JPH0238907A - トンネルクラック検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、導水路５道路、下水道管、鉄道等に用いられ
るトンネルの壁面に発生したクラック（ひび割れ）を正
確に、容易に検出する検出装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来から一般的に行なわれているトンネル壁面のクラッ
ク検出方法は数人の点検者がトンネル内に入り暗中で電
灯等の光をあてて巡視しながらスケッチあるいは写真撮
影するなどの目視による確認がした主体となっている。

しかし上記方法は点検者の経験年数や主観の差等によっ
てその判断が異なりるとともに暗中作業のためクラック
等の見落としが多く、またトンネル延長距離が長い場合
には点検者の増員など多くの労力が必要となる。さらに
これらの方法は定性的な結果を与えるものであり、他の
トンネル検査結果と比較検討することが困難で原因の推
定を体系化することが出来ないという問題があった。こ
のため、これらの検査を容易で効率良く。

定量的に評価出来る検査装置を本発明者はトンネルクラ
ック検出装置（特願昭６２−２３６６１８）等を提案し
ている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来のトンネルクラック検出装置で
は次の欠点がある。

１、小口径のトンネルへの搬入が困難。

トンネルのうち、導水路、下水道管等には様々なトンネ
ルの形状があり、その中で小口径のトンネルが最も多い
が、上記トンネルクラック検出装置ではレーザ発振にか
かわる装置（例えば、レーザ発信装置、レーザ発信器の
冷却装置、受光装置等）の形状が大きく小口径のトンネ
ルへの搬入が困難である。このために、各装置をコンパ
クトにするのに現在進歩が著しい半導体レーザを使用す
れば従来のガスレーザ（例えば、水冷式）に比べ大幅に
小型になるが、まだ次の欠点がある。

（８１ビーム広がり角が大きく集光が困難。

ら）半導体レーザのビーム光が楕円状に発振される。

（Ｃ１半導体光源による被検査体からのレーザ散乱光量
の効率が悪い。

ｔｄｌ温度依存性によってレーザ出力が変動する。

２、検査結果の経年変化の解析が困難。

トンネル内を定量的に連続して計測しているが、アナロ
グ記録で保存しているため保存性が悪く経年変化の解析
が困難である。

３、計測車がトンネル内を走行するとき蛇行し計測が困
難。

トンネル壁面からほぼ均等の位置を計測車がトンネル内
で走行するように制御されていても、計測車用の台車が
蛇行するとその上に載せられたレーザ走査系もそれに追
従し、レーザ走査位置が変動することによるデータの欠
落またはオーバラップなどが生ずる。

