記第１縦壁部から前記第２縦壁部への方向を第１方向とした場合に、
前記第１センサー部は、前記第１縦壁部における、前記第１方向下流側の端縁部に連設されるように配置されて該方向上流側からの衝撃弾性波を検知し、
前記第２センサー部は、前記第２縦壁部における、前記第１方向下流側の端縁部に連設されるように配置されて該方向上流側からの衝撃弾性波を検知する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の弾性波伝播速度測定器。
【請求項４】
前記第１縦壁部と略直交すると共に前記第１方向下流側の端縁部に連続するように配置されて前記第１センサー部を支持する第１フランジ部材と、
前記第２縦壁部と略直交すると共に前記第１方向下流側の端縁部に連続するように配置されて前記第２センサー部を支持する第２フランジ部材と、
を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の弾性波伝播速度測定器。
【請求項５】
前記第１縦壁部及び前記第２縦壁部における、コンクリート表面に接触される部分は幅狭の突起部である、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の弾性波伝播速度測定器。
【請求項６】
前記第１センサー部は、前記第１縦壁部の先端に近い位置であって、コンクリート表面に接触しない位置に配置され、
前記第２センサー部は、前記第２縦壁部の先端に近い位置であって、コンクリート表面に接触しない位置に配置された、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の弾性波伝播速度測定器。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の弾性波伝播速度測定器と、
前記第１及び第２センサー部が衝撃弾性波を検知する時間のズレを算出する時間差算出手段と、
該時間差算出手段が算出した時間差に基づいて衝撃弾性波の速度を算出する弾性波速度算出手段と、
を備えた弾性波伝播速度測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートにおける衝撃弾性波の伝播速度を測定する弾性波伝播速度測定器、及び該弾性波伝播速度測定器を備えた弾性波伝播速度測定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、所定の材料（例えば、コンクリートや金属等）の物理的性質を非破壊で検査する方法としては、その材料に何らかの波動（例えば、超音波や弾性波など）を伝播させ、該材料の表面に接触させたセンサーで該波動を検知するようにした方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図６は、上記方法（つまり、材料の物理的性質を非破壊で検査する従来方法）を実施するときの様子を示す模式図であって、図中の符号１００は、物理的性質を検査すべき材料（鋼材）を示し、符号１０１は、超音波を送信するトランスデューサを示し、符号１０２は、材料１００を伝播してきた超音波１０３を受信するセンサー部を示し、符号１０４は、トランスデューサ１０１及びセンサー部１０２を支持するフレーム部を示す。これらのトランスデューサ１０１とセンサー部１０２とによって、超音波１０３の伝播に要した時間が測定される。
【特許文献１】特開平０５−１８０７０６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、図６に示す装置の場合、材料表面にセンサー部を直接接触させなければならないので、平滑でなく凹凸がある材料には利用することができない。例えば、コンクリートの物理的性質（例えば、圧縮強度など）を測定しようとした場合であって、コンクリート表面がハツリ面で凹凸がある場合には、センサー部を表面に接触させるタイプのものは使用できない。
【０００５】
本発明は、コンクリートにおける衝撃弾性波の伝播速度を良好に測定できる弾性波伝播速度測定器を提供することを目的とするものである。
【０００６】
また、本発明は、コンクリートにおける衝撃弾性波の伝播速度を良好に測定できる弾性波伝播速度測定システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、図１に例示するものであって、コンクリート表面（Ｂ）に接触されて、該コンクリートにおける衝撃弾性波の伝播速度を測定する弾性波伝播速度測定器（１）において、
一の仮想面（ｘｙ面）に略沿うようにそれぞれが形成されると共にコンクリート表面（Ｂ）における所定距離だけ離間した２点に接触可能となるように配置された第１及び第２縦壁部（２１，２２）と、
