赤外線照射装置及び赤外線照射検査装置
【課題】太陽光の届かない場所や、曇り空のときでも、また足場などを組むことなく遠距離からでも、コンクリート構造物の内部欠陥を検査できる手軽な検査装置を提供する。
【解決手段】反射面にアルミニュームまたは金の蒸着を施した放物面鏡の焦点に、ショートアークキセノン電球の発光点を配置し、放射光を平行光に近く集光させ、遠距離まで到達するように配置したことを特徴とする赤外線照射装置と赤外線サーモカメラを電動雲台に搭載し、発電機で駆動できる赤外線照射検査装置。
【解決手段】反射面にアルミニュームまたは金の蒸着を施した放物面鏡の焦点に、ショートアークキセノン電球の発光点を配置し、放射光を平行光に近く集光させ、遠距離まで到達するように配置したことを特徴とする赤外線照射装置と赤外線サーモカメラを電動雲台に搭載し、発電機で駆動できる赤外線照射検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート構造物の内部欠陥を検出する際に使用する赤外線照射検査装置に関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
コンクリートの非破壊検査には、パッシブ加熱式とアクティブ加熱式がある。パッシブ加熱式は、太陽光によるコンクリートの表面温度の日変化を測定するもので、検査に長時間を要し、また気候条件により測定精度及び適用限界が大きく影響される。また、コンクリート表面から深さ１〜２ｃｍ程度に存在する内部欠陥或いは剥離しか検出できないという問題もある。
また、従来のアクティブ加熱式は、赤外線ストーブ、灯油焚きヒータ、ガス式ヒータなどで、長時間にわたってコンクリートを加熱するものである。こららの加熱手段のうち、燃焼に伴う炭酸ガスなどの副産物が発生するものでは、地下室や屋内などの閉鎖空間で適用する際には、換気が不可欠となる。また高所における検査では、大掛かりな足場を組む必要がある。
【０００３】
また特許文献１に開示されている赤外線照射装置もあるが、装置が大掛かりな割に効率が悪く、しかも遠距離照射ができないなどの欠陥が指摘できる。例えば、トンネル内部のコンクリート壁の亀裂や剥離などを検出する手段として、従来の打音テストによる診断方法に替わって、なんらかの熱源によりトンネル壁面を加熱し、正常部位の温度分布の差から欠陥部位を検出する方法が用いられている。これら赤外線カメラを用いたアクティブな手法の従来技術として、例えば、特許文献２には、コンクリート構造物に赤外線を均一に照射する手段を用いて、温度分布を測定することにより構造物の内部欠陥を検出する方法が開示されている。また特許文献３に開示されているマイクロ波を照射する方法もある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１８５６０７号公報
【特許文献２】特開２００３−１８５６０８号公報
【特許文献３】特開２００７−１３２７３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１、特許文献２、によるアクティブ加熱方法では、加熱範囲が広くなり大掛かりな装置が必要となる。また、遠距離からの加熱ができないため対象コンクリート構造物の近傍に装置を配備せざるをえず足場を構築するなどの多大の経費を必要とする。特許文献３によるマイクロ波加熱方法においても特許文献２同様に遠距離からの照射が不可能であり、なによりも水分が含まれることが加熱の前提となるし、大容量のマイクロ波を扱うため多大の危険性が伴う。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この問題の解決策として、放物面反射鏡の反射面に赤外線成分を効率よく反射させる、アルミニューム、銀、金などのメッキまたは真空蒸着などの反射膜を形成した、反射鏡の焦点に、発光点が小さくかつ赤外線波長の発光量が多いショートアークキセノン球を配置したことを特徴とする赤外線照射装置を提案することにより問題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
上記赤外線照射装置を使用することにより、照射範囲が絞り込まれることとなり、照射範囲は限定されるものの、キセノン球から放射される赤外線が効率よく集光、反射されることとなり、より遠距離へ、強力な赤外線照射が可能となる。
【０００８】
実験によれば、キセノン球の出力５００Ｗ、反射鏡径２２０ミリ、照射距離１０メートルで、１２秒で約２℃の温度上昇がみとめられた。この結果により電源は９００Ｗクラスのガソリンエンジン発電機で充分であり、赤外線照射ライト、赤外線サーモカメラ、電動駆動台（雲台）の装置全体重量５０ｋｇ程度であり、装置全体を普通乗用車に積載し、手軽に出張してコンクリート構造物の非破壊検査が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明に係る赤外線照射装置およびその方法の最良の実施形態について説明する。図１は、赤外線照射投光器の概略説明図である。また図２は赤外線照射検査装置の構成配置図である。
【００１０】