本発明は上記従来の問題点に着目し、導水路。

道路、下水道管、鉄道等に用いられるトンネルの壁面に
発生したクラック（ひび割れ）を正確に、容易に検出し
、保存し、小口径のトンネルにも使用出来るトンネルク
ラック検出袋とを提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の第１発明ではトン
ネル内の壁面に発生したクラック（ひび割れ）をレーザ
光を用い検出するトンネルクラック検出装置において、
レーザ光を出力する半導体レーザ光源と、レーザビーム
を真円化するために平行光に変換し、かつ、直交する少
なくても一方向の成分を拡大、縮小する矯正装置と、レ
ーザ光源から発信されたレーザ光の一部が光源に戻らな
いように戻り光を吸収する吸収装置と、ビーム光が被検
査体で所定のビームサイズに集光するためにレーザ走査
光軸上を移動するように配設された集光装置と、受光面
で均一性の高い光線を得るために魚眼レンズと受光セン
サとの間にコンデンサレンズを配設した受光装置とから
構成されている。そしてこの第１発明を主要部とする第
２発明ではレーザ光を出力する半導体レーザ光源に温度
変化による変動を少なくするようにコ、ントロールする
制御装置を取り付けている。第３発明ではトンネル内の
壁面に発生したクラック（ひび割れ）を検出するため、
壁面にレーザ光を発振するレーザ発振装置と、壁面のレ
ーザ光を受光しクラックを検出する受光装置と、トンネ
ル内の計測に合わせクラックの有無、位置を記録するデ
ータ処理装置とを有するトンネルクラック検出装置にお
いて、受光したアナログ信号を読み取りトリガ信号を作
成し、かつこのタイミングをもとにアナログ信号をデジ
タル信号に変換する変換手段と、デジタル信号を画像化
しトンネルのクラック、スケール等の評価パラメータを
抽出、処理し、出力する出力手段と、アナログ信号をデ
ジタル信号に変換したデータを記録、再生を行なう記録
手段と、上記の記録装置、変換手段、出力手段、および
記録手段への入出力を制御する制御手段とから構成され
、第４発明ではトンネル内の壁面に発生したクラック（
ひび割れ）を検出するために、壁面にレーザ光を発振す
るレーザ発振装置と、壁面のレーザ光を受光しクラック
を検出する受光装置とを、少なくとも搭載したトンネル
内の軌道を走行する走行台車とよりなるトンネルクラッ
ク検出装置において、走行時の蛇行を防止するため車輪
を軌道に押し付けるバネを有することを特徴としている
。また第５発明では車輪を軌道に押し付けるととも軌道
ゲージが異なる軌道でも走行が出来るように。

すくなくても一方の車輪を移動する構造としている。

［作用］ 上記構成によれば、第１、第２発明ではレーザ光を出力
する半導体レーザ光源を用いたため外形形状が大幅に小
型になるとともにレーザ光の楕円を矯正装置により矯正
し、がっ、集光装置により被検査体で所定のビームサイ
ズに集光し、さらに受光装置にコンデンサレンズを配設
したため受光面で均一性の高い光線が得られレーザ散乱
光量を効率良く受光出来るため精度の高い、鮮明な画像
が得られる。また受光装置にコンデンサレンズを配設し
たため受光面で均一性の高い光線が得られるとともに制
御装置により半導体レーザ光源の温度変化による変動が
少なくなり安定した半導体レーザ光源が得られる。

このため装置がコンパクト化して小口径トンネル等の検
査にも柔軟に対応出来る。また第３発明ではトンネル内
を定量的に連続して計測し。

変換手段によりアナログ信号をデジタル信号に変換する
とともに記録手段によりアナログ信３をデジタル信号に
変換しデータを記録、再生を行なっているため保存性が
良く経年変化の解析が精度よく、容易に行なえる。さら
に第４、第５発明では′ｊＪＬ輪を軌道に押し付けるバ
ネ等の抑圧装置により走行時のレールと車輪のスキマに
よる蛇行を防止することが出来るためレーザ走査位置の
変動によるデータの欠落またはオーバラップを防止する
ことができる。このために。

導水路、道路、下水道管、鉄道等に用いられるトンネル
の壁面に発生したクラック（ひび割れ）を正確に、容易
に検出し、保存し、小口径のトンネルにも使用出来るト
ンネルクラック検出装置が得られる。

［実施例］ 以下本発明を図に示す実施例について説明する。第１図
は本発明の１実施例を示すトンネルクラック検出袋；こ
の全体構成図である。第１図においで、１は導水路、道
路、下水道管、鉄道等に用いられるトンネル内２に布設
された軌道上３を滑動するように配設されたトンネルク
ラック検出装置である。トンネルクラック検出装置１に
はトンネル内の壁面に発生したクラック（ひび割れ）を
検出するため、壁面にレーザ光を発振するレーザ発振装
置１０と、！面のレーザ光を受光しクラックを検出する
受光装置３０と、トンネル内の計測に合わせクラックの
有無。