前記第１縦壁部（２１）に連設されてコンクリート中の衝撃弾性波を検知する第１センサー部（４１）と、
前記第２縦壁部（２２）に連設されてコンクリート中の衝撃弾性波を検知する第２センサー部（４２）と、
前記第１縦壁部（２１）及び前記第２縦壁部（２２）を支持するフレーム部（３０）と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記第１縦壁部（２１）及び前記第２縦壁部（２２）は、図４に明示するように、前記一の仮想面（ｘｙ面）に略沿うように形成された平板状の部材であることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明において、前記第１縦壁部（２１）から前記第２縦壁部（２２）への方向を第１方向（ｘ）とした場合に、
前記第１センサー部（４１）は、前記第１縦壁部（２１）における、前記第１方向（ｘ）下流側の端縁部（図４の符号２１ｂ参照）に連設されるように配置されて該方向上流側からの衝撃弾性波を検知し、
前記第２センサー部（４２）は、前記第２縦壁部（２２）における、前記第１方向（ｘ）下流側の端縁部（図４の符号２２ｂ参照）に連設されるように配置されて該方向上流側からの衝撃弾性波を検知することを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発明において、図４に示すように、前記第１縦壁部（２１）と略直交すると共に前記第１方向（ｘ）下流側の端縁部（２１ｂ）に連続するように配置されて前記第１センサー部（４１）を支持する第１フランジ部材（５１）と、
前記第２縦壁部（２２）と略直交すると共に前記第１方向（ｘ）下流側の端縁部（２２ｂ）に連続するように配置されて前記第２センサー部（４２）を支持する第２フランジ部材（５２）と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発明において、前記第１縦壁部（２１）及び前記第２縦壁部（２２）における、コンクリート表面（Ｂ）に接触される部分（２１ａ，２２ａ）は幅狭の突起部であることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に係る発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の発明において、前記第１センサー部（４１）は、前記第１縦壁部（２１）の先端に近い位置であって、コンクリート表面（Ｂ）に接触しない位置に配置され、
前記第２センサー部（４２）は、前記第２縦壁部（２２）の先端に近い位置であって、コンクリート表面（Ｂ）に接触しない位置に配置されたことを特徴とする。
【００１３】
請求項７に係る発明は、図５に例示するものであって、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の弾性波伝播速度測定器（１）と、
前記第１及び第２センサー部（４１，４２）が衝撃弾性波を検知する時間のズレを算出する時間差算出手段（７）と、
該時間差算出手段（７）が算出した時間差に基づいて衝撃弾性波の速度を算出する弾性波速度算出手段（８）と、を備えた弾性波伝播速度測定システム（９）についてのものである。
【００１４】
なお、括弧内の番号などは、図面における対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１乃至３及び７に係る発明によれば、第１方向上流側から伝播されてくる衝撃弾性波は、確実に前記第１縦壁部及び前記第２縦壁部に伝達されて各センサー部にて検知される。
【００１６】
請求項４に係る発明によれば、各センサー部を適正な位置（つまり、各センサー部の振動感知面が前記第１方向と直交するような位置）に確実に配置することができ、各センサー部の検知精度を向上させることができる。
【００１７】
請求項５に係る発明によれば、コンクリート表面がハツリ面で凹凸がある場合であっても、各縦壁部とコンクリート表面との接触状態を良好に保持でき、正確に測定することができる。
【００１８】
請求項６に係る発明によれば、各センサー部の感度のロスを少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図１乃至図５に沿って、本発明を実施するための最良の形態について説明する。ここで、図１は、本発明に係る弾性波伝播速度測定器の外観を示す斜視図であり、図２は、縦壁部の形態の例を示す断面図であり、図３は、縦壁部の形態の他の例を示す断面図である。また、図４は、図１のＡ−Ａ断面図であり、図５は、本発明に係る弾性波伝播速度測定システムの構成の一例を示す模式図である。
