(57)【要約】【課題】内部欠陥の位置を正確に検出でき且つ記録できること。【解決手段】検査対象１を加振するために音波１８を検査対象に向けて照射する加振装置１１と、加振装置により加振された検査対象の計測点１７の振動を計測する振動計測装置１２と、加振装置及び振動計測装置を制御すると共に、振動計測装置により計測された計測信号を処理することで検査対象の内部欠陥２を検出する信号処理・制御装置１３とを有し、信号処理・制御装置は、加振装置から周波数の異なる複数の音波１８を照射させると共に、振動計測装置が計測した計測信号から内部欠陥に起因する撓み振動の周波数を特定し、この撓み振動の周波数に基づいて選定した周波数の音波を用いることにより、内部欠陥が存在する計測点と加振装置との距離を測定するよう構成されたものである。【選択図】  図１
2017101963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象を加振するために加振媒体を前記検査対象へ向けて照射する加振装置と、
前記加振装置により加振された前記検査対象の計測点の振動を計測する振動計測装置と、
前記加振装置及び前記振動計測装置を制御すると共に、前記振動計測装置により計測された計測信号を処理することで前記検査対象の内部欠陥を検出する信号処理・制御装置とを有し、
前記信号処理・制御装置は、前記加振装置から周波数の異なる複数の加振媒体を照射させると共に、前記振動計測装置が計測した計測信号から特定した前記内部欠陥に起因する撓み振動の周波数に基づいて選定した周波数の前記加振媒体を用いることにより、前記内部欠陥が存在する計測点と前記加振装置との距離を測定するよう構成されたことを特徴とする内部欠陥検査装置。
【請求項２】
前記信号処理・制御装置は、内部欠陥に起因する撓み振動の周波数に基づいて選定した周波数の加振媒体の照射時点と、振動計測装置からの前記内部欠陥に特有な計測信号の受信時点とを用いて、内部欠陥が存在する計測点と加振装置との距離を測定するよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載の内部欠陥検査装置。
【請求項３】
前記信号処理・制御装置は、特定した内部欠陥に起因する撓み振動の周波数の加振媒体を加振装置から、検査対象における前記内部欠陥が存在する箇所へ再度照射させ、このときに得られる振動計測装置からの計測信号を用いることで、内部欠陥が存在する計測点と加振装置との距離を測定するよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載の内部欠陥検査装置。
【請求項４】
前記検査対象が有する湾曲面の周方向に沿う複数の計測点の振動を計測し得るように加振装置及び振動計測装置を回動させる回動機構を更に備え、
前記信号処理・制御装置は、前記加振装置、前記振動計測装置及び前記回動機構を制御して、前記湾曲面の周方向に沿う複数の計測点のそれぞれと前記加振装置との距離を測定し、これらの距離に基づいて前記湾曲面の中心位置を求め、内部欠陥が存在する前記各計測点の位置を、前記湾曲面の中心位置を基準に記録するよう構成されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の内部欠陥検査装置。
【請求項５】
前記信号処理・制御装置は、検査対象の湾曲面の周方向に沿う複数の計測点のそれぞれと加振装置との距離と、回動機構により変化する前記加振装置からの加振媒体の照射角度とから、前記加振装置を含む内部欠陥検査装置が前記湾曲面の中心位置に対してずれるずれ量を求め、
内部欠陥が存在する前記各計測点の位置を、前記ずれ量だけ補正して記録するよう構成されたことを特徴とする請求項４に記載の内部欠陥検査装置。
【請求項６】
