超音波探知装置及びそれを使用した超音波探知方法
【課題】コンクリート等の内部探知を高精度に行うことができる超音波探知装置及びそれを使用した超音波探知方法を提供する。
【解決手段】発信探触子と受信探触子との間隔を一定に保ちながら超音波を受信する毎にそれまでに受信した超音波との加算平均をnA回求める加算平均手段が設けられている。また、jをnA以下の自然数とし、各加算平均を時間の関数Gj(t)で表現した場合に、その関数Gj(t)に対し所定の時系列フィルタを乗じることにより、所定の数式の演算を行う時系列フィルタリング手段が設けられている。更に、時系列フィルタ手段に含まれる変数毎に表示する表示装置が設けられている。時系列フィルタは、所定値tT及びΔtに対し、t=tTで最大値1.0、t=tT−Δt以前の時刻及びt=tT+Δt以降の時刻で0となる正弦関数である。
【解決手段】発信探触子と受信探触子との間隔を一定に保ちながら超音波を受信する毎にそれまでに受信した超音波との加算平均をnA回求める加算平均手段が設けられている。また、jをnA以下の自然数とし、各加算平均を時間の関数Gj(t)で表現した場合に、その関数Gj(t)に対し所定の時系列フィルタを乗じることにより、所定の数式の演算を行う時系列フィルタリング手段が設けられている。更に、時系列フィルタ手段に含まれる変数毎に表示する表示装置が設けられている。時系列フィルタは、所定値tT及びΔtに対し、t=tTで最大値1.0、t=tT−Δt以前の時刻及びt=tT+Δt以降の時刻で0となる正弦関数である。
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【特許請求の範囲】
【請求項1】
発信探触子と受信探触子との間隔を一定量ずつ変更しながら超音波を受信する毎にそれまでに受信した超音波との加算平均をnA回求める加算平均手段と、前記発信探触子と前記受信探触子との中心を結ぶ線分上における前記発信探触子及び受信探触子の被探知体に接する部位の幅をφ、探触子間距離に依存する補正係数をα、被探知体におけるたて波の音速をVとしたときに、数式f0=α×V/φの演算を行う周波数演算手段と、jをnA以
1及び第2の周波数フィルタA1n1(f)及びA2n2(f)に対して、A1n1(f)・A2n2(f)・Fj(f)(n1は2又は4、n2は0以上の整数)のスペクトルの中心周波数が前記f0となるように前記n1及びn2の値を決定する乗数決定手段と、決定され
リエ変換手段と、GAj(t)とGAj+1(t)との位相差Δti及び外部から与えられ
を行う平均化手段と、前記平均化手段により得られた結果を自然数乗して表示する表示装置と、を有することを特徴とする超音波探知装置。
【請求項2】
発信探触子と受信探触子との間隔を一定量ずつ変更しながら超音波を受信する毎にそれまでに受信した超音波との加算平均をnA回求める加算平均手段と、前記加算平均手段により得られたnA個の加算平均の総加算平均をG0(t)として求める総加算平均手段と、
、任意の第1及び第2の周波数フィルタA1n1(f)及びA2n2(f)に対して、A1n1(f)・A2n2(f)・F0(f)(n1は2又は4、n2は0以上の整数)のスペクトルの中心周波数が予め設定された値となるように前記n1及びn2の値を決定する乗数決定手段と、決定されたn1及びn2に基づいて数式
換手段により得られた結果を自然数乗して表示する表示装置と、を有することを特徴とする超音波探知装置。
【請求項3】
前記予め設定された値は、周波数の関数である音速補正係数をγ、前記発信探触子及び受信探触子の間隔の変更量をΔa、被探知体におけるたて波の音速をVとしたときに、数式γ×V/(2×Δa)で与えられることを特徴とする請求項2に記載の超音波探知装置。
【請求項4】
前記表示装置は、nAの値が1だけ異なる2種のGA0(t)を同時に表示することができることを特徴とする請求項1に記載の超音波探知装置。
【請求項5】
前記GA0(t)に対し所定の時系列フィルタFiLTn5(t)(n5は自然数)を乗じる時系列フィルタリング手段と、前記GA0(t)をFiLTn5(t)・GA0(t)に置換する置換手段と、を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の超音波探知装置。
【請求項6】
前記GAj(t)に対し所定の時系列フィルタFiLTn5(t)(n5は自然数)を乗じる時系列フィルタリング手段と、前記GAj(t)をFiLTn5(t)・GAj(t)に置換する置換手段と、を有することを特徴とする請求項1に記載の超音波探知装置。
【請求項7】
