JPH09251005A - 岩石、防護壁、岩盤などの異常監視システム及び挿入型トランスデューサ - Google Patents
岩石、防護壁、岩盤などの異常監視システム及び挿入型トランスデューサInfo
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- JPH09251005A JPH09251005A JP8057821A JP5782196A JPH09251005A JP H09251005 A JPH09251005 A JP H09251005A JP 8057821 A JP8057821 A JP 8057821A JP 5782196 A JP5782196 A JP 5782196A JP H09251005 A JPH09251005 A JP H09251005A
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- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/12—Analysing solids by measuring frequency or resonance of acoustic waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
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- G01N2291/044—Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】鉄道、道路などを落石、崖崩れの災害から守る
ために、異常発生の監視、予防保全のための調査、監視
を天候等に左右されることなく常時行うことにより、異
常発生初期段階の亀裂等を検出し災害の危険を回避する
ことである。 【解決手段】岩石等の被対象物の内部に超音波を発生す
る送波器及び超音波を受信する受波器を埋め込み、この
送信器から送信した超音波が被対象物の内部を伝搬し、
被対象物の表面及び内部亀裂等からの反射を受波器で受
信する。この受信信号を初期設置時に測定しデータベー
ス化しておき、任意の測定時(連続でも可)の受信信号
とデータベースとの差違を検出することにより、被対象
物の亀裂発生等の異常を監視する。
ために、異常発生の監視、予防保全のための調査、監視
を天候等に左右されることなく常時行うことにより、異
常発生初期段階の亀裂等を検出し災害の危険を回避する
ことである。 【解決手段】岩石等の被対象物の内部に超音波を発生す
る送波器及び超音波を受信する受波器を埋め込み、この
送信器から送信した超音波が被対象物の内部を伝搬し、
被対象物の表面及び内部亀裂等からの反射を受波器で受
信する。この受信信号を初期設置時に測定しデータベー
ス化しておき、任意の測定時(連続でも可)の受信信号
とデータベースとの差違を検出することにより、被対象
物の亀裂発生等の異常を監視する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、落石、崖崩れなど
を、監視、予知する、予防保全技術分野に関し、検知技
術は、超音波利用技術分野に関する。さらにデータ情報
処理技術、データ伝送技術分野に関する。
を、監視、予知する、予防保全技術分野に関し、検知技
術は、超音波利用技術分野に関する。さらにデータ情報
処理技術、データ伝送技術分野に関する。
【0002】
【従来の技術】鉄道、道路等を落石、崖崩れから守るた
めにおこなわれる予防保全のための監視は、従来から外
観検査による方法が主体である。この公知例として、特
開昭56−157862(自然災害検出装置)があり、
これは、災害発生に恐れのある場所を離れた場所から光
学系で監視し、直線縞状光電素子の出力信号として落
石、崖崩れ等を検出するものである。
めにおこなわれる予防保全のための監視は、従来から外
観検査による方法が主体である。この公知例として、特
開昭56−157862(自然災害検出装置)があり、
これは、災害発生に恐れのある場所を離れた場所から光
学系で監視し、直線縞状光電素子の出力信号として落
石、崖崩れ等を検出するものである。
【0003】また、別の公知例である特開平03−21
1700(崖崩れ自動監視装置)は、テレビジョンカメ
ラその他の画像処理装置を用いて自動的に崖崩れを検出
し、遠隔地にある中央装置に警報信号及び画像データを
送信することにより、現地に人間が行かなくても24時
間監視可能とするものである。
1700(崖崩れ自動監視装置)は、テレビジョンカメ
ラその他の画像処理装置を用いて自動的に崖崩れを検出
し、遠隔地にある中央装置に警報信号及び画像データを
送信することにより、現地に人間が行かなくても24時
間監視可能とするものである。
【0004】また、ワイヤを張り、このワイヤの張力を
監視し異常発生を検知する方法もある。
監視し異常発生を検知する方法もある。
【0005】特公昭51−26722(袋体による落石
事故発生予知装置)では、袋体に落石が衝突した際に生
ずる袋体の内圧変化を利用して落石や土砂崩れなどの発
生を予知する技術である。
事故発生予知装置)では、袋体に落石が衝突した際に生
ずる袋体の内圧変化を利用して落石や土砂崩れなどの発
生を予知する技術である。
【0006】これらの公知例はいずれも、落石、崖崩れ
の予知を行うと言うよりも、その異常が発生した初期段
階の比較的大きな変化を感知するものであり、往々にし
て、予防が間に合わない恐れがある。即ち、微小な変化
を監視し、感知することが不可能である。
の予知を行うと言うよりも、その異常が発生した初期段
階の比較的大きな変化を感知するものであり、往々にし
て、予防が間に合わない恐れがある。即ち、微小な変化
を監視し、感知することが不可能である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】鉄道、道路などを落
石、崖崩れの災害から守るために、異常発生の監視、予
防保全のための調査、監視を行うことは非常に重要であ
る。これは、鉄道、道路のみに留まらず、その他一般の
危険地区に対しても同様である。本発明が解決しようと
する課題は、これら異常発生初期段階の亀裂を天候、特
に降雨、降雪、霧、温度、湿度、気圧などに左右される
こと無く常時検出をすることであり、これにより大災害
の危険を回避することである。