前記信号処理・制御装置は、検査対象の湾曲面の周方向に沿う複数の計測点のそれぞれと加振装置との距離と、前記検査対象の湾曲面の形状データとを比較し、前記各計測点を前記形状データにフィッティングして、内部欠陥が存在する前記各計測点の位置を、前記形状データにおける湾曲面の中心位置を基準に補正して記録するよう構成されたことを特徴とする請求項４に記載の内部欠陥検査装置。
【請求項７】
前記信号処理・制御装置は、検査対象の湾曲面の周方向に沿う複数の計測点のそれぞれと加振装置との距離と、回動機構により変化する前記加振装置からの加振媒体の照射角度とから、前記加振装置を含む内部欠陥検査装置が前記湾曲面の中心位置に対してずれるずれ量を求め、
前記内部欠陥検査装置の位置が前記ずれ量だけ移動して前記湾曲面の中心位置に設定された状態で、前記加振装置、前記振動計測装置及び前記回動機構を再度制御して、前記湾曲面の周方向に沿う内部欠陥が存在する複数の計測点の位置をそのまま記録するよう構成されたことを特徴とする請求項４に記載の内部欠陥検査装置。
【請求項８】
前記加振装置は、加振媒体としての音波を照射する音響システムであり、前記振動計測装置は、検査対象の計測点へレーザ光を照射して前記計測点の振動を計測するレーザ振動計であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の内部欠陥検査装置。
【請求項９】
検査対象を加振するために加振媒体を前記検査対象へ向けて照射する加振装置と、前記加振装置により加振された前記検査対象の計測点の振動を計測する振動計測装置とを用意し、
前記加振装置から周波数の異なる複数の加振媒体を照射させ、前記振動計測装置が計測した計測信号から前記検査対象の内部欠陥を検出すると共に、前記内部欠陥に起因する撓み振動の周波数を特定し、特定した内部欠陥に起因する撓み振動の周波数に基づいて選定した周波数の加振媒体を用いることにより、前記内部欠陥が存在する計測点と前記加振装置との距離を測定することを特徴とする内部欠陥検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、検査対象を加振するために音波等の加振媒体を照射し、加振された検査対象の振動を計測することで、検査対象の内部欠陥の位置を検出する内部欠陥検査装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネル等のようなコンクリート構造物の内部状況検査は、熟練した検査員がハンマーで打撃し、その際に発生する音を聞いて欠陥の有無を判定する打音検査が現在主流である。しかしながら、打音検査は、検査対象に近接する必要があるため、検査箇所が高所にある場合には足場を組んだり、高所作業車を利用する必要があり、作業量が膨大になる。また、熟練検査員の判定が必要になって、今後老朽化を迎えるトンネル数の増大に対して、物理的に対応できなくなる可能性がある。
【０００３】
これに対して様々な工夫がなされており、例えば上述の打音検査を自動化する方法がある。また、打音検査に代わる方法として、赤外線カメラを用いて内部剥離を検出する方法や、電磁波レーダを用いた方法など多数の方法が考えられており、実証のフェーズに入っている手法もある。
【０００４】
また、打音検査を非接触で代替できる技術として、ハンマーで打撃を与える代わりにスピーカーなどの音響システムからの音波によりコンクリート構造物を加振し、レーザ振動計でコンクリート構造物の表面に発生した振動を計測し、この計測データを信号処理して欠陥の有無を判定する手法も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２０５２１６号公報
【特許文献２】特開２００３−２５４９４８号公報
【特許文献３】特許第５０１４４６４号公報
【特許文献４】特開２００５−３０９６０号公報
【特許文献５】特許第４６６５５３３号公報
【特許文献６】特許第３９６２６２７号公報
【特許文献７】特許第５５６３８９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
