JPH10104210A - 弾性波パルス入射装置 - Google Patents
弾性波パルス入射装置Info
- Publication number
- JPH10104210A JPH10104210A JP8277502A JP27750296A JPH10104210A JP H10104210 A JPH10104210 A JP H10104210A JP 8277502 A JP8277502 A JP 8277502A JP 27750296 A JP27750296 A JP 27750296A JP H10104210 A JPH10104210 A JP H10104210A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- elastic wave
- wave pulse
- resonator
- generating mechanism
- transmission shaft
- Prior art date
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- Pending
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 鉄筋コンクリート構造物等の試験体に非破壊
検査用の高強度の弾性波パルスを入射できながら試験体
を傷つけ難く、現場での取り扱いが容易で、周波数特性
をも変更することの可能な弾性波パルス入射装置を提供
する。 【解決手段】 弾性波パルスを発生する弾性波発生機構
3と、この弾性波発生機構3から発生した弾性波パルス
と共振し且つ共振弾性波パルスを試験体に伝達する交換
可能な共振体2とを設ける。弾性波発生機構3に、打撃
体15と、この打撃体15が衝突する被打撃体11と、
打撃体15を被打撃体11側に移動させるスプリング1
6と、打撃体15が被打撃体11と衝突することにより
発生する弾性波パルスを被打撃体11から共振体2に伝
達する伝達軸14とを設ける。共振体2に対する伝達軸
14の接当面14bよりも試験体に対する共振体2の接
当面2aを広く設定する。
検査用の高強度の弾性波パルスを入射できながら試験体
を傷つけ難く、現場での取り扱いが容易で、周波数特性
をも変更することの可能な弾性波パルス入射装置を提供
する。 【解決手段】 弾性波パルスを発生する弾性波発生機構
3と、この弾性波発生機構3から発生した弾性波パルス
と共振し且つ共振弾性波パルスを試験体に伝達する交換
可能な共振体2とを設ける。弾性波発生機構3に、打撃
体15と、この打撃体15が衝突する被打撃体11と、
打撃体15を被打撃体11側に移動させるスプリング1
6と、打撃体15が被打撃体11と衝突することにより
発生する弾性波パルスを被打撃体11から共振体2に伝
達する伝達軸14とを設ける。共振体2に対する伝達軸
14の接当面14bよりも試験体に対する共振体2の接
当面2aを広く設定する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、非破壊検査を行う
試験体に弾性波パルスを入射するための弾性波パルス入
射装置に関する。本発明は、例えばPC橋梁等のPC構
造物における鋼材周りに充填されたグラウトの充填状況
の検査等、鉄筋コンクリートよりなる大型構造物に高出
力の弾性波パルスを入射させる場合等において特に実用
性の高い弾性波パルス入射装置に関する。
試験体に弾性波パルスを入射するための弾性波パルス入
射装置に関する。本発明は、例えばPC橋梁等のPC構
造物における鋼材周りに充填されたグラウトの充填状況
の検査等、鉄筋コンクリートよりなる大型構造物に高出
力の弾性波パルスを入射させる場合等において特に実用
性の高い弾性波パルス入射装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、試験体に弾性波パルスを入射する
方法としては、PZT等の圧電素子を利用した発信器を
用いる方法や、ハンマー等により試験体を直接打撃する
方法が知られている。
方法としては、PZT等の圧電素子を利用した発信器を
用いる方法や、ハンマー等により試験体を直接打撃する
方法が知られている。
【0003】前者の発信器を利用する方法では、特性の
異なる圧電素子を用いたり、圧電素子を駆動させるパル
サーの特性を調節することで、弾性波パルスの周波数帯
域を試験体や試験内容に合わせて変更することが可能で
ある。しかし、鉄筋コンクリート構造体等の大型構造物
のコンクリート部から汎用の超音波探傷用発信器を用い
て弾性波パルスを入射するのでは、入射弾性波パルスの
強度不足になり易い。また、十分な入射強度を得ようと
すれば、高電圧の電源を用いてパルサーを駆動せねばな
らず、現場での取り扱いに不便である。
異なる圧電素子を用いたり、圧電素子を駆動させるパル
サーの特性を調節することで、弾性波パルスの周波数帯
域を試験体や試験内容に合わせて変更することが可能で
ある。しかし、鉄筋コンクリート構造体等の大型構造物
のコンクリート部から汎用の超音波探傷用発信器を用い
て弾性波パルスを入射するのでは、入射弾性波パルスの
強度不足になり易い。また、十分な入射強度を得ようと
すれば、高電圧の電源を用いてパルサーを駆動せねばな
らず、現場での取り扱いに不便である。
【0004】一方、後者のハンマーを用いる方法では、
かなり高強度の弾性波パルスを入射することができる。
しかし、この方法では、入射弾性波パルスの周波数特性
は、ハンマーの打撃部と打撃される試験体の表面とによ
り定まり、その周波数特性を適切に変化させることは不