前記時系列フィルタは、tTを探知目標とする波の起生時刻としたとき、t=0で0、t=tTで1.0、t=2tT以降の時刻で0となる正弦関数であることを特徴とする請求項5又は6に記載の超音波探知装置。
【請求項8】
前記時系列フィルタは、tTを探知目標とする波の起生時刻としたとき、t=0で0、t=tTで1.0となり、0≦t≦tTにおいて単調に増加し、t>tTで単調に減少する関数であることを特徴とする請求項5又は6に記載の超音波探知装置。
【請求項9】
発信探触子と受信探触子との間隔を一定量ずつ変更しながら超音波を受信する毎にそれまでに受信した超音波との加算平均をnA回求める加算平均手段と、被探知体における表面波とたて波との音速比をβL、前記発信探触子及び受信探触子の間隔の変更量をΔa、被探知体におけるたて波の音速をVとしたときに、数式fR1=βL×V/(2×Δa)の演算を行う周波数演算手段と、jを1又は2とし、前記各加算平均を
(f)及びA2n2(f)に対して、A1n1(f)・A2n2(f)・Fj(f)(n1は2又は4、n2は0以上の整数)のスペクトルの中心周波数がfR1となるように前記n1及びn2の値を決定する乗数決定手段と、決定されたn1及びn2に基づいて数式
エ変換手段により得られた結果を自然数乗して表示する表示装置と、を有することを特徴とする超音波探知装置。
【請求項10】
発信探触子と受信探触子との間隔を一定に保ちながら超音波を受信する毎にそれまでに受信した超音波との加算平均をnA回求める加算平均手段と、前記発信探触子と前記受信探触子との中心を結ぶ線分上における前記発信探触子及び受信探触子の被探知体に接する部位の幅をφ、探触子間距離に依存する補正係数をα、被探知体におけるたて波の音速をVとしたときに、数式f0=α×V/φの演算を行う周波数演算手段と、jをnA以下の自
第2の周波数フィルタA1n1(f)及びA2n2(f)に対して、A1n1(f)・A2n2(f)・Fj(f)(n1及びn2は0以上の整数)のスペクトルの中心周波数が前記f0となるように前記n1及びn2の値を決定する乗数決定手段と、決定されたn1及びn2
と、前記GAj(t)に対し所定の時系列フィルタFiLTn5(t)(n5は自然数)を
系列フィルタリング手段と、前記n5FAj(f)を前記n5毎に表示する表示装置と、を有し、前記時系列フィルタは、所定値tT及びΔtに対し、t=tTで最大値1.0、t=tT−Δt以前の時刻及びt=tT+Δt以降の時刻で0となる正弦関数であることを特徴とする超音波探知装置。
【請求項11】
発信探触子と受信探触子との間隔を一定に保ちながら超音波を受信する毎にそれまでに受信した超音波との加算平均をnA回求める加算平均手段と、前記発信探触子と前記受信探触子との中心を結ぶ線分上における前記発信探触子及び受信探触子の被探知体に接する部位の幅をφ、探触子間距離に依存する補正係数をα、被探知体におけるたて波の音速をVとしたときに、数式f0=α×V/φ及び数式fs=V/(π×φ)の演算を行う周波数演算手段と、数式n×fs<f0を満たす最大の自然数nを決定するn値決定手段と、j
任意の第1及び第2の周波数フィルタA1n1(f)及びA2n2(f)に対して、A1n1(f)・A2n2(f)・Fj(f)(n1及びn2は0以上の整数)のスペクトルの中心周波数が前記f0又はfsとなるように前記n1及びn2の値を決定する乗数決定手段と、
を行うフーリエ変換手段と、前記GAj(t)に対し所定の時系列フィルタFiLTn5(t)(n5は自然数)を乗じることにより、数式
と、前記FiLTn5(t)・GAj(t)及びn5FAj(f)を前記n5毎に表示する表示装置と、を有し、前記時系列フィルタは、所定値tT及びΔtに対し、t=tTで最大値1.0、t=tT−Δt以前の時刻及びt=tT+Δt以降の時刻で0となる正弦関数であることを特徴とする超音波探知装置。
【請求項12】
発信探触子と受信探触子との間隔を一定に保ちながら超音波を受信する毎にそれまでに受信した超音波との加算平均をnA回求める加算平均手段と、jをnA以下の自然数とし、
n2(f)に対して、n2を10以下の自然数として、数式
し所定の時系列フィルタFiLTn5(t)(n5は自然数)を乗じることにより、数式
と、前記n5FAj(f)を前記n5毎に表示する表示装置と、を有し、前記時系列フィルタは、所定値tT及びΔtに対し、t=tTで最大値1.0、t=tT−Δt以前の時刻及びt=tT+Δt以降の時刻で0となる正弦関数であることを特徴とする超音波探知装置。
【請求項13】
発信探触子と受信探触子との間隔を一定に保ちながら超音波を受信する毎にそれまでに受信した超音波との加算平均をnA回求める加算平均手段と、jをnA以下の自然数とし、