音響システムからの音波でコンクリート構造物を加振し、このコンクリート構造物の表面に発生した振動を計測し、この計測データを信号処理して欠陥の有無を判定する上述の打音検査代替技術は、複数の計測点間で計測データを比較するものであるが、コンクリート構造物の内部欠陥の位置を正確に検出することができない。
【０００７】
また、打音検査では、検査員がコンクリート構造物に打撃を与えて欠陥を検出した場合に、コンクリート構造物に欠陥位置を直接マークすると共に、次の検査の必要の有無などを確認するために欠陥位置を台帳などに記録することで、コンクリート構造物の管理に利用している。これに対し、上述の打音検査代替技術では、コンクリート構造物の欠陥をその場で判断することは可能であるものの、コンクリート構造物の検査記録や管理に関して考慮されていないため、例えば検査結果の欠陥位置を改めて測定し、測定した欠陥の位置を手動で記録しながら検査を実施しなければならない。
【０００８】
本発明における実施形態の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、内部欠陥の位置を正確に検出できる内部欠陥検査装置及び方法を提供することにある。
【０００９】
また、本発明における実施形態の他の目的は、内部欠陥の位置を正確に検出でき且つ記録できる内部欠陥検査装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の実施形態における内部欠陥検査装置は、検査対象を加振するために加振媒体を前記検査対象へ向けて照射する加振装置と、前記加振装置により加振された前記検査対象の計測点の振動を計測する振動計測装置と、前記加振装置及び前記振動計測装置を制御すると共に、前記振動計測装置により計測された計測信号を処理することで前記検査対象の内部欠陥を検出する信号処理・制御装置とを有し、前記信号処理・制御装置は、前記加振装置から周波数の異なる複数の加振媒体を照射させると共に、前記振動計測装置が計測した計測信号から特定した前記内部欠陥に起因する撓み振動の周波数に基づいて選定した周波数の前記加振媒体を用いることにより、前記内部欠陥が存在する計測点と前記加振装置との距離を測定するよう構成されたことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の実施形態における内部欠陥検査方法は、検査対象を加振するために加振媒体を前記検査対象へ向けて照射する加振装置と、前記加振装置により加振された前記検査対象の計測点の振動を計測する振動計測装置とを用意し、前記加振装置から周波数の異なる複数の加振媒体を照射させ、前記振動計測装置が計測した計測信号から前記検査対象の内部欠陥を検出すると共に、前記内部欠陥に起因する撓み振動の周波数を特定し、特定した内部欠陥に起因する撓み振動の周波数に基づいて選定した周波数の加振媒体を用いることにより、前記内部欠陥が存在する計測点と前記加振装置との距離を測定することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の実施形態によれば、内部欠陥の位置を正確に検出でき且つ記録できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係る内部欠陥検査装置を示す構成図。
【図２】図１の加振装置が照射する、異なる周波数の複数の音波を示すグラフ。
【図３】図１の振動計測装置が計測する計測信号を示すグラフ。
【図４】図３の計測信号を周波数解析した結果を示すグラフ。
【図５】第３実施形態に係る内部欠陥検査装置を示す構成図。
【図６】図５の内部欠陥検査装置による内部欠陥の検査状況を説明する説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態を、図面に基づき説明する。
［Ａ］第１実施形態（図１〜図４）