石、崖崩れの災害から守るために、異常発生の監視、予
防保全のための調査、監視を行うことは非常に重要であ
る。これは、鉄道、道路のみに留まらず、その他一般の
危険地区に対しても同様である。本発明が解決しようと
する課題は、これら異常発生初期段階の亀裂を天候、特
に降雨、降雪、霧、温度、湿度、気圧などに左右される
こと無く常時検出をすることであり、これにより大災害
の危険を回避することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1は、被対象物の
内部に超音波を発生する送波器及び超音波を受信する受
波器を埋め込み、この送信器から送信した超音波が被対
象物の内部を伝搬し、被対象物の表面及び内部亀裂等か
らの反射を受波器で受信する。この受信信号を初期設置
時に測定しデータベース化しておき、任意の測定時(連
続でも可)の受信信号とデータベースとの差違を検出す
ることにより、被対象物の亀裂発生等の変化を監視す
る。
内部に超音波を発生する送波器及び超音波を受信する受
波器を埋め込み、この送信器から送信した超音波が被対
象物の内部を伝搬し、被対象物の表面及び内部亀裂等か
らの反射を受波器で受信する。この受信信号を初期設置
時に測定しデータベース化しておき、任意の測定時(連
続でも可)の受信信号とデータベースとの差違を検出す
ることにより、被対象物の亀裂発生等の変化を監視す
る。
【0009】請求項2は、被対象物の内部に超音波を発
生する送波器及び超音波を受信する受波器を複数個埋め
込み、これらの送信器から送信した超音波が被対象物の
内部を伝搬し、被対象物の表面及び内部亀裂等からの反
射を複数の受波器で受信する。この受信信号をホログラ
フ処理等を行うことにより、被対象物の内部構造を表示
させる。これを任意の時期に測定し(連続でも可)内部
構造の変化を検出することにより、被対象物の亀裂発生
等の変化を監視する。
生する送波器及び超音波を受信する受波器を複数個埋め
込み、これらの送信器から送信した超音波が被対象物の
内部を伝搬し、被対象物の表面及び内部亀裂等からの反
射を複数の受波器で受信する。この受信信号をホログラ
フ処理等を行うことにより、被対象物の内部構造を表示
させる。これを任意の時期に測定し(連続でも可)内部
構造の変化を検出することにより、被対象物の亀裂発生
等の変化を監視する。
【0010】請求項3は、被対象物の内部に超音波を受
信する受波器を埋め込み、この受波器で被対象物の超音
波信号を受信する。この受信信号をフィルタ処理、音圧
レベル分析及び周波数分析等の信号処理を行うことによ
り、被対象物での亀裂発生音を検出し、被対象物の亀裂
発生等の変化を監視する。
信する受波器を埋め込み、この受波器で被対象物の超音
波信号を受信する。この受信信号をフィルタ処理、音圧
レベル分析及び周波数分析等の信号処理を行うことによ
り、被対象物での亀裂発生音を検出し、被対象物の亀裂
発生等の変化を監視する。
【0011】請求項4は、被対象物の内部に超音波を受
信する受波器を複数個埋め込み、この受波器で被対象物
の超音波信号を受信する。これら複数の受信信号をビー
ムフォーミング処理、フィルタ処理、音圧レベル分析及
び周波数分析等の信号処理を行うことにより、被対象物
での亀裂発生音の検出及び亀裂発生箇所の特定を行い、
被対象物の亀裂発生等の変化を監視する。
信する受波器を複数個埋め込み、この受波器で被対象物
の超音波信号を受信する。これら複数の受信信号をビー
ムフォーミング処理、フィルタ処理、音圧レベル分析及
び周波数分析等の信号処理を行うことにより、被対象物
での亀裂発生音の検出及び亀裂発生箇所の特定を行い、
被対象物の亀裂発生等の変化を監視する。
【0012】請求項5は、請求項1から4の検出信号を
遠隔地にある監視所に伝送し、検出信号を監視所内でデ
ータベース化し、過去のデータと最新のデータをデータ
ベース及び信号処理により相関等を行い、経年変化を継
続的に監視する事により、被対象物の亀裂発生等の変化
を監視する。
遠隔地にある監視所に伝送し、検出信号を監視所内でデ
ータベース化し、過去のデータと最新のデータをデータ
ベース及び信号処理により相関等を行い、経年変化を継
続的に監視する事により、被対象物の亀裂発生等の変化
を監視する。
【0013】請求項6は、請求項1または2において、
被対象物の伝搬特性及び信号処理利得が最適となる周波
数を選定することにより、被対象物の亀裂発生等の変化
を高感度で監視する。
被対象物の伝搬特性及び信号処理利得が最適となる周波
数を選定することにより、被対象物の亀裂発生等の変化
を高感度で監視する。
【0014】請求項7は、請求項3または4において、
被対象物の伝搬特性及び信号処理利得が最適となる周波
数を選定することにより、被対象物の亀裂発生等の変化
を高感度で監視する。
被対象物の伝搬特性及び信号処理利得が最適となる周波
数を選定することにより、被対象物の亀裂発生等の変化
を高感度で監視する。
【0015】請求項8は、請求項1、2、5において、
過去の複数の信号を累加することにより、雑音成分を抑
圧し、精度の高い相関を得る。
過去の複数の信号を累加することにより、雑音成分を抑
圧し、精度の高い相関を得る。
【0016】請求項9、10は、請求項1、2、3、4
のトランスデューサを音響的に被対象物と密着させるこ
とにより超音波信号を検出する。
のトランスデューサを音響的に被対象物と密着させるこ
とにより超音波信号を検出する。
【0017】請求項1、2の送波器は被対象物に開けた
穴の中に埋め込み被対象物との振動伝達の密着を保つよ
うに固定し、超音波振動を発生させる。
穴の中に埋め込み被対象物との振動伝達の密着を保つよ
うに固定し、超音波振動を発生させる。
【0018】請求項1、2の受波器は被対象物に開けた
穴の中に埋め込み被対象物との振動伝達の密着を保つよ
うに固定し、超音波振動を受信する。
穴の中に埋め込み被対象物との振動伝達の密着を保つよ
うに固定し、超音波振動を受信する。
【0019】請求項1の受信信号の変化検出は、過去の
受信信号と現在の受信信号を相関等により比較し、信号
の時間的変化を検出する。
受信信号と現在の受信信号を相関等により比較し、信号
の時間的変化を検出する。
【0020】請求項2の像再生処理は、複数の送信信号
及び複数の受信信号を処理することにより、開口合成、
ビーム合成またはホログラフィ法等の公知構成により被