可能である。また、ハンマーの打撃により、試験体を損
傷し易いという問題があった。
かなり高強度の弾性波パルスを入射することができる。
しかし、この方法では、入射弾性波パルスの周波数特性
は、ハンマーの打撃部と打撃される試験体の表面とによ
り定まり、その周波数特性を適切に変化させることは不
可能である。また、ハンマーの打撃により、試験体を損
傷し易いという問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来の実状に鑑
みて、本発明は、高強度の弾性波パルスを入射できなが
ら試験体を傷つけ難く、現場での取り扱いが容易で、周
波数特性をも変更することの可能な弾性波パルス入射装
置を提供することにある。
みて、本発明は、高強度の弾性波パルスを入射できなが
ら試験体を傷つけ難く、現場での取り扱いが容易で、周
波数特性をも変更することの可能な弾性波パルス入射装
置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、非破壊検査を行う試験体に弾性波パルスを入射する
ための本発明に係る弾性波パルス入射装置の特徴は、弾
性波パルスを発生する弾性波発生機構と、この弾性波発
生機構から発生した弾性波パルスと共振し且つ前記試験
体に接当する交換可能な共振体とを設け、前記弾性波発
生機構に、打撃体と、この打撃体が衝突する被打撃体
と、打撃体を被打撃体側に移動させる駆動手段と、打撃
体が被打撃体と衝突することにより発生する弾性波パル
スを前記被打撃体から前記共振体に伝達する伝達軸とを
設け、前記共振体に対する前記伝達軸の接当面よりも前
記試験体に対する前記共振体の接当面を広く設定したこ
とにある。
め、非破壊検査を行う試験体に弾性波パルスを入射する
ための本発明に係る弾性波パルス入射装置の特徴は、弾
性波パルスを発生する弾性波発生機構と、この弾性波発
生機構から発生した弾性波パルスと共振し且つ前記試験
体に接当する交換可能な共振体とを設け、前記弾性波発
生機構に、打撃体と、この打撃体が衝突する被打撃体
と、打撃体を被打撃体側に移動させる駆動手段と、打撃
体が被打撃体と衝突することにより発生する弾性波パル
スを前記被打撃体から前記共振体に伝達する伝達軸とを
設け、前記共振体に対する前記伝達軸の接当面よりも前
記試験体に対する前記共振体の接当面を広く設定したこ
とにある。
【0007】打撃体と被打撃体との衝突に起因する弾性
波パルスは、機械的な衝突であるため、圧電素子等を用
いた発信器に比較してかなり高出力のものとなる。かか
る弾性波パルスは、打撃体と被打撃体との接当面どうし
の傾き等により不規則に二群以上に分かれて発生する場
合がある。そこで、このような状況で発生した弾性波パ
ルスを伝達軸に集中させて共振体に伝達させることで、
共振体に伝わる弾性波パルスを安定した一群のものとす
ることが可能となる。すなわち、一群の弾性波パルスを
安定的に発生させるパルス源である弾性波発生機構と共
振体とを併用することで、共振体の周波数特性に応じた
周波数領域を有する弾性波パルスを試験体に入射するこ
とができる。共振体に対する伝達軸の接当面よりも試験
体に対する共振体の接当面を広く設定することで、弾性
波パルスは広面積に分散して試験体に伝達させ、パルス
のエネルギーが狭所に集中することを防止して、パルス
の衝撃による試験体の損傷を防止している。
波パルスは、機械的な衝突であるため、圧電素子等を用
いた発信器に比較してかなり高出力のものとなる。かか
る弾性波パルスは、打撃体と被打撃体との接当面どうし
の傾き等により不規則に二群以上に分かれて発生する場
合がある。そこで、このような状況で発生した弾性波パ
ルスを伝達軸に集中させて共振体に伝達させることで、
共振体に伝わる弾性波パルスを安定した一群のものとす
ることが可能となる。すなわち、一群の弾性波パルスを
安定的に発生させるパルス源である弾性波発生機構と共
振体とを併用することで、共振体の周波数特性に応じた
周波数領域を有する弾性波パルスを試験体に入射するこ
とができる。共振体に対する伝達軸の接当面よりも試験
体に対する共振体の接当面を広く設定することで、弾性
波パルスは広面積に分散して試験体に伝達させ、パルス
のエネルギーが狭所に集中することを防止して、パルス
の衝撃による試験体の損傷を防止している。
【0008】ここに、「駆動手段」としては、ねじりコ
イルスプリング等の付勢手段、圧縮空気を利用するエア
シリンダー装置、及び、自由落下により打撃体を移動さ
せる重力を利用した装置が考えられる。これらのうち、
駆動手段には特に付勢手段を用いることが望ましい。付
勢手段は、エアシリンダー装置のようにコンプレッサー
等を用いる必要がないので、現場での取り扱い性に優れ
るからである。また、自由落下では発生させ難い水平方
向に対する衝撃を、付勢手段は容易に発生させることが
できるからである。
イルスプリング等の付勢手段、圧縮空気を利用するエア
シリンダー装置、及び、自由落下により打撃体を移動さ
せる重力を利用した装置が考えられる。これらのうち、
駆動手段には特に付勢手段を用いることが望ましい。付
勢手段は、エアシリンダー装置のようにコンプレッサー
等を用いる必要がないので、現場での取り扱い性に優れ
るからである。また、自由落下では発生させ難い水平方
向に対する衝撃を、付勢手段は容易に発生させることが
できるからである。
【0009】本発明の他の特徴は、前記伝達軸と前記共
振体との傾きを調節可能な脚を設け、この脚における前
記共振体との接当部にダンパーを設けたことにある。こ
の「ダンパー」は「脚」が「共振体」に接当するにも拘