図１は、第１実施形態に係る内部欠陥検査装置を示す構成図である。この図１に示す内部欠陥検査装置１０は、検査対象１としての例えばトンネル等のコンクリート構造物における剥離や浮きなどの内部欠陥２を検出するものであり、加振装置１１、振動計測装置１２、信号処理・制御装置１３を有して構成される。
【００１５】
加振装置１１は、検査対象１の計測点１７を加振するために加振媒体を検査対象１へ向かって照射するものである。この実施形態では、加振装置１１は、加振媒体としての音波１８を検査対象１へ向かつて照射して、検査対象１を音響的に加振する音響システム（例えばスピーカーなど）である。
【００１６】
振動計測装置１２は、検査対象１にレーザ光１９を照射して、このレーザ光１９が照射された検査対象１の計測点１７の振動を計測するレーザ振動計、例えばレーザドップラー振動計である。検査対象１であるコンクリート構造物の内部に剥離や浮きなどの内部欠陥２が存在する場合には、加振装置１１から照射される音波１８によって検査対象１が加振されると、この検査対象１の表面から内部欠陥２までの薄いコンクリート部分（欠陥部分３）に、内部欠陥２に起因する撓み振動が発生する。振動計測装置１２は、この欠陥部分３に位置する計測点１７の撓み振動を主に計測する。
【００１７】
信号処理・制御装置１３は、加振装置１１及び振動計測装置１２を制御すると共に、振動計測装置１２により計測された検査対象１の計測点１７の計測信号（計測データ）を処理することで、検査対象１の内部欠陥２を検出する。検査対象１に内部欠陥２が存在する場合、検査対象１の欠陥部分３には、音波１８の照射によって内部欠陥２に起因する撓み振動が発生する。信号処理・制御装置１３は、振動計測装置１２から取り込んだ計測信号を処理（例えば周波数解析）し、内部欠陥２に特有の特徴量を評価することで内部欠陥２の有無を判定して、この内部欠陥２を検出する。
【００１８】
ところで、図１の欠陥部分３に撓み振動を効率よく発生させるためには、内部欠陥２に起因する撓み振動の周波数に合わせて欠陥部分３を加振させる必要がある。例えば、内部欠陥２が単純な円形の場合を仮定すると、その撓み振動の周波数は、以下の式（１）で表される。
【００１９】
【数１】
2017101963.tif 000003
【００２０】
ここで、Ｅ、ｆ、νのそれぞれは、検査対象１の材料であるコンクリートのヤング率、密度、ポアソン比であり、それぞれ３０ＧＰａ、２４００ｋｇ／ｍ３、０．２である。また、Ｋｎは振動モードに依存する係数であり、低次モードでは４．９９である。更に、ｈは内部欠陥までの深さ、ａは内部欠陥の半径である。式（１）から分かるように、内部欠陥に起因する撓み振動の周波数ｆは、内部欠陥の深さｈに比例し、内部欠陥の面積に反比例することが分かる。例えば、内部欠陥の深さｈが２０ｍｍで、半径ａが１００ｍｍの円形欠陥の場合には、約２ｋＨｚの周波数を中心に撓み振動が発生するものと考えられる。
【００２１】
しかしながら、検査対象１に存在する内部欠陥２は、その深さや大きさが一様ではなく、様々な深さに存在し且つ複雑な形状をしている。このため、検査対象１を加振するための音波１８の周波数は、計測したい内部欠陥２を考慮した複数の周波数成分を有することが必要になる。従来技術においても、計測すべき内部欠陥２に起因する撓み振動の周波数を含むように、音波１８の周波数を経時的に変更（スイープ）して音波１８を照射させ、内部欠陥２に起因すると考えられる振動データを抽出して内部欠陥２を検出している。但し、この従来技術では、検査対象１に撓み振動を励起したと想定される音波１８を特定していないため、内部欠陥検査装置（特に加振装置１）と検査対象１の計測点１７との距離を正確に測定することができない。
【００２２】
そこで、第１実施形態の内部欠陥検査装置１０では、信号処理・制御装置１３はまず加振装置１１を制御して、計測すべき内部欠陥２に起因する撓み振動の周波数を含むように、周波数の異なる複数の音波１８を経時的に変更（スイープ）して、加振装置１１から照射させる。