位置を記録するデータ処理装置６０が走行台車８０に搭
載されている。レーザ発振袋ｗ１０は第２１ｇＪ（第１
実施例）〜第４図（第３実施例）に示し、レーザ光を出
力する半導体レーザ光源１１と、レーザビームを真円化
するために平行光に変換し、かつ、直交する少なくても
一方向の成分を拡大、縮小する矯正装置１ｉ１２と、レ
ーザ光源から発信されたレーザ光の一部が光源に戻らな
いように戻り光を吸収する吸収装置１３と５ビーム光が
被検査体で所定のビームサイズに集光するためにレーザ
走査光軸上を移動する（Ｘ方向）ように配設された集光
装置１４と。

ビーム光を反射し被検査体に照射する反射装置１５より
構成されている。第１実施例、第２実施例では、半導体
レーザ光源１１はレーザダイオードｌｌａより、矯正装
置１２は楕円状に広がるビームを平行光に変換するコリ
メータレンズ１２ａとビームのパターンで直行する一方
向のみを縮小（第２図）又は拡大（第３図）する矯正プ
リズム１２ｂより、吸収袋！！１３はレーザダイオード
ｌｌａより射出されたビームが光学系を通過するときそ
の一部が反射してレーザダイオードｌｌａに逆戻りした
ときの特性低下を減少させるための戻り光を吸収する偏
光ビームスプリッタ１３ａと波長板１３ｂ　（λ／４板
）より、集光装置１４はレーザビームをトンネル２の被
検査体位ｉｉ　２　ａで所定サイズに集光する複数枚で
構成されたアクロマチイックレンズ等の集光レンズ１４
ａ　（第２図、第３図）、１４ｂ（第３図）、より１反
射装置１５はビーム光を反射するため反射ミラー１５ａ
を回転させる電動モータＬ５ｂよりなる各装置が配設さ
れ、ビーム光が被検査体位置２ａを照射している。

また、偏光ビームスプリッタ１３ａではレーザ走査位置
などを可視化するため反射プリズム１６を介して、可視
光半導体レーザ、小型可視光ガスレーザ等の可視光レー
ザ１７が光結合されている。第３実施例では第１実施例
の矯正装置１２のコリメータレンズ１２ａと矯正プリズ
ム１２ｂの間にスリット１８を設はビームの真円度を向
上させている。スリット１８を設はビームの真円度を向
上させている。また、レーザ発振袋Ｆ１１１０には第５
図、第６図に示すレーザ光を出力する半導体レーザ光源
１１に温度変化によるレーザ出力の変動を少なくするよ
うにコントロールする制御装置２０が設けられ、制御装
置ｉ！２０ではレーザダイオードｌｌａから出力された
レーザ光の一部をハーフミラ−２１を介して受光器２２
で受光し、増幅器２３で増幅し制御回路２４に入れ、制
御回路２４で出力設定器２５よりの設定値と受光器２２
で受光し、その出力値から算出した全体出力値とを比較
しその差が常に等しくなるように半導体レーザ光源１１
の駆動回路２６を駆動している。第６図では第５図に比
べ、制御回路２７に太陽電池２８を内蔵させ、受光した
レーザ光を光ファイバ２９で制御回路２７の太陽電池２
８に伝送し、これを電気信号源として使用している。

次に作動に、ついて説明する。第１実施例において、レ
ーザダイオードｌｌａから射出したビームはコリメータ
レンズ１２ａで平行光に変換され、あらかじめ倍率をｔ
Ａ整された矯正プリズム１２ｂでビームの直交する一方
向のみを縮小し、ビームスポットをほぼ真円に変換する
。このビームスポットは偏光ビームスプリッタ１３ａお
よびλ／４板１３ｂを透過して複数枚で構成された集光
レンズ１４ａにより所定サイズに集光され１反射ミラー
１５ａを介して被検査体位置２ａに照射される。なお、
各レンズおよびミラーは反射、吸収を最小とする誘電体
多層膜等の処理が行なわれているため効率良く照射され
る、第２実施例では、レーザダイオード１１ａから射出
したビームはコリメータレンズ１２ａで平行光に変換さ
れ、あらかじめ倍率を調整された矯正プリズム１２ｂで
ビームの直交する一方向のみを拡大し、ビームスポット
をほぼ真円に変換する。このビームスポットは複数枚で
構成された例えばビームエクスパンダ−等の集光レンズ
１４ｂにより縮小され、その後偏光ビームスプリッタ１
３ａおよびλ／４板１３ｂを透過して複数枚で構成され
た集光レンズ１４ａにより所定サイズに集光され１反射
ミラー１５ａを介して被検査体位置２ａに照射される。