対象物の内部構造を表示する。この表示は立体的にする
ことも可能である。
及び複数の受信信号を処理することにより、開口合成、
ビーム合成またはホログラフィ法等の公知構成により被
対象物の内部構造を表示する。この表示は立体的にする
ことも可能である。
【0021】請求項3、4の受波器は被対象物に開けた
穴の中に埋め込み被対象物との振動伝達の密着を保つよ
うに固定し、超音波振動を受信する。
穴の中に埋め込み被対象物との振動伝達の密着を保つよ
うに固定し、超音波振動を受信する。
【0022】請求項3、4の亀裂音の検出は、被対象物
に亀裂が発生した時の瞬時音を検出する。ただし、付近
を電車通過した音等は異常として検出しないようなフィ
ルタリング処理を行うものとする。
に亀裂が発生した時の瞬時音を検出する。ただし、付近
を電車通過した音等は異常として検出しないようなフィ
ルタリング処理を行うものとする。
【0023】請求項5のデータの伝送は、検出した音を
無線、有線等の伝送路を経由して監視所に送ると共に、
監視所からの制御命令を請求項1〜4のシステムに送
る。
無線、有線等の伝送路を経由して監視所に送ると共に、
監視所からの制御命令を請求項1〜4のシステムに送
る。
【0024】請求項5のデータベースは、検出した信号
を時系列的に管理し、その経年変化を継続的に監視す
る。
を時系列的に管理し、その経年変化を継続的に監視す
る。
【0025】請求項6、7の超音波周波数は、被対象物
の伝搬特性及び信号処理利得が最適となる周波数を選定
することにより、総合的に高感度化となる。
の伝搬特性及び信号処理利得が最適となる周波数を選定
することにより、総合的に高感度化となる。
【0026】請求項8の累加は、過去の複数の信号を利
用して累加することにより、雑音成分を抑圧する。
用して累加することにより、雑音成分を抑圧する。
【0027】請求項9、10のトランスデューサ固定方
法は、トランスデューサを機械的及び音響的に被対象物
と密着させる。
法は、トランスデューサを機械的及び音響的に被対象物
と密着させる。
【0028】
【発明の実施の形態】請求項1と請求項6を組み合わせ
た実施例を図1に示す。本実施例では、岩石に円筒状の
穴を開け、穴の奥に送受波器(送波器と受波器の両方の
機能を持つセンサ)を固定した岩石、防護壁、岩盤など
の異常監視システムを示す。なお、岩石に開けた穴は、
周囲の環境に応じて入り口を塞ぐか、補填物を流し込む
かの処置を行う。送信器101で、1kHz〜1MHz
の超音波送信信号102を発生させ、送信信号ケーブル
103をとおして送受波器104で送信信号を送信超音
波振動に変換し岩石内部を伝搬させる。伝搬した超音波
振動は、岩石の表面及び亀裂等により反響し、岩石固有
の受信超音波振動として送受波器104に戻ってくる。
送受波器104は受信超音波振動を受信信号105に変
換し、受信ケーブル106をとおして受信器107に受
信される。ここで、受信信号105は岩石内部又は外部
に亀裂等の変化が無い限りは固有の波形となるため、初
期設置時に相関波形として、相関器108に記憶させて
おく。また、温度湿度センサ111により岩石内部の温
度湿度を計測し、音速補正処理器112により、受信信
号105を補正する。相関器108は、最新の受信信号
105を音速補正処理器112で補正した後、相関波形
との相関を取り、その相関値が、岩石の大きさ、形状、
材質等により定められた判定基準と比較し、基準値を越
えた場合には岩石に亀裂発生等の非常事態が発生したこ
とを検知し、表示器109に表示すると共に、警報信号
110を発生する。これにより亀裂発生等を監視するこ
とができる。なお、相関器108は、相関処理に替わり
差分検出でも代用することができる。
た実施例を図1に示す。本実施例では、岩石に円筒状の
穴を開け、穴の奥に送受波器(送波器と受波器の両方の
機能を持つセンサ)を固定した岩石、防護壁、岩盤など
の異常監視システムを示す。なお、岩石に開けた穴は、
周囲の環境に応じて入り口を塞ぐか、補填物を流し込む
かの処置を行う。送信器101で、1kHz〜1MHz
の超音波送信信号102を発生させ、送信信号ケーブル
103をとおして送受波器104で送信信号を送信超音
波振動に変換し岩石内部を伝搬させる。伝搬した超音波
振動は、岩石の表面及び亀裂等により反響し、岩石固有
の受信超音波振動として送受波器104に戻ってくる。
送受波器104は受信超音波振動を受信信号105に変
換し、受信ケーブル106をとおして受信器107に受
信される。ここで、受信信号105は岩石内部又は外部
に亀裂等の変化が無い限りは固有の波形となるため、初
期設置時に相関波形として、相関器108に記憶させて
おく。また、温度湿度センサ111により岩石内部の温
度湿度を計測し、音速補正処理器112により、受信信
号105を補正する。相関器108は、最新の受信信号
105を音速補正処理器112で補正した後、相関波形
との相関を取り、その相関値が、岩石の大きさ、形状、
材質等により定められた判定基準と比較し、基準値を越
えた場合には岩石に亀裂発生等の非常事態が発生したこ
とを検知し、表示器109に表示すると共に、警報信号
110を発生する。これにより亀裂発生等を監視するこ
とができる。なお、相関器108は、相関処理に替わり
差分検出でも代用することができる。
【0029】また、請求項1の応用例を図7に示す。本
実施例では、岩石に円筒状の穴を開け、穴の奥に送波器
を固定し、岩石の周辺に受波器を固定した岩石、防護
壁、岩盤などの異常監視システムを示す。なお、岩石に
開けた穴は、周囲の環境に応じて入り口を塞ぐか、補填
物を流し込むかの処置を行う。送信器701で、1kH
z〜1MHzの超音波送信信号702を発生させ、送信
信号ケーブル703をとおして送波器704で送信信号
を送信超音波振動に変換し岩石内部を伝搬させる。伝搬
した超音波振動は、岩石の内部を伝達し、岩石固有の受
信超音波振動として受波器705、706、707に到
達する。受波器705、706、707は受信超音波振
動を受信信号708、709、710に変換し、受信ケ
ーブル711、712、713とおして受信器714に
受信される。ここで、受信信号708、709、710
岩石内部又は外部に亀裂等の変化が無い限りは固有の波
形となるため、初期設置時に相関波形として、相関器7
15に記憶させておく。また、温度湿度センサ718に
より岩石内部の温度湿度を計測し、音速補正処理器71