わらず、「脚」からの共振体に対する弾性波パルスの伝
達を防止する。したがって、伝達軸から共振体に対する
弾性波パルスの伝達状況を良好に維持しつつ、脚を通じ
てのパルスの迂回を防止して、弾性波パルスの伝達経路
を伝達軸に集中させる。
振体との傾きを調節可能な脚を設け、この脚における前
記共振体との接当部にダンパーを設けたことにある。こ
の「ダンパー」は「脚」が「共振体」に接当するにも拘
わらず、「脚」からの共振体に対する弾性波パルスの伝
達を防止する。したがって、伝達軸から共振体に対する
弾性波パルスの伝達状況を良好に維持しつつ、脚を通じ
てのパルスの迂回を防止して、弾性波パルスの伝達経路
を伝達軸に集中させる。
【0010】また、本発明のさらに他の特徴は、前記弾
性波発生機構に、前記打撃体を摺動自在に支持する支持
軸と、これら支持軸及び打撃体を収納する筒状体と、こ
の筒状体から前記支持軸の長手方向に隔てて突出する一
対のハンドルと、前記打撃体から前記筒状体の外部に突
出する操作レバーとを設け、前記付勢手段を前記打撃体
の前記被打撃体とは反対側に配置し、前記筒状体に前記
操作レバー移動用のレバー溝を形成すると共に、前記レ
バー溝のうち前記付勢手段を縮小させる側の位置で且つ
前記ハンドルの近傍にこの操作レバーを係止する屈曲部
を形成したことにある。
性波発生機構に、前記打撃体を摺動自在に支持する支持
軸と、これら支持軸及び打撃体を収納する筒状体と、こ
の筒状体から前記支持軸の長手方向に隔てて突出する一
対のハンドルと、前記打撃体から前記筒状体の外部に突
出する操作レバーとを設け、前記付勢手段を前記打撃体
の前記被打撃体とは反対側に配置し、前記筒状体に前記
操作レバー移動用のレバー溝を形成すると共に、前記レ
バー溝のうち前記付勢手段を縮小させる側の位置で且つ
前記ハンドルの近傍にこの操作レバーを係止する屈曲部
を形成したことにある。
【0011】かかる構成によれば、「一対のハンドル」
をそれぞれ左右の手で把持し、共振体の下面を試験体に
接当させるように弾性波パルス発生装置を支持すること
ができる。これら一対のハンドルは支持軸の長手方向に
隔てて設けてあるので、特に試験体の垂直面に対して水
平方向から弾性波パルスを入射させる際の取り扱いが容
易である。また、ハンドルの近傍に打撃体の操作レバー
を係止するための屈曲部を形成してあるので、このハン
ドルを把持する手の指で、操作レバーの開放操作を簡単
に行うことができる。
をそれぞれ左右の手で把持し、共振体の下面を試験体に
接当させるように弾性波パルス発生装置を支持すること
ができる。これら一対のハンドルは支持軸の長手方向に
隔てて設けてあるので、特に試験体の垂直面に対して水
平方向から弾性波パルスを入射させる際の取り扱いが容
易である。また、ハンドルの近傍に打撃体の操作レバー
を係止するための屈曲部を形成してあるので、このハン
ドルを把持する手の指で、操作レバーの開放操作を簡単
に行うことができる。
【0012】
【発明の実施の形態】次に、図面を参照しながら、本発
明の実施の形態について説明する。本実施形態にかかる
弾性波パルス入射装置1は、鉄筋コンクリート構造物な
どの試験体において非破壊検査を行う際に、そのコンク
リート表面から弾性波を入射する場合等に用いられるも
のである。この弾性波パルス入射装置1は、着脱交換可
能な共振体2と、弾性波パルスを発生してこの共振体2
に伝達するための弾性波発生機構3とを備えている。
明の実施の形態について説明する。本実施形態にかかる
弾性波パルス入射装置1は、鉄筋コンクリート構造物な
どの試験体において非破壊検査を行う際に、そのコンク
リート表面から弾性波を入射する場合等に用いられるも
のである。この弾性波パルス入射装置1は、着脱交換可
能な共振体2と、弾性波パルスを発生してこの共振体2
に伝達するための弾性波発生機構3とを備えている。
【0013】共振体2は、例えば、軟鉄を厚さ均一の円
形の板状に形成したものを用いることができる。この共
振体2には、後述するように、弾性波発生機構3の伝達
軸14から弾性波パルスが伝達され、共振体2の厚さ及
び直径などにより定まる条件に従い伝達された弾性波パ
ルスと共振し、共振後の周波数特性を有する弾性波パル
スが試験体に入射することとなる。この共振体2の直径
や厚さ、又は、その材質を変更することによって、共振
体2の共振周波数を変化させることが可能である。
形の板状に形成したものを用いることができる。この共
振体2には、後述するように、弾性波発生機構3の伝達
軸14から弾性波パルスが伝達され、共振体2の厚さ及
び直径などにより定まる条件に従い伝達された弾性波パ
ルスと共振し、共振後の周波数特性を有する弾性波パル
スが試験体に入射することとなる。この共振体2の直径
や厚さ、又は、その材質を変更することによって、共振
体2の共振周波数を変化させることが可能である。
【0014】弾性波発生機構3の外装は、筒状体5と、
第一、第二ハンドル6、7と、脚9とよりなる。第一、
第二ハンドル6、7は、手で把持するための握り部と、
筒状体5の周部に締め付け連結するための取り付け部と
をそれぞれ有している。また、これらハンドル6,7
は、両手で把持可能なように支持軸12の長手方向に隔
てて一対設けてある。筒状体5の上下は、上蓋10及び
下蓋11により仕切られている。筒状体5の内部には、
支持軸12に摺動自在に挿通した打撃体15と付勢手段
たるスプリング16とを挿通した状態で、支持軸12と
筒状体5の中心軸とを一致させて配置してある。支持軸
12の上部と上蓋10の下部とは連結ねじ10aにより
連結してあり、支持軸12の下部と下蓋11とは下蓋1