なお、各レンズおよびミラーは第１実施例と同様に表面
処理が行なわれている。第３実施例では上記したように
第１実施例にスリット１８を設はビームの真円度を向上
させている。また、レーザ発振装置１０に第５図（Ａ）
、第５図（Ｂ）第６図（Ａ）、第６図（Ｂ）に示す制御
装置２０が設けられたためレーザ光を出力する半導体レ
ーザ光源１１に温度変化があっても受光器２２で受光し
、変動を少なくするように半導体レーザ光源１１の駆動
回路２６を駆動してコントロールするので安定したレー
ザ出力が得られる。

なお上記実施例では、矯正プリズムを用いたがシリンド
リカルレンズで構成したビームエクスパンダー等を使用
しても良い、またレーザ出力を安定するために半導体レ
ーザ光源１１にハーフミラ−とフォトダイオード等の受
光器を組み込んでいるが第１実施例〜第３実施例に示し
た光学系に分岐プリズムを組み込みその分岐されたレー
ザ出力を集光レンズと組合せた受光器で検出しても良い
。

第７図は受光器Ｗ１３０のセンシングセンサー部３０ａ
の一実施例を示し、ケース３１は一端はｉ３２で、他端
はレンズケース３３で、○リング３４．３５を介し密閉
され防水されている。

その内側にはフォトマルチプライヤ等のセンサを内蔵し
た受光センサ３６および増幅器３７が配設されている。

レンズケース３３の他端には○リング３８によりシール
された光学ガラス３９が係止され、ケース３１に固着さ
れている。

またレンズケース３３の内側にはフィッシュアイ等より
なる魚眼レンズ４０が受光センサ３６に固着され、魚眼
レンズ４０と受光センサ３６の間にはコンデンサレンズ
等からなる集光レンズ４１が配設されている。

上記、第７図の構成においてフォトマルチプライヤ等の
受光センサ３６は長波長側になると量子効率が低下する
ためデータ検出感度が低下する。このため、魚眼レンズ
４０と受光センサ３６の間に集光レンズ４１を配設した
ので、投影した像の明るさを最大としかつ受光面に均一
性の高い光線を照射されるため受光センサ３６が半導体
レーザの使用波長域をカバーすることができる。これに
より半導体レーザ光源１１によるトンネル２等の被検査
体からのレーザ散乱光量を効率よく受光できる。

第８図は第３発明のデータ処理ＪＪ装置６０のブロック
図である。データ処理装置６０は、トンネル２の内面の
クラックの大きさ１位置等の内面性状情報データをアナ
ログで記録・再生する１次記録装置６１と、１次記録装
置の再生により入力された距離信号・回転信号を読み取
りトリガ信号を作成し、かつＡ／Ｄ変換に必要なサンプ
ルクロック信号を所定分解能にあわせて作成するインタ
ーフェースＡ６２と、入力された画像信号に対してトリ
ガ信号をスタート位置としてサンプルクロックの周期に
よりデジタルに変換するＡ／Ｄ変換器６３からなる変換
手段１７０と、２次記録装置へのデータ入出力を所定フ
ォーマットに暴づいて行なうためのインタフェースＢ６
５と、デジタルデータを所定フォーマットでデジタルで
記録する２次記録装置６６から成る出力手段１８０と、
各構成機器の動作。