9により、受信信号708、709、710を補正す
る。相関器715は、最新の受信信号708、709、
710を音速補正処理器719で補正した後、相関波形
との相関を取り、その相関値が、岩石の大きさ、形状、
材質等により定められた判定基準と比較し、基準値を越
えた場合には岩石に亀裂発生等の非常事態が発生したこ
とを検知し、表示器716に表示すると共に、警報信号
717を発生する。これにより亀裂発生等を監視するこ
とができる。なお、相関器715は、相関処理に替わり
差分検出でも代用することができる。
実施例では、岩石に円筒状の穴を開け、穴の奥に送波器
を固定し、岩石の周辺に受波器を固定した岩石、防護
壁、岩盤などの異常監視システムを示す。なお、岩石に
開けた穴は、周囲の環境に応じて入り口を塞ぐか、補填
物を流し込むかの処置を行う。送信器701で、1kH
z〜1MHzの超音波送信信号702を発生させ、送信
信号ケーブル703をとおして送波器704で送信信号
を送信超音波振動に変換し岩石内部を伝搬させる。伝搬
した超音波振動は、岩石の内部を伝達し、岩石固有の受
信超音波振動として受波器705、706、707に到
達する。受波器705、706、707は受信超音波振
動を受信信号708、709、710に変換し、受信ケ
ーブル711、712、713とおして受信器714に
受信される。ここで、受信信号708、709、710
岩石内部又は外部に亀裂等の変化が無い限りは固有の波
形となるため、初期設置時に相関波形として、相関器7
15に記憶させておく。また、温度湿度センサ718に
より岩石内部の温度湿度を計測し、音速補正処理器71
9により、受信信号708、709、710を補正す
る。相関器715は、最新の受信信号708、709、
710を音速補正処理器719で補正した後、相関波形
との相関を取り、その相関値が、岩石の大きさ、形状、
材質等により定められた判定基準と比較し、基準値を越
えた場合には岩石に亀裂発生等の非常事態が発生したこ
とを検知し、表示器716に表示すると共に、警報信号
717を発生する。これにより亀裂発生等を監視するこ
とができる。なお、相関器715は、相関処理に替わり
差分検出でも代用することができる。
【0030】請求項2と請求項6を組み合わせた実施例
を図2に示す。本実施例では、岩石に円筒状の穴を3個
開け、それぞれの穴の奥に送受波器(送波器と受波器の
両方の機能を持つセンサ)を固定した岩石、防護壁、岩
盤などの異常監視システムを示す。なお、岩石に開けた
穴は、周囲の環境に応じて入り口を塞ぐか、補填物を流
し込むかの処置を行う。送信器201で、1kHz〜1
MHzの超音波送信信号202、203、204を発生
させ、送信信号ケーブル205、206、207をとお
して送受波器208、209、210(直線的に並ばな
いように配置する)で送信信号を送信超音波振動に変換
し岩石内部を伝搬させる。伝搬した超音波振動は、岩石
の表面及び亀裂等により反響し、岩石固有の受信超音波
振動として送受波器208、209、210に戻ってく
る。送受波器208、209、210は受信超音波振動
を受信信号211、212、213に変換し、受信ケー
ブル214、215、216をとおして受信器217に
受信される。また、温度湿度センサ222により岩石内
部の温度湿度を計測し、音速補正処理器223により、
受信信号211、212、213を補正する。ここで、
補正した受信信号211、212、213は送信信号2
02、203、204の波形及び送受波器208、20
9、210の位置関係により像再生処理器218で岩石
の形状及び内部構造を画像データ化する。画像データは
表示器219で物体内部画像として表示し、オペレータ
により亀裂発生等を監視することができる。ここで、物
体内部画像は岩石内部又は外部に亀裂等の変化が無い限
りは固有のデータとなるため、初期設置時に相関データ
として、相関器220に記憶させておく。相関器220
は、相関データと最新の画像データの相関を取り、その
相関値が、岩石の大きさ、形状、材質等により定めた判
定基準と比較し、基準値を越えた場合には岩石に亀裂発
生等の非常事態が発生したことを検知し、警報信号22
1を発生する。これにより亀裂発生等を監視することが
できる。なお、相関器220は、相関処理に替わり差分
検出でも代用することができる。
を図2に示す。本実施例では、岩石に円筒状の穴を3個
開け、それぞれの穴の奥に送受波器(送波器と受波器の
両方の機能を持つセンサ)を固定した岩石、防護壁、岩
盤などの異常監視システムを示す。なお、岩石に開けた
穴は、周囲の環境に応じて入り口を塞ぐか、補填物を流
し込むかの処置を行う。送信器201で、1kHz〜1
MHzの超音波送信信号202、203、204を発生
させ、送信信号ケーブル205、206、207をとお
して送受波器208、209、210(直線的に並ばな
いように配置する)で送信信号を送信超音波振動に変換
し岩石内部を伝搬させる。伝搬した超音波振動は、岩石
の表面及び亀裂等により反響し、岩石固有の受信超音波
振動として送受波器208、209、210に戻ってく
る。送受波器208、209、210は受信超音波振動
を受信信号211、212、213に変換し、受信ケー
ブル214、215、216をとおして受信器217に
受信される。また、温度湿度センサ222により岩石内
部の温度湿度を計測し、音速補正処理器223により、
受信信号211、212、213を補正する。ここで、
補正した受信信号211、212、213は送信信号2
02、203、204の波形及び送受波器208、20
9、210の位置関係により像再生処理器218で岩石
の形状及び内部構造を画像データ化する。画像データは
表示器219で物体内部画像として表示し、オペレータ
により亀裂発生等を監視することができる。ここで、物
体内部画像は岩石内部又は外部に亀裂等の変化が無い限
りは固有のデータとなるため、初期設置時に相関データ
として、相関器220に記憶させておく。相関器220
は、相関データと最新の画像データの相関を取り、その
相関値が、岩石の大きさ、形状、材質等により定めた判
定基準と比較し、基準値を越えた場合には岩石に亀裂発
生等の非常事態が発生したことを検知し、警報信号22
1を発生する。これにより亀裂発生等を監視することが
できる。なお、相関器220は、相関処理に替わり差分
検出でも代用することができる。
【0031】請求項3と請求項7を組み合わせた実施例