の時系列フィルタFiLTn5(t)(n5は自然数)を乗じることにより、数式
、前記n5FAj(f)を前記n5毎に表示する表示装置と、を有し、前記時系列フィルタは、所定値tT及びΔtに対し、t=tTで最大値1.0、t=tT−Δt以前の時刻及びt=tT+Δt以降の時刻で0となる正弦関数であることを特徴とする超音波探知装置。
【請求項14】
前記表示装置は、前記GBj(t)を自然数乗したものを表示することができることを特徴とする請求項10、11又は13に記載の超音波探知装置。
【請求項15】
前記表示装置は、前記HBj(t)を自然数乗したものを表示することができることを特徴とする請求項12に記載の超音波探知装置。
【請求項16】
前記Gj(t)、GAj(t)及びGBj(t)からなる群から選択された1の関数をPj(t)と表現し、JAをnA以下の自然数とし、Pj(t)(1≦j≦JA)の中で最も大きい振幅の絶対値を|maxP|とし、各Pj(t)の最大の振幅の絶対値を|maxPj|としたときに、予め定められたβに対して、|maxP|≦β・|maxPj|を満足するPj(t)を|maxP|/|maxPj|×Pj(t)に置換する置換手段を有することを特徴とする請求項10又は11に記載の超音波探知装置。
【請求項17】
前記Gj(t)及びGBj(t)からなる群から選択された1の関数をPj(t)と表現し、JAをnA以下の自然数とし、Pj(t)(1≦j≦JA)の中で最も大きい振幅の絶対値を|maxP|とし、各Pj(t)の最大の振幅の絶対値を|maxPj|としたときに、予め定められたβに対して、|maxP|≦β・|maxPj|を満足するPj(t)を|maxP|/|maxPj|×Pj(t)に置換する置換手段を有することを特徴とする請求項13に記載の超音波探知装置。
【請求項18】
前記Gj(t)、Hj(t)、HAj(t)及びHBj(t)からなる群から選択された1の関数をPj(t)と表現し、JAをnA以下の自然数とし、Pj(t)(1≦j≦JA)の中で最も大きい振幅の絶対値を|maxP|とし、各Pj(t)の最大の振幅の絶対値を|maxPj|としたときに、予め定められたβに対して、|maxP|≦β・|maxPj|を満足するPj(t)を|maxP|/|maxPj|×Pj(t)に置換する置換手段を有することを特徴とする請求項12に記載の超音波探知装置。
【請求項19】
前記Fj(f)、A1n1(f)・A2n2(f)・Fj(f)及びn5FAj(f)からなる群から選択された1の関数をPFj(f)と表現し、JAをnA以下の自然数とし、PFj(f)(1≦j≦JA)の中で最も大きいスペクトル値の絶対値をmaxSとし、各PFj(f)の最大のスペクトル値の絶対値をmaxSjとしたときに、予め定められたβに対して、maxS≦β・maxSjを満足するPFj(f)をmaxS/maxSj×PFj(f)に置換する置換手段を有することを特徴とする請求項10又は11に記載の超音波探知装置。
【請求項20】
前記Fj(f)及びn5FAj(f)からなる群から選択された1の関数をPFj(f)と表現し、JAをnA以下の自然数とし、PFj(f)(1≦j≦JA)の中で最も大きいスペクトル値の絶対値をmaxSとし、各PFj(f)の最大のスペクトル値の絶対値をmaxSjとしたときに、予め定められたβに対して、maxS≦β・maxSjを満足するPFj(f)をmaxS/maxSj×PFj(f)に置換する置換手段を有することを特徴とする請求項12又は13に記載の超音波探知装置。
【請求項21】
発信探触子と受信探触子との間隔を一定に保ちながら超音波を受信する毎にそれまでに受信した超音波との加算平均をnA回求める加算平均手段と、前記発信探触子と前記受信探触子との中心を結ぶ線分上における前記発信探触子及び受信探触子の被探知体に接する部位の幅をφ、探触子間距離に依存する補正係数をα、他の補正係数をα2、補正係数α2を求めたときの被探知体の音速をVST、被探知体におけるたて波の音速をVとしたときに、数式f0=α×V/φ及び数式fD=α2×V/VSTの演算を行う周波数演算手段と、f0<fDの場合に(f0+fD)/2で与えられる値をfwとし、f0≧fDの場合にfDをfwとする中心周波数決定手段と、jをnA以下の自然数とし、前記各加算平均を
(f)及びA2n2(f)に対して、A1n1(f)・A2n2(f)・Fj(f)(n1及びn2は0以上の整数)のスペクトルの中心周波数が前記fwとなるように前記n1及びn2の値を決定する乗数決定手段と、決定されたn1及びn2に基づいて数式