1を貫通する伝達軸14のねじ部14aにより連結して
ある。
第一、第二ハンドル6、7と、脚9とよりなる。第一、
第二ハンドル6、7は、手で把持するための握り部と、
筒状体5の周部に締め付け連結するための取り付け部と
をそれぞれ有している。また、これらハンドル6,7
は、両手で把持可能なように支持軸12の長手方向に隔
てて一対設けてある。筒状体5の上下は、上蓋10及び
下蓋11により仕切られている。筒状体5の内部には、
支持軸12に摺動自在に挿通した打撃体15と付勢手段
たるスプリング16とを挿通した状態で、支持軸12と
筒状体5の中心軸とを一致させて配置してある。支持軸
12の上部と上蓋10の下部とは連結ねじ10aにより
連結してあり、支持軸12の下部と下蓋11とは下蓋1
1を貫通する伝達軸14のねじ部14aにより連結して
ある。
【0015】スプリング16は、上蓋10の下部のボス
及び打撃体15の上部のボスと嵌合し、打撃体15を下
蓋11側に向かって付勢している。下蓋11は打撃体1
5により打撃される被打撃体として機能する。このスプ
リング16は打撃体15が下蓋11に衝突した後に跳ね
返って再び下蓋11に衝突することを防止する。
及び打撃体15の上部のボスと嵌合し、打撃体15を下
蓋11側に向かって付勢している。下蓋11は打撃体1
5により打撃される被打撃体として機能する。このスプ
リング16は打撃体15が下蓋11に衝突した後に跳ね
返って再び下蓋11に衝突することを防止する。
【0016】打撃体15には、筒状体5の外部へ突出す
る操作レバー17を設けてある。この操作レバー17
は、脚9上の握りと、この握りを打撃体15に連結する
軸部とよりなる。筒状体5には、支持軸12の長手方向
に沿って操作レバー17移動用のレバー溝18を形成し
てある。このレバー溝18は、操作レバー17の軸部と
の接触を避けるため、この軸部よりも幅広に形成してあ
る。
る操作レバー17を設けてある。この操作レバー17
は、脚9上の握りと、この握りを打撃体15に連結する
軸部とよりなる。筒状体5には、支持軸12の長手方向
に沿って操作レバー17移動用のレバー溝18を形成し
てある。このレバー溝18は、操作レバー17の軸部と
の接触を避けるため、この軸部よりも幅広に形成してあ
る。
【0017】レバー溝18の第一ハンドル6を縮小させ
る側の位置、すなわち、レバー溝18の上蓋10側の端
には、操作レバー17を係止するための屈曲部18aを
形成してある。この屈曲部18aは、筒状体5の近傍に
設けてあり、筒状体5を把持する手で操作可能に構成し
てある。
る側の位置、すなわち、レバー溝18の上蓋10側の端
には、操作レバー17を係止するための屈曲部18aを
形成してある。この屈曲部18aは、筒状体5の近傍に
設けてあり、筒状体5を把持する手で操作可能に構成し
てある。
【0018】各脚9は、第二ハンドル7の取り付け部に
形成したねじ孔に螺合させると共に、先端部にゴム製の
ダンパー9aをそれぞれ下端に設けてなる。脚9は、回
動により伝達軸14の下面である接当面14aを共振体
2の上面と平行に維持し接当させるべく、伝達軸14と
共振体2との傾きを調整することが可能となっている。
また、打撃体15を下蓋11に衝突させて発生させる弾
性波パルスが脚9を迂回して伝達することをダンパー9
aは阻止し、発生した弾性波パルスは伝達軸14のみか
ら共振体2に伝達する。脚9は、傾きの調節後にロック
ナット9bにより固定される。
形成したねじ孔に螺合させると共に、先端部にゴム製の
ダンパー9aをそれぞれ下端に設けてなる。脚9は、回
動により伝達軸14の下面である接当面14aを共振体
2の上面と平行に維持し接当させるべく、伝達軸14と
共振体2との傾きを調整することが可能となっている。
また、打撃体15を下蓋11に衝突させて発生させる弾
性波パルスが脚9を迂回して伝達することをダンパー9
aは阻止し、発生した弾性波パルスは伝達軸14のみか
ら共振体2に伝達する。脚9は、傾きの調節後にロック
ナット9bにより固定される。
【0019】試験体に対する共振体2の接当面2aは、
共振体2に対する伝達軸14の接当面14bよりも広く
設定してあり、試験体の損傷を防ぐと共に、伝達軸14
から共振体2伝達する信号を狭い範囲に集中させてあ
る。なお、伝達軸14を永久磁石で構成しておくことに
より、弾性波パルス入射装置1全体を水平姿勢にした場
合における共振体2の脱落を防止することが可能とな
る。
共振体2に対する伝達軸14の接当面14bよりも広く
設定してあり、試験体の損傷を防ぐと共に、伝達軸14
から共振体2伝達する信号を狭い範囲に集中させてあ
る。なお、伝達軸14を永久磁石で構成しておくことに
より、弾性波パルス入射装置1全体を水平姿勢にした場
合における共振体2の脱落を防止することが可能とな
る。
【0020】図6(a)PZTを用いた発信器を使用
し、図6(b)は上述の弾性波パルス入射装置1を使用
し、それぞれコンクリート試験体に弾性波パルスを入射
して、入射部から2m離れた距離でその弾性波パルスを
AEセンサーにより受信した結果を示すグラフである。
(a)の発信器によるものより、(b)の弾性波パルス
入射装置1によりものの方が数倍の強度を有しているこ
とが判明した。
し、図6(b)は上述の弾性波パルス入射装置1を使用
し、それぞれコンクリート試験体に弾性波パルスを入射
して、入射部から2m離れた距離でその弾性波パルスを
AEセンサーにより受信した結果を示すグラフである。
(a)の発信器によるものより、(b)の弾性波パルス
入射装置1によりものの方が数倍の強度を有しているこ