を図3に示す。本実施例では、岩石に円筒状の穴を明
け、穴の奥に受波器を固定した岩石、防護壁、岩盤など
の異常監視システムを示す。なお、岩石に開けた穴は、
周囲の環境に応じて入り口を塞ぐか、補填物を流し込む
かの処置を行う。岩石に亀裂等が発生した時に発生する
亀裂音は超音波振動となり、岩石内部を伝搬する。これ
を、受波器301で受信し、受信信号302に変換し、
受信ケーブル303をとおして受信器304に受信され
る。これをフィルタ305で1kHz以下の低周波成分
を強調し、亀裂音以外の音を除去し、亀裂音検出器30
6で亀裂音を検出する。その亀裂音が、岩石の大きさ、
形状、材質等により定めた判定基準と比較し、基準値を
越えた場合には亀裂発生等の非常事態が発生したことを
検知し、警報信号307を発生する。これにより亀裂発
生等を監視することができる。また、フィルタ305の
特性を電車通過音を強調する構成とすることにより、電
車通過の監視等への応用が可能となる。
を図3に示す。本実施例では、岩石に円筒状の穴を明
け、穴の奥に受波器を固定した岩石、防護壁、岩盤など
の異常監視システムを示す。なお、岩石に開けた穴は、
周囲の環境に応じて入り口を塞ぐか、補填物を流し込む
かの処置を行う。岩石に亀裂等が発生した時に発生する
亀裂音は超音波振動となり、岩石内部を伝搬する。これ
を、受波器301で受信し、受信信号302に変換し、
受信ケーブル303をとおして受信器304に受信され
る。これをフィルタ305で1kHz以下の低周波成分
を強調し、亀裂音以外の音を除去し、亀裂音検出器30
6で亀裂音を検出する。その亀裂音が、岩石の大きさ、
形状、材質等により定めた判定基準と比較し、基準値を
越えた場合には亀裂発生等の非常事態が発生したことを
検知し、警報信号307を発生する。これにより亀裂発
生等を監視することができる。また、フィルタ305の
特性を電車通過音を強調する構成とすることにより、電
車通過の監視等への応用が可能となる。
【0032】上記の応用として、離れた2箇所以上の場
所に図3(フィルタ305の特性を電車通過音を強調す
る構成)を設置し、電車通過音を分析することにより、
電車通過の監視、電車移動速度の測定等への応用が可能
となる。さらに、2箇所以上の電車通過音を比較分析す
ることにより、岩石特性の解析及び周辺岩盤等の解析が
可能となる。
所に図3(フィルタ305の特性を電車通過音を強調す
る構成)を設置し、電車通過音を分析することにより、
電車通過の監視、電車移動速度の測定等への応用が可能
となる。さらに、2箇所以上の電車通過音を比較分析す
ることにより、岩石特性の解析及び周辺岩盤等の解析が
可能となる。
【0033】また、請求項3の応用例を図8に示す。本
実施例では、岩石に円筒状の穴を開け、穴の奥に受波器
を固定し、岩石の周辺に送波器を固定した岩石、防護
壁、岩盤などの異常監視システムを示す。なお、岩石に
開けた穴は、周囲の環境に応じて入り口を塞ぐか、補填
物を流し込むかの処置を行う。送信器801で、1kH
z〜1MHzの超音波送信信号802、803、804
を発生させ、送信信号ケーブル805、806、807
をとおして送波器808、809、810で送信信号を
送信超音波振動に変換し岩石内部を伝搬させる。伝搬し
た超音波振動は、岩石の内部を伝達し、岩石固有の受信
超音波振動として受波器811に到達する。受波器81
1は受信超音波振動を受信信号812に変換し、受信ケ
ーブル813とおして受信器814に受信される。ここ
で、受信信号812は岩石内部又は外部に亀裂等の変化
が無い限りは固有の波形となるため、初期設置時に相関
波形として、相関器815に記憶させておく。相関器8
15は、最新の受信信号812と相関波形との相関を取
り、その相関値を、岩石の大きさ、形状、材質等により
定めた判定基準と比較し、基準値を越えた場合には岩石
に亀裂発生等の非常事態が発生したことを検知し、表示
器816に表示すると共に、警報信号817を発生す
る。これにより亀裂発生等を監視することができる。な
お、相関器815は、相関処理に替わり差分検出でも代
用することができる。
実施例では、岩石に円筒状の穴を開け、穴の奥に受波器
を固定し、岩石の周辺に送波器を固定した岩石、防護
壁、岩盤などの異常監視システムを示す。なお、岩石に
開けた穴は、周囲の環境に応じて入り口を塞ぐか、補填
物を流し込むかの処置を行う。送信器801で、1kH
z〜1MHzの超音波送信信号802、803、804
を発生させ、送信信号ケーブル805、806、807
をとおして送波器808、809、810で送信信号を
送信超音波振動に変換し岩石内部を伝搬させる。伝搬し
た超音波振動は、岩石の内部を伝達し、岩石固有の受信
超音波振動として受波器811に到達する。受波器81
1は受信超音波振動を受信信号812に変換し、受信ケ
ーブル813とおして受信器814に受信される。ここ
で、受信信号812は岩石内部又は外部に亀裂等の変化
が無い限りは固有の波形となるため、初期設置時に相関
波形として、相関器815に記憶させておく。相関器8
15は、最新の受信信号812と相関波形との相関を取
り、その相関値を、岩石の大きさ、形状、材質等により
定めた判定基準と比較し、基準値を越えた場合には岩石
に亀裂発生等の非常事態が発生したことを検知し、表示
器816に表示すると共に、警報信号817を発生す
る。これにより亀裂発生等を監視することができる。な
お、相関器815は、相関処理に替わり差分検出でも代
用することができる。
【0034】請求項4と請求項7を組み合わせた実施例
を図4に示す。本実施例では、岩石に円筒状の穴を3個
開け、それぞれの穴の奥に受波器を固定した岩石、防護
壁、岩盤などの異常監視システムを示す。なお、岩石に
開けた穴は、周囲の環境に応じて入り口を塞ぐか、補填
物を流し込むかの処置を行う。岩石に亀裂等が発生した
時に発する亀裂音は超音波振動となり、岩石内部を伝搬
する。これを、受波器401、402、403で受信
し、受信信号404、405、406に変換し、受信ケ
ーブル407、408、409をとおして受信器410
に受信される。これをフィルタ411で1kHz以下の
低周波成分を強調し、亀裂音以外の音を除去し、亀裂音
検出器412で亀裂音を検出する。亀裂音が検出された
場合には受信信号相互の時間関係から、位置判定器41
3で亀裂発生箇所を計算し、その亀裂音が、岩石の大き