図２の１８の電動雲台に１４，１６の光軸を合わせ配置する。１４，１６，１８への電源は２０のケーブルを介して２２より供給する。１８につながるコントローラーにより手動または、コンピューターによる自動制御により１４、１６を同時に目標のコンクリート構造物へ向ける、赤外線投光器より放射された赤外光をコンクリート構造物が吸収し発熱した温度上昇を時間、上昇温度変化を赤外線サーモカメラにてモニターする。コンクリート構造物内部の空洞、割れ、剥がれなどの状況により、温度上昇時間などの変化に差異が生ずる、その温度変化の差異を解析することにより、コンクリート構造物の内部状況を把握する。
【００１１】
前記の温度上昇の変化による、コンクリート構造物の内部状況を解析する技術はすでに、太陽光を熱源とするパッシブ赤外線法として確立されている。しかしながら太陽光の当たらない場所や、曇りの日など様々な条件でパッシブ赤外線法ができない場面が多々あり、いつでも任意な時、場所で検査できる方法が求められている。アクティブ赤外線法として、特許文献２，３などが存在するが、いずれも普通乗用車に積載し現場に移動して手軽に検査することはできなかった。
【００１２】
本発明の装置は全体重量でも５０ｋｇ程度であり、手軽に持ち運びでき、検査できる装置である。当然のことであるが、本発明の投光器は赤外線を効率よく照射するため、通常可視光の投光器のように全面にガラスは配置（ガラスは中赤外光を吸収する）せず、使用時は反射光が直接目標に照射できる構造である。使用時の雨などの心配もあるが、雨天時はコンクリート構造物が水分を含み、正確な検査結果が得られず、雨天時の使用は考慮する必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】赤外線照射投光器の概略説明図である。
【図２】赤外線照射検査装置の構成配置図である。
【符号の説明】
【００１４】
１０……反射光、１１………放物面鏡、１２………キセノン球、１４………投光器、１６………赤外サーモカメラ、１８………電動雲台、２０………電源供給ケーブル、２２………発電機。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート構造物の内部欠陥を検出する際に使用する赤外線照射検査装置に関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
コンクリートの非破壊検査には、パッシブ加熱式とアクティブ加熱式がある。パッシブ加熱式は、太陽光によるコンクリートの表面温度の日変化を測定するもので、検査に長時間を要し、また気候条件により測定精度及び適用限界が大きく影響される。また、コンクリート表面から深さ１〜２ｃｍ程度に存在する内部欠陥或いは剥離しか検出できないという問題もある。
また、従来のアクティブ加熱式は、赤外線ストーブ、灯油焚きヒータ、ガス式ヒータなどで、長時間にわたってコンクリートを加熱するものである。こららの加熱手段のうち、燃焼に伴う炭酸ガスなどの副産物が発生するものでは、地下室や屋内などの閉鎖空間で適用する際には、換気が不可欠となる。また高所における検査では、大掛かりな足場を組む必要がある。
【０００３】
また特許文献１に開示されている赤外線照射装置もあるが、装置が大掛かりな割に効率が悪く、しかも遠距離照射ができないなどの欠陥が指摘できる。例えば、トンネル内部のコンクリート壁の亀裂や剥離などを検出する手段として、従来の打音テストによる診断方法に替わって、なんらかの熱源によりトンネル壁面を加熱し、正常部位の温度分布の差から欠陥部位を検出する方法が用いられている。これら赤外線カメラを用いたアクティブな手法の従来技術として、例えば、特許文献２には、コンクリート構造物に赤外線を均一に照射する手段を用いて、温度分布を測定することにより構造物の内部欠陥を検出する方法が開示されている。また特許文献３に開示されているマイクロ波を照射する方法もある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１８５６０７号公報
【特許文献２】特開２００３−１８５６０８号公報
【特許文献３】特開２００７−１３２７３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１、特許文献２、によるアクティブ加熱方法では、加熱範囲が広くなり大掛かりな装置が必要となる。また、遠距離からの加熱ができないため対象コンクリート構造物の近傍に装置を配備せざるをえず足場を構築するなどの多大の経費を必要とする。特許文献３によるマイクロ波加熱方法においても特許文献２同様に遠距離からの照射が不可能であり、なによりも水分が含まれることが加熱の前提となるし、大容量のマイクロ波を扱うため多大の危険性が伴う。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この問題の解決策として、放物面反射鏡の反射面に赤外線成分を効率よく反射させる、アルミニューム、銀、金などのメッキまたは真空蒸着などの反射膜を形成した、反射鏡の焦点に、発光点が小さくかつ赤外線波長の発光量が多いショートアークキセノン球を配置したことを特徴とする赤外線照射装置を提案することにより問題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
上記赤外線照射装置を使用することにより、照射範囲が絞り込まれることとなり、照射範囲は限定されるものの、キセノン球から放射される赤外線が効率よく集光、反射されることとなり、より遠距離へ、強力な赤外線照射が可能となる。