とが判明した。
【0021】また、図6(c)は板厚20mmの共振体
2を用いて弾性波パルスを発生させた場合の受信波形を
示し、図6(e)はその受信波形のFFT解析による周
波数分布を示すグラフである。また、図6(d)、
(f)は板厚10mmの共振体2を用いた場合の図6
(c),(f)にそれぞれ対応するグラフである。板厚
を薄くすることで、周波数分布をより高域側へシフトで
きることを確認した。また、発生させる弾性波パルスの
強度はほぼ一定に維持できることを確認した。
2を用いて弾性波パルスを発生させた場合の受信波形を
示し、図6(e)はその受信波形のFFT解析による周
波数分布を示すグラフである。また、図6(d)、
(f)は板厚10mmの共振体2を用いた場合の図6
(c),(f)にそれぞれ対応するグラフである。板厚
を薄くすることで、周波数分布をより高域側へシフトで
きることを確認した。また、発生させる弾性波パルスの
強度はほぼ一定に維持できることを確認した。
【0022】使用に際しては、例えば第二ハンドル7を
一方の手で押さえ、他方の手で操作レバー17を引き上
げてスプリング16を圧縮変形させ、屈曲部18aに操
作レバー17を係止させる。そして、両手で第一、第二
ハンドル6、7をそれぞれ握りつつ、伝達軸14及び脚
9を共振体2に接当させ、試験体と弾性波発生機構3と
の間に共振体2を挟み込む姿勢で弾性波パルス入射装置
1全体をを試験体に押しつける。次いで、第一ハンドル
6を把持する手の指で操作レバー17を操作し、第一ハ
ンドル6の付勢力で打撃体15を下蓋11側に瞬間的に
移動させ、下蓋11に衝突させる。打撃体15が下蓋1
1に対し微少に傾いて複数群のパルスが発生したとして
も、それらのパルスの時間差は下蓋11から伝達軸14
を介して共振体2に伝わる間に緩和され、一群のパルス
となる。この一群のパルスが共振体2において共振し、
試験体に入射されることとなる。
一方の手で押さえ、他方の手で操作レバー17を引き上
げてスプリング16を圧縮変形させ、屈曲部18aに操
作レバー17を係止させる。そして、両手で第一、第二
ハンドル6、7をそれぞれ握りつつ、伝達軸14及び脚
9を共振体2に接当させ、試験体と弾性波発生機構3と
の間に共振体2を挟み込む姿勢で弾性波パルス入射装置
1全体をを試験体に押しつける。次いで、第一ハンドル
6を把持する手の指で操作レバー17を操作し、第一ハ
ンドル6の付勢力で打撃体15を下蓋11側に瞬間的に
移動させ、下蓋11に衝突させる。打撃体15が下蓋1
1に対し微少に傾いて複数群のパルスが発生したとして
も、それらのパルスの時間差は下蓋11から伝達軸14
を介して共振体2に伝わる間に緩和され、一群のパルス
となる。この一群のパルスが共振体2において共振し、
試験体に入射されることとなる。
【0023】次に、図4、5を参照しつつ、PC橋梁を
試験体として非破壊検査を実施する際に、本発明の弾性
波パルス衝撃装置を用いる場合について説明する。
試験体として非破壊検査を実施する際に、本発明の弾性
波パルス衝撃装置を用いる場合について説明する。
【0024】図4に示すように、本実施形態での非破壊
検査は、主桁方向に対する補強を複数の縦鋼線5のテン
ションにより実現するポストテンション方式の複合構造
物たるPC橋梁50において、グラウトの充填状態を検
査する場合に関する。鉄筋コンクリートにより構成され
たこのPC橋梁50主要部であるPC橋梁本体54は、
水平部52及び垂直部53を有する正面視略T字状に形
成されている。剛性の補強材たる鋼線55は、5〜10
mm程度の直径の鋼線を複数本束ねてなり、各鋼線はP
C橋梁本体54の両端部、または、両端側上面の間に垂
直部53の下側に迂回するように張り巡らされている。
検査は、主桁方向に対する補強を複数の縦鋼線5のテン
ションにより実現するポストテンション方式の複合構造
物たるPC橋梁50において、グラウトの充填状態を検
査する場合に関する。鉄筋コンクリートにより構成され
たこのPC橋梁50主要部であるPC橋梁本体54は、
水平部52及び垂直部53を有する正面視略T字状に形
成されている。剛性の補強材たる鋼線55は、5〜10
mm程度の直径の鋼線を複数本束ねてなり、各鋼線はP
C橋梁本体54の両端部、または、両端側上面の間に垂
直部53の下側に迂回するように張り巡らされている。
【0025】PC橋梁50は、縦鋼線55の長手方向X
に対して符号50a,50aに示すように、複数個のも
のがその端部を近接させるようにして図示しない桁の上
に配置される。また、長手方向Xに直交する横方向Yに
対して、符号50bに示すように、複数個のPC橋梁が
近接して配置される。これら横方向Yに並ぶPC橋梁5
0同士は、PC橋梁50の配置後に、横方向Yに対し貫
通する複数本の横鋼線56により接合される。
に対して符号50a,50aに示すように、複数個のも
のがその端部を近接させるようにして図示しない桁の上
に配置される。また、長手方向Xに直交する横方向Yに
対して、符号50bに示すように、複数個のPC橋梁が
近接して配置される。これら横方向Yに並ぶPC橋梁5
0同士は、PC橋梁50の配置後に、横方向Yに対し貫
通する複数本の横鋼線56により接合される。
【0026】縦鋼線55の鋼線端部55aは、PC橋梁
50の両端部においては他のPC橋梁50と近接するこ
とにより、また、PC橋梁50の上面においては、モル
タルを埋め込まれると共に、アスファルトを敷きつめら
れることから、縦鋼線55等に弾性波を入射及び受信し
難い状況となっている。以下の方法では、このような状
況下で、アスファルト等の剥離作業等を伴わない簡易な