【００２０】
本発明に係る弾性波伝播速度測定器は、コンクリート表面に接触させた状態で使用されるものであって、コンクリート中の弾性波の伝播速度を測定するために使用されるものである。
【００２１】
本発明に係る弾性波伝播速度測定器は、図１に符号１で例示されるものであって、一の仮想面（ｘｙ面）に略沿うように形成された第１縦壁部２１と、同じく前記一の仮想面ｘｙに略沿うように形成された第２縦壁部２２と、を備えている。これらの縦壁部２１，２２は、それぞれの先端部分２１ａ，２２ａがコンクリート表面Ｂに接触されるものであるが、それらの縦壁部２１，２２は、コンクリート表面Ｂにおける所定距離だけ離間した２点に接触可能となるよう、ｘ方向に互いに離間した状態に配置されている。なお、これらの第１縦壁部２１及び第２縦壁部２２の代わりに、図２(a)
に符号２３で示すような四角の部材を用いても、図２(b) に符号２４で示すような三角の部材を用いても良い。この場合、図２(a) の符号２３ａや図２(b) の符号２４ａに示す板状部分が、“一の仮想面（ｘｙ面）に略沿うように形成された第１縦壁部（又は第２縦壁部）”に相当することとなる。さらには、図３(a)
に符号２５で示すような半楕円状の部材や、同図(b) に符号２６で示すような楕円状の部材を用いても良い。この場合、符号２５ａや２６ａに示す部分（湾曲している板状部分）が、“一の仮想面（ｘｙ面）に略沿うように形成された第１縦壁部（又は第２縦壁部）”に相当することとなる。
【００２２】
ところで、これらの第１縦壁部及び第２縦壁部における、コンクリート表面に接触される先端部分２１ａ，２２ａは幅狭の突起部にすると良い。これにより、コンクリート表面Ｂがハツリ面で凹凸がある場合であっても、各縦壁部とコンクリート表面Ｂとの接触状態を良好に保持でき、正確に測定することができる。
【００２３】
また、これらの縦壁部２１，２２はフレーム部３０に支持されている。なお、本発明に係る弾性波伝播速度測定器１は、そのフレーム部３０を測定者が握り、縦壁部２１，２２をコンクリート表面Ｂに押し付けて使用するものであるので、該フレーム部３０は人が握り易い太さ及び形状であると良い。また、このフレーム部３０は、コンクリートよりも衝撃弾性波伝播速度の遅い材料で構成すると良い。さらに、図４に符号２１（２２）で示すような平板状部材で各縦壁部を形成する場合は、該縦壁部の中心面（つまり、符号Ｃで示す中心線を含むと共に、紙面に垂直な方向の面）がフレーム部３０の軸心（図１の符号Ｄ参照）からずれていると、フレーム部３０を握って前記縦壁部２１，２２をコンクリート表面Ｂに押し付ける際に、該フレーム部３０の軸心Ｄの回りに回転モーメントが発生し、コンクリート表面Ｂへの押し付けが不安定になるので、各縦壁部２１，２２は中心面が前記フレーム部３０の軸心を通るように配置されていると良い。
【００２４】
一方、前記第１縦壁部２１には、コンクリート中を伝播する弾性波を検知する第１センサー部４１が連設されており、前記第２縦壁部２２には、コンクリート中を伝播する弾性波を検知する第２センサー部４２が連設されている。これにより、第１方向上流側から伝播する弾性波は、確実に前記第１縦壁部２１及び前記第２縦壁部２２に伝達されて各センサー部４１，４２にて検知されることとなる。いま、前記第１縦壁部２１から前記第２縦壁部２２への方向を第１方向（図１のｘ方向）とした場合に、前記第１センサー部４１は、前記第１縦壁部２１における、前記第１方向下流側の端縁部（図４の符号２１ｂ参照）に連設されるように配置して該方向上流側からの衝撃弾性波を検知するようにすると良い。また、前記第２センサー部４２は、前記第２縦壁部２２における、前記第１方向下流側の端縁部図４の符号２２ｂ参照）に連設されるように配置して該方向上流側からの衝撃弾性波を検知するようにすると良い。これらの第１センサー部４１及び第２センサー部４２には加速度センサー（圧電素子）を用いると良い。なお、各センサー部４１，４２の振動感知面（感振面）４１ａ，４２ａは、前記第１方向ｘの上流側を向くように配置すると良い。図２(a) (b) 及び図３(a) (b) 中の破線４３はセンサー部の配置を例示したものであり、符号４３ａは振動感知面（感振面）を示す。なお、図２(a)
では、センサー部４３は、第１方向ｘの下流側の面２３ｂに取り付けられているが、もちろんこれに限られるものではなく、側面２３ｃに（振動感知面４３ａが前記第１方向ｘの上流側を向くようにして）取り付けられていても良い。
【００２５】