【００２３】
次に、信号処理・制御装置１３は、振動計測装置１２を制御して検査対象１の計測点１７へレーザ光１９を照射させ、この計測点１７の振動を振動計測装置１２に計測させる。そして、信号処理・制御装置１３は、振動計測装置１２が計測した計測信号から内部欠陥２に起因する撓み振動の周波数を特定する。
【００２４】
その後、信号処理・制御装置１３は、特定した内部欠陥２に起因する撓み振動の周波数に基づいて、加振装置１１によりスイープして照射した周波数の異なる複数の音波１８のうち、撓み振動の周波数に近い周波数の音波１８を選定して用いることにより、内部欠陥検査装置１０（特に加振装置１１）と内部欠陥２が存在する計測点１７との距離Ｌを計測する。つまり、信号処理・制御装置１３は、特定した内部欠陥２に起因する撓み振動の周波数と同一または近似の周波数の音波１８を、加振装置１１が照射した周波数の異なる複数の音波１８から推定する。そして、信号処理・制御装置１３は、この推定した音波１８の照射時点と、振動計測装置１２からの計測信号において内部欠陥２に特有の有意な信号が計測された時点とを用いて、内部欠陥検査装置１０（特に加振装置１１）と内部欠陥２が存在する計測点１７との距離Ｌを測定する。
【００２５】
上述の内部欠陥２に起因する撓み振動の周波数の特定から、内部欠陥検査装置１０（特に加振装置１１）と内部欠陥２が存在する計測点１７との距離Ｌを測定するまでの具体的な一例を、図２〜図４を用いて以下に説明する。
【００２６】
加振装置１１から周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３の音波１８−１、１８−２、１８−３が、それぞれ時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３に照射され、振動計測装置１２により計測された振動計測信号２０に、内部欠陥２に特有の有意な信号Ｍが時刻ｔｓに現れた場合を考える。このとき、信号処理・制御装置１３は、振動計測装置１２により計測された振動計測信２０を処理、例えば周波数解析して、最大強度を持つ周波数（つまり内部欠陥２に起因する撓み振動の周波数）ｆｓを特定（推定）する。
【００２７】
次に、信号処理・制御装置１３は、加振装置１１から照射された音波１８−１、１８−２、１８−３のそれぞれの周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３と、周波数解析により最大強度を持つ周波数ｆｓとを比較して、周波数ｆ２が周波数ｆｓに最も近い場合に、この周波数ｆ２が検査対象１に撓み振動を励起した音波１８であると推定する。
【００２８】
振動計測装置１２から照射されるレーザ光１９の速度（３×１０８ｍ／ｓ）は、空気中を伝播する音波１８の音速（３４０ｍ／ｓ）と比較して非常に速いため、レーザ光１９の伝播時間を無視して、時間差（ｔｓ−ｔ２）を、検査対象１の計測点１７と内部欠陥検査装置１０（特に加振装置１１）との間を音波１８−２が伝播した時間と考えることができる。従って、時間差（ｔｓ−ｔ２）に空気中の音速を乗ずることで、内部欠陥検査装置１０（特に加振装置１１）と検査対象１の計測点１７との距離Ｌを正確に測定することが可能になる。
【００２９】
以上のことから、本第１実施形態によれば、次の効果（１）を奏する。
（１）図１〜図４に示すように、信号処理・制御装置１３は、加振装置１１から周波数の異なる複数の音波１８を照射させ、振動計測装置１２が計測した振動計測信号２０から検査対象１の内部欠陥２に起因する撓み振動の周波数（例えば周波数ｆｓ）を特定し、この特定した内部欠陥２に起因する撓み振動の周波数と同一または近似の周波数（例えば周波数ｆ２）の音波１８を、加振装置１１が照射した音波１８から推定している。このため、この音波１８の照射時間（例えば時刻ｔ２）と振動計測装置１２からの振動計測信号２０による有意な信号Ｍの計測時間ｔｓとを用いて、内部欠陥検査装置１０（特に加振装置１１）と内部欠陥２が存在する計測点１７との距離Ｌを正確に測定できる。この結果、検査対象１の内部欠陥２の位置を正確に検出できる。