前記フーリエ変換手段により得られたGA1(t)及びGA2(t)を自然数np乗することにより、GA1np(t)及びGA2np(t)として表示する表示装置と、を有することを特徴とする超音波探知装置。
【請求項22】
前記GAj(t)(jは1又は2)に対し所定の時系列フィルタFiLTn5(t)(n5は自然数)を乗じる時系列フィルタリング手段と、前記GAj(t)をFiLTn5(t)・GAj(t)に置換する置換手段と、を有し、前記時系列フィルタは、被探知体の厚さ又は探知目標物までの距離をdとしたとき、2×d/Vで与えられるtTに関し、t=0で0、t=tTで1.0、t=2tT以降の時刻で0となる正弦関数であることを特徴とする請求項21に記載の超音波探知装置。
【請求項23】
前記表示装置は、前記GA1np(t)の最大の振幅の絶対値を|maxP1|とし、前記GA2np(t)の最大の振幅の絶対値を|maxP2|としたとき、|maxP1|≧|maxP2|であれば、GA1np(t)/|maxP1|及びGA2np(t)/|maxP1|を最大振幅値を1.0に標準化して表示し、|maxP1|<|maxP2|であれば、GA1np(t)/|maxP2|及びGA2np(t)/|maxP2|を最大振幅値を1.0に標準化して表示することを特徴とする請求項21に記載の超音波探知装置。
【請求項24】
前記表示装置は、GA1np(t)を画面から消去することを特徴とする請求項23に記載の超音波探知装置。
【請求項25】
前記tTの値は、被探知体の厚さ又は探知目標物までの距離をdとしたとき、2×d/V又は(2×d/V+β2/f0)(0≦β2≦2)で与えられることを特徴とする請求項10乃至13のいずれか1項に記載の超音波探知装置。
【請求項26】
前記tTの値は、前記発信探触子から探知目標までの路程をたて波で伝達し前記標知目標から前記受信探触子までの路程をよこ波で伝達する波の受信予測時刻、前記発信探触子から前記探知目標までの路程をよこ波で伝達し前記標知目標から前記受信探触子までの路程をたて波で伝達する波の受信予測時刻、及び前記発信探触子から前記探知目標を経由して前記受信探触子までの路程をよこ波で伝達する波の受信予測時刻からなる群から選択された1の受信予想時刻であることを特徴とする請求項10又は13に記載の超音波探知装置。
【請求項27】
前記tTの値は、前記発信探触子と前記受信探触子との間隔をa、たて波の音速をVp、表面を伝達する波の音速をVLとしたとき、a/Vp又は/VLで与えられることを特徴とする請求項10又は13に記載の超音波探知装置。
【請求項28】
前記FiLT(t)をt=0で0、t=tTで1.0、t=2tT以降の時刻で0となる正弦関数に置換するフィルタ置換手段を有することを特徴とする請求項10乃至13のいずれか1項に記載の超音波探知装置。
【請求項29】
前記FiLT(t)をt=0で0、t=tTで1.0、0≦t≦tTの範囲で単調に増加し、t>tTの範囲で単調に減少する関数に置換するフィルタ置換手段を有することを特徴とする請求項10乃至13のいずれか1項に記載の超音波探知装置。
【請求項30】
と、前記Gj(t)を前記Hj(t)に置換するフーリエスペクトル変換手段と、を有することを特徴とする請求項1、2、9、10、11又は13に記載の超音波探知装置。
【請求項31】
と、前記Gj(t)を前記Hj(t)に置換するフーリエスペクトル変換手段と、を有することを特徴とする請求項1、2又は9に記載の超音波探知装置。
【請求項32】
請求項10に記載の超音波探知装置を使用した超音波探知方法において、コンクリートに互いに平行に埋め込まれた鉄筋のかぶり厚をdRとしたとき、前記発信探触子と前記受信探触子との間隔を3×dR以上とし、1回の加算平均を得るために前記発信探触子と前記受信探触子と結ぶ線分を前記鉄筋の長手方向と平行になるように位置させ、加算平均毎に前記線分を前記鉄筋の長手方向に対して垂直な方向に平行移動させて前記発信探触子及び受信探触子の位置を配置し直す工程と、を有することを特徴とする超音波探知方法。
【請求項33】
請求項10に記載の超音波探知装置を使用した超音波探知方法において、コンクリートに埋め込まれた鉄骨のかぶり厚をdSとしたとき、前記発信探触子と前記受信探触子との間隔を3×dS以上とし、1回の加算平均を得るために前記発信探触子と前記受信探触子と結ぶ線分を前記鉄骨上に位置させ、加算平均毎に前記線分上で前記発信探触子及び受信探触子の位置を変更することを特徴とする超音波探知方法。
【請求項1】