さ、形状、材質等により定めた判定基準と比較し、基準
値を越えた場合には警報信号414を発生すると共に、
表示器415に亀裂発生箇所を表示する。これにより亀
裂発生等を監視することができる。また、フィルタ41
1の特性を電車通過音を強調する構成とすることによ
り、電車通過の監視、電車移動速度の測定等への応用が
可能となる。
を図4に示す。本実施例では、岩石に円筒状の穴を3個
開け、それぞれの穴の奥に受波器を固定した岩石、防護
壁、岩盤などの異常監視システムを示す。なお、岩石に
開けた穴は、周囲の環境に応じて入り口を塞ぐか、補填
物を流し込むかの処置を行う。岩石に亀裂等が発生した
時に発する亀裂音は超音波振動となり、岩石内部を伝搬
する。これを、受波器401、402、403で受信
し、受信信号404、405、406に変換し、受信ケ
ーブル407、408、409をとおして受信器410
に受信される。これをフィルタ411で1kHz以下の
低周波成分を強調し、亀裂音以外の音を除去し、亀裂音
検出器412で亀裂音を検出する。亀裂音が検出された
場合には受信信号相互の時間関係から、位置判定器41
3で亀裂発生箇所を計算し、その亀裂音が、岩石の大き
さ、形状、材質等により定めた判定基準と比較し、基準
値を越えた場合には警報信号414を発生すると共に、
表示器415に亀裂発生箇所を表示する。これにより亀
裂発生等を監視することができる。また、フィルタ41
1の特性を電車通過音を強調する構成とすることによ
り、電車通過の監視、電車移動速度の測定等への応用が
可能となる。
【0035】請求項1と請求項5と請求項6と請求項8
を組み合わせた実施例を図5に示す。本実施例は、請求
項1の実施例に加え遠隔地にある監視所と無線によるデ
ータリンクを取り、監視所でのデータベースによる経年
変化を継続的に監視する岩石、防護壁、岩盤などの異常
監視システムを示すが、これは、請求項2〜4の実施例
でも同様に行える。受信器107で受信した信号はデー
タリンク無線機(1)501により監視所にあるデータ
リンク無線機(2)502に送られる。このデータはデ
ータベース503に経年変化データとして保存する。こ
のデータベースから過去のデータ部を累加してノイズ除
去を行った結果を相関器504に転送する。相関器50
4は最新の受信データとデータベース503の累加結果
との相関を取る。その相関値が、岩石の大きさ、形状、
材質等により定めた判定基準と比較し、基準値を越えた
場合には岩石に亀裂発生等の非常事態が発生したことを
検知し、表示器505に表示すると共に、警報信号50
6を発生する。これにより亀裂発生等を時系列で監視す
ると共に複数の岩石を1ヶ所で集中監視することができ
る。なお、相関器504は、相関処理に替わり差分検出
でも代用することができる。
を組み合わせた実施例を図5に示す。本実施例は、請求
項1の実施例に加え遠隔地にある監視所と無線によるデ
ータリンクを取り、監視所でのデータベースによる経年
変化を継続的に監視する岩石、防護壁、岩盤などの異常
監視システムを示すが、これは、請求項2〜4の実施例
でも同様に行える。受信器107で受信した信号はデー
タリンク無線機(1)501により監視所にあるデータ
リンク無線機(2)502に送られる。このデータはデ
ータベース503に経年変化データとして保存する。こ
のデータベースから過去のデータ部を累加してノイズ除
去を行った結果を相関器504に転送する。相関器50
4は最新の受信データとデータベース503の累加結果
との相関を取る。その相関値が、岩石の大きさ、形状、
材質等により定めた判定基準と比較し、基準値を越えた
場合には岩石に亀裂発生等の非常事態が発生したことを
検知し、表示器505に表示すると共に、警報信号50
6を発生する。これにより亀裂発生等を時系列で監視す
ると共に複数の岩石を1ヶ所で集中監視することができ
る。なお、相関器504は、相関処理に替わり差分検出
でも代用することができる。
【0036】請求項9の実施例を図6に示す。本実施例
は、岩石に開けた円筒状の穴に送受波器を密着させる方
法であり、縦波を検出するための設置方法である。図6
では、フレーム601に取り付けた密着調整部602を
移動させ、センサ部(送受波器または受波器)603、
604が岩石面605、606に密着するように支持部
607、608、609、610を調整する。これらを
調整することにより、センサ部603とセンサ部604
の距離を変えることができるので、穴の口径が変化して
もセンサ部603、604を岩石面605、606に密
着させることが可能である。また、軟質材料615、6
16により、送受波器と壁面との密着度を高め、超音波
信号が効率的にセンサ部603、604に伝達される。
センサ部603、604への送信信号及びこれらからの
受信信号は、信号線611、612により増幅器613
を介してケーブル614へと伝えられる。
は、岩石に開けた円筒状の穴に送受波器を密着させる方
法であり、縦波を検出するための設置方法である。図6
では、フレーム601に取り付けた密着調整部602を
移動させ、センサ部(送受波器または受波器)603、
604が岩石面605、606に密着するように支持部
607、608、609、610を調整する。これらを
調整することにより、センサ部603とセンサ部604
の距離を変えることができるので、穴の口径が変化して
もセンサ部603、604を岩石面605、606に密
着させることが可能である。また、軟質材料615、6
16により、送受波器と壁面との密着度を高め、超音波
信号が効率的にセンサ部603、604に伝達される。
センサ部603、604への送信信号及びこれらからの
受信信号は、信号線611、612により増幅器613
を介してケーブル614へと伝えられる。
【0037】請求項10の実施例を図9に示す。本実施
例は、岩石に開けた円筒状の穴に送受波器を設置し、横
波を検出するための設置方法である。図9では、フレー
ム901、902の先端を穴と垂直に密着させ、超音波
振動をフレーム901、902をとおして送受波器90
3に伝達する。横波は、フレーム901、902を上下
方向に振動させるため、その振動は送受波器903には
垂直に入り超音波振動を電気信号に変換できる。
例は、岩石に開けた円筒状の穴に送受波器を設置し、横
波を検出するための設置方法である。図9では、フレー
ム901、902の先端を穴と垂直に密着させ、超音波
振動をフレーム901、902をとおして送受波器90