【０００８】
実験によれば、キセノン球の出力５００Ｗ、反射鏡径２２０ミリ、照射距離１０メートルで、１２秒で約２℃の温度上昇がみとめられた。この結果により電源は９００Ｗクラスのガソリンエンジン発電機で充分であり、赤外線照射ライト、赤外線サーモカメラ、電動駆動台（雲台）の装置全体重量５０ｋｇ程度であり、装置全体を普通乗用車に積載し、手軽に出張してコンクリート構造物の非破壊検査が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明に係る赤外線照射装置およびその方法の最良の実施形態について説明する。図１は、赤外線照射投光器の概略説明図である。また図２は赤外線照射検査装置の構成配置図である。
【００１０】
図２の１８の電動雲台に１４，１６の光軸を合わせ配置する。１４，１６，１８への電源は２０のケーブルを介して２２より供給する。１８につながるコントローラーにより手動または、コンピューターによる自動制御により１４、１６を同時に目標のコンクリート構造物へ向ける、赤外線投光器より放射された赤外光をコンクリート構造物が吸収し発熱した温度上昇を時間、上昇温度変化を赤外線サーモカメラにてモニターする。コンクリート構造物内部の空洞、割れ、剥がれなどの状況により、温度上昇時間などの変化に差異が生ずる、その温度変化の差異を解析することにより、コンクリート構造物の内部状況を把握する。
【００１１】
前記の温度上昇の変化による、コンクリート構造物の内部状況を解析する技術はすでに、太陽光を熱源とするパッシブ赤外線法として確立されている。しかしながら太陽光の当たらない場所や、曇りの日など様々な条件でパッシブ赤外線法ができない場面が多々あり、いつでも任意な時、場所で検査できる方法が求められている。アクティブ赤外線法として、特許文献２，３などが存在するが、いずれも普通乗用車に積載し現場に移動して手軽に検査することはできなかった。
【００１２】
本発明の装置は全体重量でも５０ｋｇ程度であり、手軽に持ち運びでき、検査できる装置である。当然のことであるが、本発明の投光器は赤外線を効率よく照射するため、通常可視光の投光器のように全面にガラスは配置（ガラスは中赤外光を吸収する）せず、使用時は反射光が直接目標に照射できる構造である。使用時の雨などの心配もあるが、雨天時はコンクリート構造物が水分を含み、正確な検査結果が得られず、雨天時の使用は考慮する必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】赤外線照射投光器の概略説明図である。
【図２】赤外線照射検査装置の構成配置図である。
【符号の説明】
【００１４】
１０……反射光、１１………放物面鏡、１２………キセノン球、１４………投光器、１６………赤外サーモカメラ、１８………電動雲台、２０………電源供給ケーブル、２２………発電機。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射面にアルミニュームまたは金の蒸着を施した放物面鏡の焦点に、ショートアークキセノン電球の発光点を配置し、放射光を平行光に近く集光させ、遠距離まで到達するように配置したことを特徴とする赤外線照射装置。
【請求項２】
前記赤外線照射装置と赤外線サーモカメラとを同一の雲台に搭載し、コンクリート構造物の非破壊検査を実施することを特徴とする赤外線照射検査装置。
【請求項３】
前記赤外線照射装置とそれらを稼働するための、発電機またはバッテリーなどの移動可能な電源を備え、自動車に搭載し手軽に移動してコンクリート構造物の非破壊検査を実施することを特徴とする赤外線照射検査装置。
【請求項１】
反射面にアルミニュームまたは金の蒸着を施した放物面鏡の焦点に、ショートアークキセノン電球の発光点を配置し、放射光を平行光に近く集光させ、遠距離まで到達するように配置したことを特徴とする赤外線照射装置。
【請求項２】
前記赤外線照射装置と赤外線サーモカメラとを同一の雲台に搭載し、コンクリート構造物の非破壊検査を実施することを特徴とする赤外線照射検査装置。
【請求項３】
前記赤外線照射装置とそれらを稼働するための、発電機またはバッテリーなどの移動可能な電源を備え、自動車に搭載し手軽に移動してコンクリート構造物の非破壊検査を実施することを特徴とする赤外線照射検査装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００９−２３６５２８（Ｐ２００９−２３６５２８Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−７９８６０（Ｐ２００８−７９８６０）
【出願日】平成２０年３月２６日（２００８．３．２６）
【出願人】（５９３０１７７５１）川島工機株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２６日（２００８．３．２６）
【出願人】（５９３０１７７５１）川島工機株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
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