ところで、前記第１センサー部４１は前記第１縦壁部２１に連設され、前記第２センサー部４２は前記第２縦壁部２２に連設されているが、ここでいう“連設”とは、各センサー部４１，４２と各縦壁部２１，２２とが直接接触している場合だけでなく、他の部材を介して接触している場合も含むものとする。
【００２６】
なお、前記第１センサー部４１は、前記第１縦壁部２１の先端２１ａ（言い換えれば、コンクリート表面Ｂ）に近い位置であって、コンクリート表面Ｂに接触しない位置に配置すると良く、前記第２センサー部４２は、前記第２縦壁部２２の先端２２ａ（言い換えれば、コンクリート表面Ｂ）に近い位置であって、コンクリート表面Ｂに接触しない位置に配置すると良い。これにより、各センサー部４１，４２の感度のロスを少なくすることができる。
【００２７】
ところで、図４に詳示するように、前記第１縦壁部２１における、前記第１方向下流側の端縁部２１ｂには、前記第１縦壁部２１と略直交するように第１フランジ部材５１を連続させ、該第１フランジ部材５１の第１方向下流側面５１ａに前記第１センサー部４１を支持させると良い。同様に、前記第２縦壁部２２における、前記第１方向下流側の端縁部２２ｂには、前記第２縦壁部２２と略直交するように第２フランジ部材５２を連続させ、該第２フランジ部材５２の第１方向下流側面５２ａに前記第２センサー部４２を支持させると良い。これにより、各センサー部４１，４２を適正な位置（つまり、各センサー部４１，４２の振動感知面が前記第１方向ｘと直交するような位置）に確実に配置することができ、各センサー部４１，４２の検知精度を向上させることができる。
【００２８】
また、各センサー部４１，４２を収容する筐体６１，６２を設けても良い。すなわち、前記フランジ部材５１，５２の端縁全周からは壁部材６１ａ，６２ａを立設させ、さらに蓋部材６１ｂ，６２ｂで覆うようにすると良い。
【００２９】
ところで、図５に示すように、上述した弾性波伝播速度測定器１に、各センサー部４１，４２が衝撃弾性波を検知する時間のズレを算出する時間差算出手段７と、該時間差算出手段７が算出した時間差に基づき衝撃弾性波の速度を算出する弾性波速度算出手段８と、を設けて弾性波伝播速度測定システム９を構築すると良い。
【００３０】
次に、この弾性波伝播速度測定システム９を用いた測定方法について説明する。
【００３１】
測定者が前記フレーム部３０を握って前記第１縦壁部２１及び前記第２縦壁部２２をコンクリート表面Ｂに押し付ける。その状態で、前記第１方向ｘの上流側の任意の点をハンマー（不図示）で叩く。これにより、衝撃弾性波がコンクリートを伝播し、その弾性波がまず前記第１センサー部４１により検知され、続いて、前記第２センサー部４２により検知される。このときの時間差は、前記時間差算出手段７にて算出され、衝撃弾性波の速度が前記弾性波速度算出手段８によって算出される。算出された速度を使用すると、例えば、コンクリートの圧縮強度などを推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、本発明に係る弾性波伝播速度測定器の外観を示す斜視図である。
【図２】図２は、縦壁部の形態の例を示す断面図である。
【図３】図３は、縦壁部の形態の他の例を示す断面図である。
【図４】図４は、図１のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図５は、本発明に係る弾性波伝播速度測定システムの構成の一例を示す模式図である。
【図６】図６は、材料の物理的性質を非破壊で検査する従来方法を実施するときの様子を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３３】
１            弾性波伝播速度測定器
７            時間差算出手段
８            弾性波速度算出手段
９            弾性波伝播速度測定システム
２１          第１縦壁部
２１ｂ        端縁部
２２          第２縦壁部
２２ｂ        端縁部
３０          フレーム部
４１          第１センサー部
４２          第２センサー部
５１          第１フランジ部材
５２          第２フランジ部材
Ｂ            コンクリート表面
ｘ            第１方向
【図１】
2008268102.tif 000003
【図２】
2008268102.tif 000004
【図３】
2008268102.tif 000005
【図４】
2008268102.tif 000006
【図５】
2008268102.tif 000007
【図６】
2008268102.tif 000008