発信探触子と受信探触子との間隔を一定量ずつ変更しながら超音波を受信する毎にそれまでに受信した超音波との加算平均をnA回求める加算平均手段と、前記発信探触子と前記受信探触子との中心を結ぶ線分上における前記発信探触子及び受信探触子の被探知体に接する部位の幅をφ、探触子間距離に依存する補正係数をα、被探知体におけるたて波の音速をVとしたときに、数式f0=α×V/φの演算を行う周波数演算手段と、jをnA以
1及び第2の周波数フィルタA1n1(f)及びA2n2(f)に対して、A1n1(f)・A2n2(f)・Fj(f)(n1は2又は4、n2は0以上の整数)のスペクトルの中心周波数が前記f0となるように前記n1及びn2の値を決定する乗数決定手段と、決定され
リエ変換手段と、GAj(t)とGAj+1(t)との位相差Δti及び外部から与えられ
を行う平均化手段と、前記平均化手段により得られた結果を自然数乗して表示する表示装置と、を有することを特徴とする超音波探知装置。
【請求項2】
発信探触子と受信探触子との間隔を一定量ずつ変更しながら超音波を受信する毎にそれまでに受信した超音波との加算平均をnA回求める加算平均手段と、前記加算平均手段により得られたnA個の加算平均の総加算平均をG0(t)として求める総加算平均手段と、
、任意の第1及び第2の周波数フィルタA1n1(f)及びA2n2(f)に対して、A1n1(f)・A2n2(f)・F0(f)(n1は2又は4、n2は0以上の整数)のスペクトルの中心周波数が予め設定された値となるように前記n1及びn2の値を決定する乗数決定手段と、決定されたn1及びn2に基づいて数式
換手段により得られた結果を自然数乗して表示する表示装置と、を有することを特徴とする超音波探知装置。
【請求項3】
前記予め設定された値は、周波数の関数である音速補正係数をγ、前記発信探触子及び受信探触子の間隔の変更量をΔa、被探知体におけるたて波の音速をVとしたときに、数式γ×V/(2×Δa)で与えられることを特徴とする請求項2に記載の超音波探知装置。
【請求項4】
前記表示装置は、nAの値が1だけ異なる2種のGA0(t)を同時に表示することができることを特徴とする請求項1に記載の超音波探知装置。
【請求項5】
前記GA0(t)に対し所定の時系列フィルタFiLTn5(t)(n5は自然数)を乗じる時系列フィルタリング手段と、前記GA0(t)をFiLTn5(t)・GA0(t)に置換する置換手段と、を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の超音波探知装置。
【請求項6】
前記GAj(t)に対し所定の時系列フィルタFiLTn5(t)(n5は自然数)を乗じる時系列フィルタリング手段と、前記GAj(t)をFiLTn5(t)・GAj(t)に置換する置換手段と、を有することを特徴とする請求項1に記載の超音波探知装置。
【請求項7】
前記時系列フィルタは、tTを探知目標とする波の起生時刻としたとき、t=0で0、t=tTで1.0、t=2tT以降の時刻で0となる正弦関数であることを特徴とする請求項5又は6に記載の超音波探知装置。
【請求項8】
前記時系列フィルタは、tTを探知目標とする波の起生時刻としたとき、t=0で0、t=tTで1.0となり、0≦t≦tTにおいて単調に増加し、t>tTで単調に減少する関数であることを特徴とする請求項5又は6に記載の超音波探知装置。
【請求項9】
発信探触子と受信探触子との間隔を一定量ずつ変更しながら超音波を受信する毎にそれまでに受信した超音波との加算平均をnA回求める加算平均手段と、被探知体における表面波とたて波との音速比をβL、前記発信探触子及び受信探触子の間隔の変更量をΔa、被探知体におけるたて波の音速をVとしたときに、数式fR1=βL×V/(2×Δa)の演算を行う周波数演算手段と、jを1又は2とし、前記各加算平均を
(f)及びA2n2(f)に対して、A1n1(f)・A2n2(f)・Fj(f)(n1は2又は4、n2は0以上の整数)のスペクトルの中心周波数がfR1となるように前記n1及びn2の値を決定する乗数決定手段と、決定されたn1及びn2に基づいて数式
エ変換手段により得られた結果を自然数乗して表示する表示装置と、を有することを特徴とする超音波探知装置。
【請求項10】
発信探触子と受信探触子との間隔を一定に保ちながら超音波を受信する毎にそれまでに受信した超音波との加算平均をnA回求める加算平均手段と、前記発信探触子と前記受信探触子との中心を結ぶ線分上における前記発信探触子及び受信探触子の被探知体に接する部位の幅をφ、探触子間距離に依存する補正係数をα、被探知体におけるたて波の音速をVとしたときに、数式f0=α×V/φの演算を行う周波数演算手段と、jをnA以下の自