【００３０】
［Ｂ］第２実施形態（図１〜図４）
この第２実施形態において、第１実施形態と同様な部分については、第１実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
【００３１】
本第２実施形態の内部欠陥検査装置２５が第１実施形態と異なる点は、信号処理・制御装置２６が、特定した内部欠陥２に起因する撓み振動の周波数の音波１８を加振装置１１から、検査対象１における上記内部欠陥２が存在する箇所へ再度照射させ、このとき得られる振動計測装置１２からの計測信号を用いることで、内部欠陥検査装置２５（特に加振装置１１）と上記内部欠陥２が存在する計測点１７との距離Ｌを測定するよう構成された点である。
【００３２】
つまり、この内部欠陥検査装置２５においても、信号処理・制御装置２６は、まず加振装置１１を制御して、計測すべき内部欠陥２に起因する撓み振動の周波数を含むように、周波数の異なる複数の音波１８を経時的に変更（スイープ）して、加振装置１１から照射させる。
【００３３】
次に、信号処理・制御装置２６は、振動計測装置１２を制御して検査対象１の計測点１７へレーザ光１９を照射させ、この計測点１７の振動を振動計測装置１２に計測させる。そして、信号処理・制御装置２６は、振動計測装置１２が計測した計測信号から内部欠陥２に起因する撓み振動の周波数を特定する。
【００３４】
その後、信号処理・制御装置２６は、特定した内部欠陥２に起因する撓み振動の周波数と同一の周波数のみの音波１８を加振装置１１から、検査対象１における上記内部欠陥２が存在する箇所へ、照射時刻ｔ０（例えばｔ０＝０秒）のタイミングで再度照射させる。そして、信号処理・制御装置２６は、このとき得られる振動計測装置１２からの計測信号において内部欠陥２に特有の有意な信号が計測された時刻ｔｍを求め、時間差（ｔｍ−ｔ０）を、再度照射された音波１８の伝播時間とし、これに空気中の音速を乗して、内部欠陥検査装置２５（特に加振装置１１）と検査対象１における内部欠陥２が存在する計測点１７との距離Ｌを測定する。
【００３５】
以上のように構成されたことから、本第２実施形態によれば、次の効果（２）を奏する。
（２）信号処理・制御装置２６は、加振装置１１から周波数の異なる複数の音波１８を照射させ、振動計測装置１２が計測した計測信号から検査対象１の内部欠陥２に起因する撓み振動の周波数を特定し、この特定した内部欠陥２に起因する撓み振動の周波数のみの音波１８を加振装置１１から、検査対象１の上記内部欠陥２が存在する箇所へ再度照射するので、この箇所を内部欠陥２の共振周波数で加振することができる。
【００３６】
従って、検査対象１に発生する撓み振動の振幅が共振現象によって大きくなるので、振動計測装置１２が計測した計測信号から内部欠陥２に特有の有意な信号が計測し易くなり、この有意な信号の計測時刻ｔｍについて計測精度が向上する。この結果、内部欠陥検査装置２５（特に加振装置１１）と検査対象１における内部欠陥２が存在する計測点１７との距離Ｌの測定精度が向上して、検査対象１の内部欠陥２の位置を正確に検出できる。
【００３７】
［Ｃ］第３実施形態（図５、図６）
図５は、第３実施形態に係る内部欠陥検査装置を示す構成図である。この第３実施形態において、第１実施形態と同様な部分については、第１実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
【００３８】