作業で、弾性波を入射しまたは受信することが可能であ
る。
50の両端部においては他のPC橋梁50と近接するこ
とにより、また、PC橋梁50の上面においては、モル
タルを埋め込まれると共に、アスファルトを敷きつめら
れることから、縦鋼線55等に弾性波を入射及び受信し
難い状況となっている。以下の方法では、このような状
況下で、アスファルト等の剥離作業等を伴わない簡易な
作業で、弾性波を入射しまたは受信することが可能であ
る。
【0027】このPC橋梁50では、PC橋梁本体54
の形成後に、図3に示す縦鋼線55及びグラウト58を
充填する。このPC橋梁50を構成するに当たっては、
あらかじめシース管57を配置した状態でコンクリート
を打ち込んで、PC橋梁本体54を固化形成し、PC橋
梁本体54内に孔57aを形成しておく。次いで、孔5
7a内に縦鋼線55を挿通すると共に、両端からテンシ
ョンをかけた状態で鋼線端部55a内に楔55bを打ち
込んでPC橋梁本体54の主桁方向に対し圧縮力を付与
する。この状態で孔57a内にセメントミルク等よりな
るグラウト58を充填し固化させる。本実施形態では、
このグラウト58の充填不良箇所、または、非充填箇所
を検出する。
の形成後に、図3に示す縦鋼線55及びグラウト58を
充填する。このPC橋梁50を構成するに当たっては、
あらかじめシース管57を配置した状態でコンクリート
を打ち込んで、PC橋梁本体54を固化形成し、PC橋
梁本体54内に孔57aを形成しておく。次いで、孔5
7a内に縦鋼線55を挿通すると共に、両端からテンシ
ョンをかけた状態で鋼線端部55a内に楔55bを打ち
込んでPC橋梁本体54の主桁方向に対し圧縮力を付与
する。この状態で孔57a内にセメントミルク等よりな
るグラウト58を充填し固化させる。本実施形態では、
このグラウト58の充填不良箇所、または、非充填箇所
を検出する。
【0028】上述の弾性波パルス入射装置1による弾性
波パルスの入射一及びAEセンサー60の取り付け位置
は、鋼線端部55aの近傍における長手方向Xに沿うP
C橋梁50の表面、すなわち、垂直部53の横方向Yに
直交する表面である第一側面53a、または、第二側面
53bである。これら第一側面53a及び第二側面53
bは、PC橋梁50の設置後においても外部に露出して
いることから、弾性波パルス入射装置1による弾性波パ
ルスの入射及びAEセンサー60の取り付けが非常に容
易である。本実施形態においては、共振体2の接当面2
aを接当させる面、すなわち、弾性波パルスの入射側面
とAEセンサー60による弾性波の受信側面が、共にP
C橋梁50の同じ側の面である第一側面53aとなるよ
うにしてある。
波パルスの入射一及びAEセンサー60の取り付け位置
は、鋼線端部55aの近傍における長手方向Xに沿うP
C橋梁50の表面、すなわち、垂直部53の横方向Yに
直交する表面である第一側面53a、または、第二側面
53bである。これら第一側面53a及び第二側面53
bは、PC橋梁50の設置後においても外部に露出して
いることから、弾性波パルス入射装置1による弾性波パ
ルスの入射及びAEセンサー60の取り付けが非常に容
易である。本実施形態においては、共振体2の接当面2
aを接当させる面、すなわち、弾性波パルスの入射側面
とAEセンサー60による弾性波の受信側面が、共にP
C橋梁50の同じ側の面である第一側面53aとなるよ
うにしてある。
【0029】非破壊検査を実施するに際しては、まず、
レーダー法等により縦鋼線55の位置を調べる。この場
合、パルス幅が1〜6ns程度の短いパルス状送信波を
送信アンテナからコンクリートのPC橋梁本体54中に
放射し、コンクリートと比誘電率が異なる鋼線、隙間な
どとの境界面で反射した波を受信アンテナにより受信
し、縦鋼線55の位置を把握する。このようにして求め
た縦鋼線55の概略位置に印を付け、PC橋梁50の一
端側の表面にAEセンサー60を取り付けると共に、他
端側の表面に弾性波パルス入射装置1を接当させ、弾性
波パルスを入射する。受信された弾性波からは伝達経路
の違いに基づく弾性波の伝達時間差を利用して表面波が
除去されると共に周波数解析等がなされて、グラウトの
充填状態の検査が行われる。コンクリート部分を介して
充分な強度の弾性波パルスが入射されるが、共振体2の
広い接当面2aにより、弾性波入射部分のコンクリート
の損傷は防止される。
レーダー法等により縦鋼線55の位置を調べる。この場
合、パルス幅が1〜6ns程度の短いパルス状送信波を
送信アンテナからコンクリートのPC橋梁本体54中に
放射し、コンクリートと比誘電率が異なる鋼線、隙間な
どとの境界面で反射した波を受信アンテナにより受信
し、縦鋼線55の位置を把握する。このようにして求め
た縦鋼線55の概略位置に印を付け、PC橋梁50の一
端側の表面にAEセンサー60を取り付けると共に、他
端側の表面に弾性波パルス入射装置1を接当させ、弾性
波パルスを入射する。受信された弾性波からは伝達経路
の違いに基づく弾性波の伝達時間差を利用して表面波が
除去されると共に周波数解析等がなされて、グラウトの
充填状態の検査が行われる。コンクリート部分を介して
充分な強度の弾性波パルスが入射されるが、共振体2の
広い接当面2aにより、弾性波入射部分のコンクリート
の損傷は防止される。
【0030】
【発明の効果】このように、本発明にかかる弾性波パル
ス入射装置の上記特徴によれば、打撃体と被打撃体との
機械的な衝突で高強度の弾性波パルスを入射できなが
ら、共振体を介在させることで試験体を傷つけ難くなっ
た。そして、大出力の電源などを用いず、水平方向に対