第2の周波数フィルタA1n1(f)及びA2n2(f)に対して、A1n1(f)・A2n2(f)・Fj(f)(n1及びn2は0以上の整数)のスペクトルの中心周波数が前記f0となるように前記n1及びn2の値を決定する乗数決定手段と、決定されたn1及びn2
と、前記GAj(t)に対し所定の時系列フィルタFiLTn5(t)(n5は自然数)を
系列フィルタリング手段と、前記n5FAj(f)を前記n5毎に表示する表示装置と、を有し、前記時系列フィルタは、所定値tT及びΔtに対し、t=tTで最大値1.0、t=tT−Δt以前の時刻及びt=tT+Δt以降の時刻で0となる正弦関数であることを特徴とする超音波探知装置。
【請求項11】
発信探触子と受信探触子との間隔を一定に保ちながら超音波を受信する毎にそれまでに受信した超音波との加算平均をnA回求める加算平均手段と、前記発信探触子と前記受信探触子との中心を結ぶ線分上における前記発信探触子及び受信探触子の被探知体に接する部位の幅をφ、探触子間距離に依存する補正係数をα、被探知体におけるたて波の音速をVとしたときに、数式f0=α×V/φ及び数式fs=V/(π×φ)の演算を行う周波数演算手段と、数式n×fs<f0を満たす最大の自然数nを決定するn値決定手段と、j
任意の第1及び第2の周波数フィルタA1n1(f)及びA2n2(f)に対して、A1n1(f)・A2n2(f)・Fj(f)(n1及びn2は0以上の整数)のスペクトルの中心周波数が前記f0又はfsとなるように前記n1及びn2の値を決定する乗数決定手段と、
を行うフーリエ変換手段と、前記GAj(t)に対し所定の時系列フィルタFiLTn5(t)(n5は自然数)を乗じることにより、数式
と、前記FiLTn5(t)・GAj(t)及びn5FAj(f)を前記n5毎に表示する表示装置と、を有し、前記時系列フィルタは、所定値tT及びΔtに対し、t=tTで最大値1.0、t=tT−Δt以前の時刻及びt=tT+Δt以降の時刻で0となる正弦関数であることを特徴とする超音波探知装置。
【請求項12】
発信探触子と受信探触子との間隔を一定に保ちながら超音波を受信する毎にそれまでに受信した超音波との加算平均をnA回求める加算平均手段と、jをnA以下の自然数とし、
n2(f)に対して、n2を10以下の自然数として、数式
し所定の時系列フィルタFiLTn5(t)(n5は自然数)を乗じることにより、数式
と、前記n5FAj(f)を前記n5毎に表示する表示装置と、を有し、前記時系列フィルタは、所定値tT及びΔtに対し、t=tTで最大値1.0、t=tT−Δt以前の時刻及びt=tT+Δt以降の時刻で0となる正弦関数であることを特徴とする超音波探知装置。
【請求項13】
発信探触子と受信探触子との間隔を一定に保ちながら超音波を受信する毎にそれまでに受信した超音波との加算平均をnA回求める加算平均手段と、jをnA以下の自然数とし、
の時系列フィルタFiLTn5(t)(n5は自然数)を乗じることにより、数式
、前記n5FAj(f)を前記n5毎に表示する表示装置と、を有し、前記時系列フィルタは、所定値tT及びΔtに対し、t=tTで最大値1.0、t=tT−Δt以前の時刻及びt=tT+Δt以降の時刻で0となる正弦関数であることを特徴とする超音波探知装置。
【請求項14】
前記表示装置は、前記GBj(t)を自然数乗したものを表示することができることを特徴とする請求項10、11又は13に記載の超音波探知装置。
【請求項15】
前記表示装置は、前記HBj(t)を自然数乗したものを表示することができることを特徴とする請求項12に記載の超音波探知装置。
【請求項16】
前記Gj(t)、GAj(t)及びGBj(t)からなる群から選択された1の関数をPj(t)と表現し、JAをnA以下の自然数とし、Pj(t)(1≦j≦JA)の中で最も大きい振幅の絶対値を|maxP|とし、各Pj(t)の最大の振幅の絶対値を|maxPj|としたときに、予め定められたβに対して、|maxP|≦β・|maxPj|を満足するPj(t)を|maxP|/|maxPj|×Pj(t)に置換する置換手段を有することを特徴とする請求項10又は11に記載の超音波探知装置。
【請求項17】
前記Gj(t)及びGBj(t)からなる群から選択された1の関数をPj(t)と表現し、JAをnA以下の自然数とし、Pj(t)(1≦j≦JA)の中で最も大きい振幅の絶対値を|maxP|とし、各Pj(t)の最大の振幅の絶対値を|maxPj|としたときに、予め定められたβに対して、|maxP|≦β・|maxPj|を満足するPj(t)を|maxP|/|maxPj|×Pj(t)に置換する置換手段を有することを特徴とする請求項13に記載の超音波探知装置。
【請求項18】