本第３実施形態の内部欠陥検査装置３０が第１実施形態と異なる点は、検査対象１である例えばトンネルが有する半円形状の湾曲面４の周方向に沿う複数の計測点Ｐｎ（ｎ＝１、２、３…）の振動を計測し得るように、加振装置１１及び振動計測装置１２を回動させる回動機構３１を備えた点であり、更に、信号処理・制御装置３２が、加振装置１１、振動計測装置１２及び回動機構３１を制御して、内部欠陥検査装置３０（特に加振装置１１）と複数の計測点Ｐｎのそれぞれとの距離Ｌｎ（ｎ＝１、２、３…）を測定し、これらの距離Ｌｎに基づいて検査対象１（例えばトンネル）の湾曲面４の中心位置Ｏを求め、内部欠陥２が存在する各計測点Ｐｎの位置を、検査対象１（例えばトンネル）の湾曲面４の中心位置Ｏを基準に記録するよう構成された点である。
【００３９】
検査対象１（例えばトンネル）の内部欠陥２を計測する際に、加振装置１１を含む内部欠陥検査装置３０を検査対象１（例えばトンネル）における湾曲面４の中心位置Ｏに設置すれば、回動機構３１により変化する加振装置１１からの音波１８の照射角度θｎ（ｎ＝１、２、３…）の情報のみで、内部欠陥２が存在する計測点Ｐｎの位置を正確に記録することが可能である。しかしながら、内部欠陥検査装置３０を正確に検査対象１（例えばトンネル）の湾曲面４の中心位置Ｏに設置することは難しく、ずれが生ずることがあり得る。また、検査対象１（例えばトンネル）の湾曲面４が完全に半円形状にあるとも限らない。
【００４０】
そこで、第３実施形態の内部欠陥検査装置３０では、信号処理・制御装置３２は、まず、内部欠陥検査装置３０（特に加振装置１１）と検査対象１（例えばトンネル）の湾曲面４の複数の計測点Ｐｎのそれぞれとの距離Ｌｎと、回動機構３１により変化する加振装置１１からの音波１８の照射角度θｎとから、内部欠陥検査装置３０が検査対象１（例えばトンネル）の湾曲面４の中心位置Ｏに対してずれるずれ量を求める。次に、信号処理・制御装置３２は、内部欠陥２が存在する検査対象１（例えばトンネル）の各計測点Ｐｎの位置を前記ずれ量だけ補正して、検査対象１（例えばトンネル）の湾曲面４の中心位置Ｏを基準にして記録するよう構成される。
【００４１】
具体的には、信号処理・制御装置３２は、回動機構３１を加振装置１１及び振動計測装置１２による振動計測毎に順次回動させて、３箇所以上の計測点Ｐｎで振動計測データを取得すると共に、各計測点Ｐｎに照射される加振装置１１からの音波１８の照射角度θｎの情報を回動機構３１から取得する。そして、信号処理・制御装置３２は、第１または第２実施形態で記述したようにして、内部欠陥検査装置３０（特に加振装置１１）と検査対象１の各計測点Ｐｎのそれぞれとの距離Ｌｎを測定する。
【００４２】
ここで、検査対象１（例えばトンネル）の湾曲面４における中心位置Ｏを原点（０、０）とし、内部欠陥検査装置３０の設置位置を（Ｘ、Ｙ）とすると、各計測点Ｐｎで測定した内部欠陥検査装置３０（特に加振装置１１）と計測点Ｐｎのそれぞれとの距離Ｌｎ、及び回動機構３１により変化する加振装置１１からの音波１８の照射角度θｎを用いて、各計測点Ｐｎの座標は、（Ｌｎ・ｃｏｓθｎ−Ｘ、Ｌｎ・ｓｉｎθｎ−Ｙ）で表記される。これらの各計測点Ｐｎが検査対象１（例えばトンネル）の湾曲面４の形状である１つの半円上に存在することから、上記半円の半径をＲとして、次式（２）が成り立つ。
（Ｌｎ・ｃｏｓθｎ−Ｘ）２＋（Ｌｎ・ｓｉｎθｎ−Ｙ）２＝Ｒ２      ……（２）
【００４３】
信号処理・制御装置３２は、式（２）においてｎ＝１、２、３としたときに得られる３つの連立方程式を演算することで、内部欠陥検査装置３０の設置位置（Ｘ、Ｙ）の値を求め、これにより、検査対象１（例えばトンネル）における湾曲面４の中心位置Ｏを求める。従って、信号処理・制御装置３２は、内部欠陥検査装置３０が検査対象１（例えばトンネル）の湾曲面４の中心位置Ｏに対してずれるずれ量を、内部欠陥検査装置３０の設置位置（Ｘ、Ｙ）の値から求めることが可能になるので、この内部欠陥検査装置３０が計測した各計測点Ｐｎの位置を、上記ずれ量だけ補正して正確に記録することが可能になる。
【００４４】