しても弾性波パルスを試験体に容易に入射できて現場で
の取り扱いが容易となり、しかも、共振体を異なるもの
に交換することで、簡単且つ確実に周波数特性をも変更
することが可能となった。
ス入射装置の上記特徴によれば、打撃体と被打撃体との
機械的な衝突で高強度の弾性波パルスを入射できなが
ら、共振体を介在させることで試験体を傷つけ難くなっ
た。そして、大出力の電源などを用いず、水平方向に対
しても弾性波パルスを試験体に容易に入射できて現場で
の取り扱いが容易となり、しかも、共振体を異なるもの
に交換することで、簡単且つ確実に周波数特性をも変更
することが可能となった。
【0031】現場での取り扱い性は、上述の打撃体の駆
動手段に付勢手段を用いる特徴や、上述の一対のハンド
ルを設ける特徴等によれば、一層向上することとなっ
た。また、上述の脚及びダンパーを用いる特徴によれ
ば、さらに安定した一群の弾性波を共振体を介して試験
体に入射することが可能となった。
動手段に付勢手段を用いる特徴や、上述の一対のハンド
ルを設ける特徴等によれば、一層向上することとなっ
た。また、上述の脚及びダンパーを用いる特徴によれ
ば、さらに安定した一群の弾性波を共振体を介して試験
体に入射することが可能となった。
【0032】なお、特許請求の範囲の項に記入した符号
は、あくまでも図面との対照を便利にするためのものに
すぎず、該記入により本発明は添付図面の構成に限定さ
れるものではない。
は、あくまでも図面との対照を便利にするためのものに
すぎず、該記入により本発明は添付図面の構成に限定さ
れるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる弾性波パルス入力装置の正面図
である。
である。
【図2】図1の縦断面図である。
【図3】図1におけるA−A線断面図、すなわち、弾性
波発生機構の底面図である。(b)は操作レバーとレバ
ー溝屈曲部との関係を示す斜視図である。
波発生機構の底面図である。(b)は操作レバーとレバ
ー溝屈曲部との関係を示す斜視図である。
【図4】(a)はPC橋梁を試験体とし本発明にかかる
弾性波パルス入力装置を用いて非破壊試験を行う状態を
示す斜視図、(b)は(a)のPC橋梁の左半分を示す
側面図である。
弾性波パルス入力装置を用いて非破壊試験を行う状態を
示す斜視図、(b)は(a)のPC橋梁の左半分を示す
側面図である。
【図5】PC橋梁の縦鋼線に沿った横断面図である。
【図6】(a)はPZTを用いた発信器により入射され
た弾性波パルスの時間と受信強度との関係を示すグラ
フ、(b)は(a)と同条件により本発明にかかる弾性
波パルス入射装置により入射した場合の(a)と同趣旨
のグラフ、(c)は本弾性波パルス入力装置における共
振体の厚みを20mmにした場合の弾性波パルスの時間
と受信強度との関係を示すグラフ、(d)は(c)と同
条件で共振体の厚さを10mmにした場合の(c)と同
趣旨のグラフ、(e)は(c)の条件、(f)は(d)
の条件におけるそれぞれ受信弾性波パルスの周波数分布
を示すグラフである。
た弾性波パルスの時間と受信強度との関係を示すグラ
フ、(b)は(a)と同条件により本発明にかかる弾性
波パルス入射装置により入射した場合の(a)と同趣旨
のグラフ、(c)は本弾性波パルス入力装置における共
振体の厚みを20mmにした場合の弾性波パルスの時間
と受信強度との関係を示すグラフ、(d)は(c)と同
条件で共振体の厚さを10mmにした場合の(c)と同
趣旨のグラフ、(e)は(c)の条件、(f)は(d)
の条件におけるそれぞれ受信弾性波パルスの周波数分布
を示すグラフである。
1 弾性波パルス入射装置 2 共振体 2a 試験体に対する共振体の接当面 3 弾性波発生機構 5 筒状体 6 第一ハンドル 7 第二ハンドル 8 ハンドルねじ 9 脚 9a ダンパー 9b ロックナット 10 上蓋 10a 連結ねじ 11 下蓋(被打撃体) 12 支持軸 14 伝達軸 14a ねじ部 14b 共振体に対する伝達軸の接当面 15 打撃体 16 スプリング(付勢手段) 17 操作レバー 18 レバー溝 18a 屈曲部 50 PC橋梁(試験体) 50a 縦連続橋梁 50b 横連続橋梁 52 水平部 53 垂直部 53a 第一側面 53b 第二側面 54 PC橋梁本体 55 縦鋼線 55a 鋼線端部 55b 楔 56 横鋼線 57 シース管 57a 孔 58 グラウト 60 AEセンサー X 長手方向 Y 横方向
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今中 拓一 大阪市西区北堀江1丁目18番14号 非破壊 検査株式会社内
Claims (4)
- 【請求項1】 非破壊検査を行う試験体(50)に弾性
波パルスを入射するための弾性波パルス入射装置であっ
て、弾性波パルスを発生する弾性波発生機構(3)と、
この弾性波発生機構(3)から発生した弾性波パルスと
共振し且つ前記試験体(50)に接当する交換可能な共
振体(2)とを設け、前記弾性波発生機構(3)に、打
撃体(15)と、この打撃体(15)が衝突する被打撃
体(11)と、打撃体(15)を被打撃体(11)側に
移動させる駆動手段(16)と、打撃体(15)が被打
撃体(11)と衝突することにより発生する弾性波パル
スを前記被打撃体(11)から前記共振体(2)に伝達
する伝達軸(14)とを設け、前記共振体(2)に対す
る前記伝達軸(14)の接当面(14b)よりも前記試
験体(50)に対する前記共振体(2)の接当面(2
a)を広く設定したことを特徴とする弾性波パルス入射
装置。 - 【請求項2】 前記駆動手段(16)が前記打撃体(1