前記Gj(t)、Hj(t)、HAj(t)及びHBj(t)からなる群から選択された1の関数をPj(t)と表現し、JAをnA以下の自然数とし、Pj(t)(1≦j≦JA)の中で最も大きい振幅の絶対値を|maxP|とし、各Pj(t)の最大の振幅の絶対値を|maxPj|としたときに、予め定められたβに対して、|maxP|≦β・|maxPj|を満足するPj(t)を|maxP|/|maxPj|×Pj(t)に置換する置換手段を有することを特徴とする請求項12に記載の超音波探知装置。
【請求項19】
前記Fj(f)、A1n1(f)・A2n2(f)・Fj(f)及びn5FAj(f)からなる群から選択された1の関数をPFj(f)と表現し、JAをnA以下の自然数とし、PFj(f)(1≦j≦JA)の中で最も大きいスペクトル値の絶対値をmaxSとし、各PFj(f)の最大のスペクトル値の絶対値をmaxSjとしたときに、予め定められたβに対して、maxS≦β・maxSjを満足するPFj(f)をmaxS/maxSj×PFj(f)に置換する置換手段を有することを特徴とする請求項10又は11に記載の超音波探知装置。
【請求項20】
前記Fj(f)及びn5FAj(f)からなる群から選択された1の関数をPFj(f)と表現し、JAをnA以下の自然数とし、PFj(f)(1≦j≦JA)の中で最も大きいスペクトル値の絶対値をmaxSとし、各PFj(f)の最大のスペクトル値の絶対値をmaxSjとしたときに、予め定められたβに対して、maxS≦β・maxSjを満足するPFj(f)をmaxS/maxSj×PFj(f)に置換する置換手段を有することを特徴とする請求項12又は13に記載の超音波探知装置。
【請求項21】
発信探触子と受信探触子との間隔を一定に保ちながら超音波を受信する毎にそれまでに受信した超音波との加算平均をnA回求める加算平均手段と、前記発信探触子と前記受信探触子との中心を結ぶ線分上における前記発信探触子及び受信探触子の被探知体に接する部位の幅をφ、探触子間距離に依存する補正係数をα、他の補正係数をα2、補正係数α2を求めたときの被探知体の音速をVST、被探知体におけるたて波の音速をVとしたときに、数式f0=α×V/φ及び数式fD=α2×V/VSTの演算を行う周波数演算手段と、f0<fDの場合に(f0+fD)/2で与えられる値をfwとし、f0≧fDの場合にfDをfwとする中心周波数決定手段と、jをnA以下の自然数とし、前記各加算平均を
(f)及びA2n2(f)に対して、A1n1(f)・A2n2(f)・Fj(f)(n1及びn2は0以上の整数)のスペクトルの中心周波数が前記fwとなるように前記n1及びn2の値を決定する乗数決定手段と、決定されたn1及びn2に基づいて数式
前記フーリエ変換手段により得られたGA1(t)及びGA2(t)を自然数np乗することにより、GA1np(t)及びGA2np(t)として表示する表示装置と、を有することを特徴とする超音波探知装置。
【請求項22】
前記GAj(t)(jは1又は2)に対し所定の時系列フィルタFiLTn5(t)(n5は自然数)を乗じる時系列フィルタリング手段と、前記GAj(t)をFiLTn5(t)・GAj(t)に置換する置換手段と、を有し、前記時系列フィルタは、被探知体の厚さ又は探知目標物までの距離をdとしたとき、2×d/Vで与えられるtTに関し、t=0で0、t=tTで1.0、t=2tT以降の時刻で0となる正弦関数であることを特徴とする請求項21に記載の超音波探知装置。
【請求項23】
前記表示装置は、前記GA1np(t)の最大の振幅の絶対値を|maxP1|とし、前記GA2np(t)の最大の振幅の絶対値を|maxP2|としたとき、|maxP1|≧|maxP2|であれば、GA1np(t)/|maxP1|及びGA2np(t)/|maxP1|を最大振幅値を1.0に標準化して表示し、|maxP1|<|maxP2|であれば、GA1np(t)/|maxP2|及びGA2np(t)/|maxP2|を最大振幅値を1.0に標準化して表示することを特徴とする請求項21に記載の超音波探知装置。
【請求項24】
前記表示装置は、GA1np(t)を画面から消去することを特徴とする請求項23に記載の超音波探知装置。
【請求項25】
前記tTの値は、被探知体の厚さ又は探知目標物までの距離をdとしたとき、2×d/V又は(2×d/V+β2/f0)(0≦β2≦2)で与えられることを特徴とする請求項10乃至13のいずれか1項に記載の超音波探知装置。
【請求項26】