以上ように構成されたことから、本第３実施形態によれば、第１または第２実施形態の効果（１）または（２）を奏するほか、次の効果（３）を奏する。
【００４５】
（３）信号処理・制御装置３２は、内部欠陥検査装置３０（特に加振装置１１）と検査対象１（例えばトンネル）の湾曲面４の複数の計測点Ｐｎのそれぞれとの距離Ｌｎと、回動機構３１により変化する加振装置１１からの音波１８の照射角度θｎとから、内部欠陥検査装置３０が検査対象１（例えばトンネル）の湾曲面４の中心位置Ｏに対してずれるずれ量を求め、次に、内部欠陥２が存在する検査対象１（例えばトンネル）の各計測点Ｐｎの値を前記ずれ量だけ補正して、検査対象１の湾曲面４の中心位置Ｏを基準にして記録するよう構成されている。このため、検査対象１における内部欠陥２の検出位置を正確に記録することができる。
【００４６】
なお、内部欠陥検査装置３０の回動機構３１の回動中心と加振装置１１の位置関係が既知であれば、回動機構３１の回動中心を加振装置１１の回動中心に簡単な演算により補正することができるので、内部欠陥検査装置３０内での構成部品の位置関係に制約がないことは明らかである。
【００４７】
以上、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。これらの実施形態は、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、また、それらの置き換えや変更は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、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。
【００４８】
例えば、信号処理・制御装置は、内部欠陥検査装置３０（特に加振装置１１）と検査対象１（例えばトンネル）の湾曲面４の複数の計測点Ｐｎのそれぞれとの距離Ｌｎと、図面から得られる検査対象１（例えばトンネル）の湾曲面４の形状データとを比較し、最小二乗法などを用いて各計測点Ｐｎの位置を上記形状データにフィッティングして、内部欠陥２が存在する各計測点Ｐｎの位置を、形状データにおける湾曲面４の中心位置Ｏを基準に補正して記録してもよい。この場合にも、内部欠陥２の検出位置を正確に記録することができる。
【００４９】
また、信号処理・制御装置は、まず、内部欠陥検査装置３０（特に加振装置１１）と検査対象１（例えばトンネル）の湾曲面４の複数の計測点Ｐｎのそれぞれとの距離Ｌｎと、回動機構３１により変化する加振装置１１からの音波１８の照射角度θｎとから、内部欠陥検査装置が検査対象１の湾曲面４の中心位置Ｏに対してずれるずれ量を求める。その後、内部欠陥検査装置の位置が上記ずれ量だけ移動して検査対象１の湾曲面４の中心位置Ｏに設定された状態で、信号処理・制御装置は、加振装置１１、振動計測装置１２及び回動機構３１を再度制御して、検査対象１（例えばトンネル）の湾曲面４の周方向に沿う内部欠陥２が存在する複数の計測点Ｐｎの位置をそのまま記録してもよい。この場合にも、内部欠陥２の検出位置を正確に記録することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１…検査対象、２…内部欠陥、４…湾曲面、１０…内部欠陥検査装置、１１…加振装置、１２…振動計測装置、１３…信号処理・制御装置、１７…計測点、１８…音波、１９…レーザ光、２５…内部欠陥検査装置、２６…信号処理・制御装置、３０…内部欠陥検査装置、３１…回動機構、３２…信号処理・制御装置、ｆ、ｆｓ…周波数、Ｌ、Ｌｎ…距離、Ｏ…中心位置、Ｐｎ…計測点
【図１】
2017101963.tif 000004
【図２】
2017101963.tif 000005
【図３】
2017101963.tif 000006
【図４】
2017101963.tif 000007
【図５】
2017101963.tif 000008
【図６】
2017101963.tif 000009