5)を前記被打撃体(11)側に付勢する付勢手段であ
ることを特徴とする請求項1に記載の弾性波パルス入射
装置。 - 【請求項3】 伝達軸(14)と前記共振体(2)との
傾きを調節可能な脚(9)を設け、この脚(9)におけ
る前記共振体(2)との接当部にダンパー(9a)を設
けたことを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載
の弾性波パルス入射装置。 - 【請求項4】 前記弾性波発生機構(3)に、前記打撃
体(15)を摺動自在に支持する支持軸(12)と、こ
れら支持軸(12)及び打撃体(15)を収納する筒状
体(5)と、この筒状体(5)から前記支持軸(12)
の長手方向に隔てて突出する一対のハンドル(6,7)
と、前記打撃体(15)から前記筒状体(5)の外部に
突出する操作レバー(17)とを設け、前記付勢手段
(16)を前記打撃体(15)の前記被打撃体(11)
とは反対側に配置し、前記筒状体(5)に前記操作レバ
ー(17)移動用のレバー溝(18)を形成すると共
に、前記レバー溝(18)のうち前記付勢手段(16)
を縮小させる側の位置で且つ前記ハンドル(6)の近傍
にこの操作レバー(17)を係止する屈曲部(18a)
を形成したことを特徴とする請求項2又は3のいずれか
に記載の弾性波パルス入射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8277502A JPH10104210A (ja) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | 弾性波パルス入射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8277502A JPH10104210A (ja) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | 弾性波パルス入射装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10104210A true JPH10104210A (ja) | 1998-04-24 |
Family
ID=17584498
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8277502A Pending JPH10104210A (ja) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | 弾性波パルス入射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10104210A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006162321A (ja) * | 2004-12-03 | 2006-06-22 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 超音波探傷検査による欠陥識別方法とその装置 |
| JP2008261871A (ja) * | 2001-10-12 | 2008-10-30 | Sekisui Chem Co Ltd | 鉄筋コンクリート管の検査方法、および鉄筋コンクリート管の検査機器 |
| JP2009186484A (ja) * | 2001-12-20 | 2009-08-20 | Micromentis Inc | プロファイリングシステム |
| RU2556280C1 (ru) * | 2013-12-09 | 2015-07-10 | Олег Савельевич Кочетов | Ударное устройство для имитации случайного воздействия |
| JP2017138177A (ja) * | 2016-02-03 | 2017-08-10 | Jfe物流株式会社 | 打撃装置 |
-
1996
- 1996-09-26 JP JP8277502A patent/JPH10104210A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008261871A (ja) * | 2001-10-12 | 2008-10-30 | Sekisui Chem Co Ltd | 鉄筋コンクリート管の検査方法、および鉄筋コンクリート管の検査機器 |
| JP2009186484A (ja) * | 2001-12-20 | 2009-08-20 | Micromentis Inc | プロファイリングシステム |
| JP2006162321A (ja) * | 2004-12-03 | 2006-06-22 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 超音波探傷検査による欠陥識別方法とその装置 |
| RU2556280C1 (ru) * | 2013-12-09 | 2015-07-10 | Олег Савельевич Кочетов | Ударное устройство для имитации случайного воздействия |
| JP2017138177A (ja) * | 2016-02-03 | 2017-08-10 | Jfe物流株式会社 | 打撃装置 |
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