データの入出力等を制御するシステムコントローラ６７
からなる制御手段２００と、所定データ形式・容量で構
成されたデータを格納するメモリ６４と、デジタルデー
タを２次元の濃淡画像に表現し、必要な内面性状パラメ
ータを抽出・処理し、かつ所定の出力フォーマットサイ
ズにデータを圧縮処理するデータ処理プロセッサ６８と
、抽出・処理結果を出力装置に所定フォーマットに基づ
いて出力するためのインタフェースＣ６９と、抽出・処
理結果９表示尺度、スケールなど必要な内面性状情報デ
ータを所定フォーマットで記録する出力装置７０と、画
像データをモニタ表示するときにデジタルデータをアナ
ログデータに変換するＤ／Ａ変換器７１と、画像データ
の表示をするモニタ７２からなる出力手段１９０と、よ
り構成される。また１次記録装′ａ６１には受光センサ
、増幅器、信号処理回路にて処理した画像信号７３と、
波形整形回路、受光センサ等からの回転始端情報の回転
信号７４と、距離パルス発生器、距離信号処理回路等か
らの走行距離情報の距離信号７５とが入力されている。

上記構成において、以下にその動作を説明する。第９図
においてシステムコントローラ６７からパラメータを１
次記録装置に入力しくステップ１０１　）　、　１次記
録装置でデータを再生する（ステップ１０２　）　　再
生された計測データで距離信号と回転信号（レーザ走査
周期信号）はインタフェースＡへ１画像信号はＡ／Ｄ変
換器へ出力する。インタフェースＡでは入力された双方
の信号のタイミングを検出しトリガ信号を作成してＡ／
Ｄ変換器へ出力する。また画像信号の水平方向分解能に
対応した所定のサンプルクロックを作成しＡ／Ｄ変換器
へ出力する（ステップ＋０３）　　Ａ／Ｄ変換器はトリ
ガ信号の立ち下がる（または立ち上がり）を画像信号の
Ａ／Ｄ変換の始点としてサンプルクロック周期で画像信
号をデジタルデータに変換する（ステップ１０４）　　
デジタルデータは、トンネル等の所定延長距離における
１円周上データ（１ラインデータ）としてメモリの所定
アドレス位置に格納される（ステップ１０５）　　所定
データ数がメモリに格納されるとメモリからシステムコ
ントローラに正常にデータが格納されたことを知らせ。

システムコントローラはこれをカウントする。

Ａ／Ｄ変換器に次の位置を示すトリガ信号が入力される
と上記と同様の動作を繰り返す（ステップ１０６　）　
、上記動作を続行し所定サイズ（例えばトンネル延長距
離に対する所定ラインで１ラインはｌａ＋−に相当）の
デジタルデータがメモＪに格納し所定サイズ数とシステ
ムコントロールカウント数が一致すると、システムコン
トローラから１次記録装置にコントロール信号を出力す
る。１次記録装置はこれを受けて再生を停止し５次のデ
ータ変換に備えてその再生位置に記録テープを移動、調
整させて停止する（ステップ１０７）　　またメモリ内
のデータはインタフェースＢを介して２次記録装置に転
送し、２次記録装置では所定フォーマットでデジタル記
録する（ステップ１０８）　　各ラインの記録毎にシス
テムコントローラにコントロール信号を出力し、正常に
記録されていることを知らせる。システムコントローラ
はこの１３号をカウントする。

所定サイズのデータ記録が終了すると２次記録装置は停
止し、システムコントローラでは所定サイズ数とカウン
ト数を比較して全てデータが記録されたことを確認する
（ステップ］０９）第１０図ではデータ変換に対する各
信号のタイミングチャートを示し、第１１図では２次記
録装置にデータ記録したときの記録フォーマットを示す
、システムコントローラからコントロール信号をメモリ
へ出力し、メモリはデータ処理プロセッサに格納データ
を順次データ処理プロセッサに転送する（ステップ＋１
０　）　　データ処理プロセッサでは原画データ（デジ
タルデータ）に対して所定の抽出処理を行なう（ステッ
プｌｌ１）、第１２図は出力装置を静電プロッタとした
ときのこの処理のフローを示したものである。