3に伝達する。横波は、フレーム901、902を上下
方向に振動させるため、その振動は送受波器903には
垂直に入り超音波振動を電気信号に変換できる。
【0038】
【発明の効果】本発明にて提供する技術によって、岩石
の亀裂発生等の異常を常時監視することができ、この亀
裂発生等を早期検出することにより、落石、崖崩れ等の
災害防止システムを実現することが出来る。また、気
温、湿度、気圧、風力、霧、雨等の気象条件に依存せず
常時監視することが可能である。
の亀裂発生等の異常を常時監視することができ、この亀
裂発生等を早期検出することにより、落石、崖崩れ等の
災害防止システムを実現することが出来る。また、気
温、湿度、気圧、風力、霧、雨等の気象条件に依存せず
常時監視することが可能である。
【図1】請求項1と請求項6を組み合わせた一実施例で
ある。
ある。
【図2】請求項2と請求項6を組み合わせた一実施例で
ある。
ある。
【図3】請求項3と請求項7を組み合わせた一実施例で
ある。
ある。
【図4】請求項4と請求項7を組み合わせた一実施例で
ある。
ある。
【図5】請求項1と請求項5と請求項6と請求項8を組
み合わせた一実施例である。
み合わせた一実施例である。
【図6】請求項9の一実施例である。
【図7】請求項1を応用した一実施例である。
【図8】請求項3を応用した一実施例である。
【図9】請求項10の一実施例である。
101…送信器、102…送信信号、103…送信信号
ケーブル、104…送受波器、105…受信信号、10
6…受信ケーブル107…受信器、108…相関器、1
09…表示器、110…警報信号、111…温度湿度セ
ンサ、112…音速補正器 201…送信器、202、203、204…送信信号、
205、206、207…送信信号ケーブル、208、
209、210…送受波器、211、212、213…
受信信号、214、215、216…受信ケーブル、2
17…受信器、218…像再生処理器、219…表示
器、220…相関器、221…警報信号、222…温度
湿度センサ、223…音速補正器 301…受波器、302…受信信号、303…受信ケー
ブル、304…受信器、305…フィルタ、306…亀
裂音検出器、307…警報信号 401、402、403…受波器、404、405、4
06…受信信号、407、408、409…受信ケーブ
ル、410…受信器、411…フィルタ、412…亀裂
音検出器、413…位置判定器、414…警報信号、4
15…表示器 501…データリンク無線機(1)、502…データリ
ンク無線機(2)、503…データベース、504…相
関器、505…表示器、506…警報信号 601…フレーム、602…密着調整部、603、60
4…センサ部、605、606…岩石面、607、60
8、609、610…支持部、611、612…信号
線、613…増幅器、614…ケーブル、615、61
6…軟質材料 701…送信器、702…送信信号、703…送信信号
ケーブル、704…送波器、705、706、707…
受波器、708、709、710…受信信号、711、
712、713…受信ケーブル、714…受信器、71
5…相関器、716…表示器、717…警報信号、71
8…温度湿度センサ、719…音速補正器 801…送信器、802、803、804…送信信号、
805、806、807…送信信号ケーブル、808、
809、810…送波器、811受波器、812…受信
信号、813…受信信号ケーブル、814…受信器、8
15…相関器、816…表示器、817…警報信号 901、902…メッセージ、903…送受波器
ケーブル、104…送受波器、105…受信信号、10
6…受信ケーブル107…受信器、108…相関器、1
09…表示器、110…警報信号、111…温度湿度セ
ンサ、112…音速補正器 201…送信器、202、203、204…送信信号、
205、206、207…送信信号ケーブル、208、
209、210…送受波器、211、212、213…
受信信号、214、215、216…受信ケーブル、2
17…受信器、218…像再生処理器、219…表示
器、220…相関器、221…警報信号、222…温度
湿度センサ、223…音速補正器 301…受波器、302…受信信号、303…受信ケー
ブル、304…受信器、305…フィルタ、306…亀
裂音検出器、307…警報信号 401、402、403…受波器、404、405、4
06…受信信号、407、408、409…受信ケーブ
ル、410…受信器、411…フィルタ、412…亀裂
音検出器、413…位置判定器、414…警報信号、4
15…表示器 501…データリンク無線機(1)、502…データリ
ンク無線機(2)、503…データベース、504…相
関器、505…表示器、506…警報信号 601…フレーム、602…密着調整部、603、60
4…センサ部、605、606…岩石面、607、60
8、609、610…支持部、611、612…信号
線、613…増幅器、614…ケーブル、615、61
6…軟質材料 701…送信器、702…送信信号、703…送信信号
ケーブル、704…送波器、705、706、707…
受波器、708、709、710…受信信号、711、
712、713…受信ケーブル、714…受信器、71
5…相関器、716…表示器、717…警報信号、71
8…温度湿度センサ、719…音速補正器 801…送信器、802、803、804…送信信号、
805、806、807…送信信号ケーブル、808、
809、810…送波器、811受波器、812…受信
信号、813…受信信号ケーブル、814…受信器、8
15…相関器、816…表示器、817…警報信号 901、902…メッセージ、903…送受波器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日比 進 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地株式 会社日立製作所情報通信事業部内 (72)発明者 深見 明久 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地株式 会社日立製作所情報通信事業部内 (72)発明者 新穂 寿浩 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地株式 会社日立製作所情報通信事業部内
Claims (10)