前記tTの値は、前記発信探触子から探知目標までの路程をたて波で伝達し前記標知目標から前記受信探触子までの路程をよこ波で伝達する波の受信予測時刻、前記発信探触子から前記探知目標までの路程をよこ波で伝達し前記標知目標から前記受信探触子までの路程をたて波で伝達する波の受信予測時刻、及び前記発信探触子から前記探知目標を経由して前記受信探触子までの路程をよこ波で伝達する波の受信予測時刻からなる群から選択された1の受信予想時刻であることを特徴とする請求項10又は13に記載の超音波探知装置。
【請求項27】
前記tTの値は、前記発信探触子と前記受信探触子との間隔をa、たて波の音速をVp、表面を伝達する波の音速をVLとしたとき、a/Vp又は/VLで与えられることを特徴とする請求項10又は13に記載の超音波探知装置。
【請求項28】
前記FiLT(t)をt=0で0、t=tTで1.0、t=2tT以降の時刻で0となる正弦関数に置換するフィルタ置換手段を有することを特徴とする請求項10乃至13のいずれか1項に記載の超音波探知装置。
【請求項29】
前記FiLT(t)をt=0で0、t=tTで1.0、0≦t≦tTの範囲で単調に増加し、t>tTの範囲で単調に減少する関数に置換するフィルタ置換手段を有することを特徴とする請求項10乃至13のいずれか1項に記載の超音波探知装置。
【請求項30】
と、前記Gj(t)を前記Hj(t)に置換するフーリエスペクトル変換手段と、を有することを特徴とする請求項1、2、9、10、11又は13に記載の超音波探知装置。
【請求項31】
と、前記Gj(t)を前記Hj(t)に置換するフーリエスペクトル変換手段と、を有することを特徴とする請求項1、2又は9に記載の超音波探知装置。
【請求項32】
請求項10に記載の超音波探知装置を使用した超音波探知方法において、コンクリートに互いに平行に埋め込まれた鉄筋のかぶり厚をdRとしたとき、前記発信探触子と前記受信探触子との間隔を3×dR以上とし、1回の加算平均を得るために前記発信探触子と前記受信探触子と結ぶ線分を前記鉄筋の長手方向と平行になるように位置させ、加算平均毎に前記線分を前記鉄筋の長手方向に対して垂直な方向に平行移動させて前記発信探触子及び受信探触子の位置を配置し直す工程と、を有することを特徴とする超音波探知方法。
【請求項33】
請求項10に記載の超音波探知装置を使用した超音波探知方法において、コンクリートに埋め込まれた鉄骨のかぶり厚をdSとしたとき、前記発信探触子と前記受信探触子との間隔を3×dS以上とし、1回の加算平均を得るために前記発信探触子と前記受信探触子と結ぶ線分を前記鉄骨上に位置させ、加算平均毎に前記線分上で前記発信探触子及び受信探触子の位置を変更することを特徴とする超音波探知方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
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【図75】
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【図91】
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【図200】
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【図267】
【図268】
【図269】
【図270】
【図271】
【図272】
【図273】
【図274】
【図275】
【図276】
【図277】
【図278】
【公開番号】特開2007−139788(P2007−139788A)
【公開日】平成19年6月7日(2007.6.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−320868(P2006−320868)
【出願日】平成18年10月30日(2006.10.30)
【分割の表示】特願2003−549903(P2003−549903)の分割
【原出願日】平成13年11月30日(2001.11.30)
【新規性喪失の例外の表示】特許法第30条第1項適用申請有り
【出願人】(599074866)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成19年6月7日(2007.6.7)
【国際特許分類】
【出願日】平成18年10月30日(2006.10.30)
【分割の表示】特願2003−549903(P2003−549903)の分割
【原出願日】平成13年11月30日(2001.11.30)
【新規性喪失の例外の表示】特許法第30条第1項適用申請有り
【出願人】(599074866)
【Fターム(参考)】
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