所定の濃淡階調をもつ原画データ（ステップ１５１）に
対して内面性状情報（ステップ１５２）をもとに性状パ
ラメータ（例えばクラック等）の濃淡解析等を行ない、
原画データの２値化に対してコントラスト強調範囲を設
定する（パラメータ抽出処理、ステップ１５３）　　次
に５ｇ画データを所定の手法（例えばデイザ法）により
２値化処理および上記設定した範囲をコントラスト強調
処理する（ステップ１５４）　　さらに処理結果を所定
フォーマットに出力するためにデータ圧縮（例えば、間
引き処理）を行なうが、これにあたり処理した性状パラ
メータがつぶれないよう所定サンプル方法によってデー
タ圧縮を行なう（ステップ１５５　）−処理が終了する
（ステップ１５６）とデータ処理プロセッサからシステ
ムコントローラにコントロール信号を出力し。

処理が終了したことを知らせる。システムコントローラ
はデータ処理プロセッサにコントローラ信号を出力し、
データ処理プロセッサは処理データをインタフェースＣ
に転送する。インタフェースＣはアドレス設定等を行な
いながら順次データを所定フォーマットで出力装置に転
送し、出力装置は処理データを順次所定フォーマットに
記録する（ステップ１１２　）　、第１３図は出力装置
に記録した出力例を示したものである。

また前回の検査データ（例えば１部面に検査したときの
データ）と比較する場合は処理を選択しくステップ１０
０　）　、そのときのデジタル記録テープを２次記録装
置で再生しくステップ目５）メモリに格納しくステップ
１１８　）　、所定サイズのデ〜り記録が終了後（ステ
ップ１１７）データ処理プロセッサによりアナログデー
タ処理と同様に（ステップ１１０〜１１２　）比較処理
することにより行なえる（ステップ１１８〜１１９）　
　さらに、特定の部分を詳細にみる場合は第１３図の中
から上記のデータ圧縮パラメータ、データ出力位置を指
定することにより行なえる。第１４図はこの出力データ
の拡大した一例を示したものである第１５図は第４発明
の第１実施例で第１図のＡ　−Ａ断面を示し、軌道３に
載せられた走行台車８０を転動させる車輪８１ａ、８１
ｂが車軸８２に回動可能に挿入され、車軸８２には車輪
８１ａ、８１ｂのほぼ中央の位置にブツシュ８３、ベア
リング８４を介して走行台車８０がａ置されている。ま
た車軸の一方には車輪８１ａが軸方向に摺動するスキマ
を有してワッシャ８６で係止され、他方の車輪８１ｂの
一端には車軸８２に固定されたワッシャ８７とバネ等の
弾性体８８と車輪８１ｂに当接されたワッシャ８９が設
けられて車輪８１ｂを軌道に押し付け、かつ車輪８１ｂ
の他端にはワッシャ９０と軌道ゲージの７Ａ整代（寸法
Ｌ）を有してロックナツト９１が車軸８２に係止されて
いる。

上記構成において次に動作について説明する。

走行する走行ゲージに合わせて車＠８２に設けられた車
輪８１ｂ（例えば四輪車の場合は二個所）を弾性体８８
に抗してロックナツト９１により締め軌道３に載せる。

走行台車８０に孜せた後、ロックナツト９１をゆるめて
弾性力で車輪８１ｂの内側Ｐと車＠８１ａの内側Ｑとで
軌道３に接触させる。これにより走行台車８０は常に軌
道３の内側に沿って走行することになり、軌道間の幅の
差の変動にも柔軟に対応出来るとともに蛇行がなくなる
。また走行台車の前の車軸（又は、後の車軸）にブツシ
ュ８３．ベアリング８４を設は回動可能にしたため軌道
間の段差にも柔軟に対応出来る。