- 【請求項1】監視を要する被対象物(岩石、防護壁、岩
盤など)の異常を監視するシステムにおいて、被対象物
の表面下に超音波を発生する超音波送信器及びそれを受
信する受信器を埋め込み、被対象物内で反射した当該超
音波を受信する構成と、当該受信信号を記憶する構成を
有し、当該受信信号の変化を検出することにより被対象
物の亀裂等を監視することを特徴とする岩石、防護壁、
岩盤などの異常監視システム。 - 【請求項2】監視を要する被対象物(岩石、防護壁、岩
盤など)の亀裂を監視するシステムにおいて、被対象物
の表面下に超音波を発生する超音波送信器及びそれを受
信する受信器を直線に並ばないような配置で複数埋め込
み、像再生処理を行う構成を有し、当該像再生処理によ
り当該被対象物の形状及び内部構造を表示することによ
り、当該被対象物の亀裂等を監視することを特徴とする
岩石、防護壁、岩盤などの異常監視システム。 - 【請求項3】監視を要する被対象物(岩石、防護壁、岩
盤など)の亀裂を監視するシステムにおいて、被対象物
の表面下に当該被対象物の発生する超音波を受信する受
信器を埋め込み、当該発生超音波を検出することにより
当該被対象物の亀裂等の発生を監視することを特徴とす
る岩石、防護壁、岩盤などの異常監視システム。 - 【請求項4】監視を要する被対象物(岩石、防護壁、岩
盤など、)の亀裂を監視するシステムにおいて、被対象
物の表面下に対象物の発生する超音波を受信する受信器
を複数埋め込み、当該発生超音波を複数の受信器にて検
出することにより当該被対象物の亀裂等の発生及びその
位置を監視することを特徴とする岩石、防護壁、岩盤な
どの異常監視システム。 - 【請求項5】請求項1、2、3、4のいずれかで検出し
た信号を遠隔地にある監視所に伝送し、亀裂を監視する
システムにおいて、当該検出信号をデータベース化し、
過去のデータと最新のデータの経年変化を継続的に監視
することを特徴とする岩石、防護壁、岩盤などの異常監
視システム。 - 【請求項6】請求項1または2における超音波の周波数
が1kHz〜1MHzであることを特徴とする岩石、防
護壁、岩盤などの異常監視システム。 - 【請求項7】請求項3または4における超音波の周波数
が1kHz以下であることを特徴とする岩石、防護壁、
岩盤などの異常監視システム。 - 【請求項8】請求項1、2、5のいずれかにおいて、比
較対象とする信号は、過去の複数の信号を累加した信号
であることを特徴とする岩石、防護壁、岩盤などの異常
監視システム。 - 【請求項9】被対象物(岩石、防護壁、岩盤など)の表
面下に超音波を発生する超音波送信器またはそれを受信
する受信器を埋め込むトランスデューサにおいて、被対
象物に開けた穴の壁面にトランスデューサを密着させる
ための機械的構造と、トランスデューサと壁面との間に
軟質材料を挟み音響的に密着させる構造を持つことを特
徴とする縦波検出用挿入型トランスデューサ。 - 【請求項10】被対象物(岩石、防護壁、岩盤など)の
表面下に超音波を発生する超音波送信器またはそれを受
信する受信器を埋め込むトランスデューサにおいて、被
対象物の超音波振動を、被対象物に開けた穴の壁面に接
触または固定したアームを介してトランスデューサに伝
達する構造を持つことを特徴とする横波検出用挿入型ト
ランスデューサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8057821A JPH09251005A (ja) | 1996-03-14 | 1996-03-14 | 岩石、防護壁、岩盤などの異常監視システム及び挿入型トランスデューサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8057821A JPH09251005A (ja) | 1996-03-14 | 1996-03-14 | 岩石、防護壁、岩盤などの異常監視システム及び挿入型トランスデューサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09251005A true JPH09251005A (ja) | 1997-09-22 |
Family
ID=13066593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8057821A Pending JPH09251005A (ja) | 1996-03-14 | 1996-03-14 | 岩石、防護壁、岩盤などの異常監視システム及び挿入型トランスデューサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09251005A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007033139A (ja) * | 2005-07-25 | 2007-02-08 | Railway Technical Res Inst | 健全度診断システム及び健全度診断方法 |
| JP2011526971A (ja) * | 2008-07-02 | 2011-10-20 | シェブロン ユー.エス.エー.インコーポレイテッド | ボアホールにおいて音響エネルギービームを生成する装置及び方法並びにそれらの応用 |
| WO2012018118A1 (ja) * | 2010-08-05 | 2012-02-09 | 曙ブレーキ工業株式会社 | 擬似鉱石及びこれを利用した解析システム |
| CN112557419A (zh) * | 2020-11-19 | 2021-03-26 | 浙江邦尼建筑检测有限公司 | 一种混凝土裂缝检测装置 |
| JP2022049540A (ja) * | 2020-09-16 | 2022-03-29 | 株式会社東芝 | 構造物評価方法、及び構造物評価システム |
-
1996
- 1996-03-14 JP JP8057821A patent/JPH09251005A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2022049540A (ja) * | 2020-09-16 | 2022-03-29 | 株式会社東芝 | 構造物評価方法、及び構造物評価システム |
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