第１６図は第４発明の第２実施例で第１図と同様の断面
を示し、第１５図の第１実施例に対して、車輪８１ａ、
８１ｂのほぼ中央の位置の台車９２の上にシャフト９３
を固着させ、シャフト９３には挿入されたブツシュ９４
およびベアリング９５を介して走行台車９６がａ置され
ている。

上記のごとく構成されているから、第１実施例に比べて
、更に軌道がカーブ（トンネルの曲率半径に沿って軌道
が曲がっている場合）していてもブツシュ９４とベアリ
ング９５の所で回動するため走行台車９６が軌道のカー
ブに対して柔軟に対応出来て蛇行がなくなる　また、走
行する走行ゲージが異なる場合は走行ゲージに合わせて
調整代（寸法Ｌ＝０）をなくして車軸８２に設けられた
車輪８１ｂのロックナツト９１を係止し、軌道３に載せ
る。

上記構成において、バネ等の弾性体を片側の車輪に設は
軌道に押し付けているが、両側の車輪に設けても良い、
また上記発明はそれぞれ単独に用いても良いことは云う
までもない。

［発明の効果］ 以上説明したように１本発明によればトンネルクラック
検出装置にレーザ光を出力する半導体レーザ光源を用い
たので冷却が不要となるなど外形形状が大幅に小型（水
冷式ガスレーザのレーザ走査系に比べ、対体積比で約１
／１００以下となる）になるとともにレーザ走査系に比
べ消′ｌｔ電力も少なく（約１／１０以下）なる。

またレーザ光の楕円を矯正装置により矯正したため第１
７図のごとくビーム真円度が向上し。

かつ、集光装置により被検査体で所定のビームサイズに
集光したので第１８図のごとくレーザビーム半価幅も向
上する。さらに、受光装置にコンデンサレンズを配設し
たので受光面で均一性の高い光線が得られるとともに制
御装置により半導体レーザ光源の温度変化による変動が
少なくなり第１９図のととくのレーザパワー変動率の少
ない安定した半導体レーザ光源が得られる。また、トン
ネル内を定量的に連続して計測し２デジタル信号に変換
しデータを記録、再生を行なっているため保存性が良く
経年変化の解析が精度よく、容易に行なうことが出来る
。さらに車輪を軌道にバネ等の弾性体で押し付けるため
蛇行がなくなりレーザ走査位置の変動によるデータの欠
落またはオーバラップを防止することができる。このた
めに、装置が小型化し。

導水路、道路、下水道管、鉄道等に用いられるトンネル
の壁面に発生したクラック（ひび割れ）を第２０＠　（
Ａ）のごと〈従来例の第２０図（Ｂ）に比べて正確に、
容易に検出し、保存し。

小口径のトンネルにも使用出来るトンネルクラック検出
装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示すトンネルクラック検出
装置の全体構成図。 第２図〜第４図は第１実施例〜第３実施例を示すレーザ
発振装置の概念図。 第５図、第６図はレーザ出力の制御装置のブロック図。 第７図は受光装置のセンシングセンサ一部の断面図。 第８図はデータ処理装置のブロック図。 第９図はデータ処理のフローチャート図。 第１０図はデータ変換に対する各信号のタイミングチャ
ート図。 第１１図は記録フォーマット図。 第１２図は出力装置を静なブａツタとしたときの処理の
フローの１例を示す図。 第１３図は出力装置に記録した出力の１例を示す図。 第１４図は出力データの拡大図の１例を示す図。 第１５図、第１６図は走行台車の第１図のＡ−Ａ断面図
。 第１７図は本発明のビームの真円度を示す図。 第１８図は本発明のレーザビームの半価幅を示す図。 第１９図は本発明のレーザパワーの変動率を示す図。 第２０図（Ａ）（Ｂ）は本発明と従来の計測したクラッ
クを示す図。 １−・・・−トンネルクラック検出装置２−・−・・ト
ンネル ３−・・・−・・軌道 １０・−・・・−・レーザ発振装置 １１・−・−・半導体レーザ光源 １２−・・・−・矯正装置 １３−・・−吸収袋ｇ（６０・・・−・−データ処理装
置１４・−・−集光装置　　８０−・−・走行台車１５
・−・反射袋ｆｉ　　　１７０・−・・−・変換手段２
０−・・−・制御装置　　１８０−＝−・出力手段３０
−一受光装置　　１９０　・−・−・記録手段３６−・
・・−受光センサ　２００・−・−・制御手段４０　・
−＝−魚眼レンズ 出願人　　　　撒式会社小松製作所 １へ 第６図（八） 柔６図（１３） 第１０図 ＷＩＨ図 第１６図 （ｍ） 第１３図 （％） （ｍｍ） 第１８図 冒コ０コ浄シ（内容に変更なし） （Ａ’１ 第２０図 手続補正書 （方式） 昭和６３年ノ／月」３日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、トンネル内の壁面に発生したクラック（ひび割れ）
   をレーザ光を用い検出するトンネルクラック検出装置に
   おいて、レーザ光を出力する半導体レーザ光源と、レー
   ザビームを真円化するために平行光に変換し、かつ、直
   交する少なくても一方向の成分を拡大、縮小する矯正装
   置と、レーザ光源から発信されたレーザ光の一部が光源
   に戻らないように戻り光を吸収する吸収装置と、ビーム
   光が被検査体で所定のビームサイズに集光するためにレ
   ーザ走査光軸上を移動するように配設された集光装置と
   、受光面で均一性の高い光線を得るために魚眼レンズと
   受光センサとの間にコンデンサレンズ等からなる集光レ
   ンズを配設した受光装置と、より成るトンネルクラック
   検出装置。 ２、レーザ光を出力する半導体レーザ光源に温度変化に
   よる変動を少なくするようにコントロールする制御装置
   を取り付けた請求項１記載のトンネルクラック検出装置
   。 ３、トンネル内の壁面に発生したクラック（ひび割れ）
   を検出するため、壁面にレーザ光を発振するレーザ発振
   装置と、壁面のレーザ光を受光しクラックを検出する受
   光装置と、トンネル内の計測に合わせクラックの有無、
   位置を記録するデータ処理装置とを有するトンネルクラ
   ック検出装置において、受光したアナログ信号を読み取
   りトリガ信号を作成し、かつこのタイミングをもとにア
   ナログ信号をデジタル信号に変換する変換手段と、デジ
   タル信号を画像化しトンネルのクラック、スケール等の
   評価パラメータを抽出、処理し、出力する出力手段と、
   アナログ信号をデジタル信号に変換したデータを記録、
   再生を行なう記録手段と、上記の記録装置、変換手段、
   出力手段、および記録手段への入出力を制御する制御手
   段と、より成るトンネルクラック検出装置。 ４、トンネル内の壁面に発生したクラック（ひび割れ）
   を検出するために、壁面にレーザ光を発振するレーザ発
   振装置と、壁面のレーザ光を受光しクラックを検出する
   受光装置とを、少なくとも搭載したトンネル内の軌道を
   走行する走行台車とよりなるトンネルクラック検出装置
   において、走行時の蛇行を防止するため車輪を軌道に押
   し付けるバネ等の押圧装置を有することを特徴とするト
   ンネルクラック検出装置。 ５、車輪を軌道に押し付けるととも軌道ゲージが異なる
   軌道でも走行が出来るように、すくなくても一方の車輪
   を移動する構造を有する請求項４記載のトンネルクラッ
   ク検出装置。