鋼構造物の亀裂調査方法および亀裂調査装置
【課題】速やかに、正確な検査データを得ることができ、現場での調査作業の効率および検査データの品質の向上を図り、検査データの把握、検討評価が容易な鋼構造物の亀裂調査方法および亀裂調査装置を提案する。
【解決手段】調査対象部を正対するカメラ（２）により撮像して、外観画像を記録し、調査対象部に対し、スリット光投光器（３）を、その光軸（３ａ）が、カメラ（２）の視野中心（２ａ）と所定の傾斜角（θ）となるように設置し、スリット光投光器（３）よりスリット光を投射してカメラ（２）により撮像し、調査対象部の断面形状画像を記録し、磁粉を内在し、透明シートに覆われた磁気シート（１）を、調査対象部の表面に貼付した後、調査対象部を磁化させて、磁粉の配向を変化させ、磁気シート（１）表面に生ずる明暗の状態をカメラ（２）により撮像し、表面亀裂画像を記録するようにした。
【解決手段】調査対象部を正対するカメラ（２）により撮像して、外観画像を記録し、調査対象部に対し、スリット光投光器（３）を、その光軸（３ａ）が、カメラ（２）の視野中心（２ａ）と所定の傾斜角（θ）となるように設置し、スリット光投光器（３）よりスリット光を投射してカメラ（２）により撮像し、調査対象部の断面形状画像を記録し、磁粉を内在し、透明シートに覆われた磁気シート（１）を、調査対象部の表面に貼付した後、調査対象部を磁化させて、磁粉の配向を変化させ、磁気シート（１）表面に生ずる明暗の状態をカメラ（２）により撮像し、表面亀裂画像を記録するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大型鋼構造物例えば橋梁の鋼床版などに発生する亀裂の調査を行う鋼構造物の亀裂調査方法および亀裂調査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１４の（ａ）およびそのＡ−Ａ断面を示す図１４の（ｂ）は、河川などの両岸に差し渡された鋼床版４６を、箱桁４５を介して複数の橋脚４７で支持して成る一般的な橋梁４０の例を示したものである。車両が通行する鋼床版４６は、図１４（ｂ）（ｃ）に示すように、鋼板４１を複数のＵ型リブ４３で補強し、上面にアスファルト４２を敷設し、その両側に壁高欄４４を立設した構成である。この鋼板４１とＵ型リブ４３との溶接部４１ａには、長期使用中に車両重量などによる繰返し応力が作用して亀裂が発生することがあり、放置しておくと、亀裂が進展して最終的に鋼床版の破損事故につながる危険があり、定期的に調査して健全度を把握する必要がある。
【０００３】
従来の鋼構造物の表面亀裂の調査方法を図１５及び図１６に示す。まず、検査対象である溶接部３６周辺の鋼材３５の上面を前処理（塗膜除去など）する。つぎに、前処理した面に、磁粉または磁粉入り液剤３８を塗布したのち、磁化器３９によって検査部を磁化させる。このとき、亀裂が存在すると、その部分に局部磁石が形成され、塗布された磁粉が吸着する。そうすると、亀裂部分がはっきり示されるので、この状態で亀裂の有無を観察し、（亀裂部分では）この磁粉の模様から亀裂３５ａの位置、大きさ等を検知し、必要に応じて写真撮影して記録するという磁粉探傷法が一般的である。
あるいは、鋼材上面の磁粉３８ａを拭き取って、亀裂内に残った磁粉３８ａを観察する方法もあり、この場合には、亀裂３５ａ内に入り込んだ磁粉３８ａはそのまま亀裂内に残存して線状に明示されるので、亀裂が判定しやすい。
また、被検査対象の表面に磁気探傷シートを密着させて磁気による検査を行う磁気探傷方法が提案されているが、検査結果の記録手法やその検査データの表示手法については提案されていなかった（特許文献１参照方）。
【０００４】
上記従来の磁粉探傷法では、鋼材３５の表面に汚れや塗装層３７が存在する場合には、微小な亀裂の見逃しや、塗装層３７の傷内に残った磁粉３８ａを亀裂と誤認する懸念があり、また、図１４（ｃ）に示す橋梁４０の鋼板４１とＵ型リブ４３との溶接部４１ａのように、検査面が下向きの場合には、点検作業が難しく多くの時間がかかり、報告書作成に当たっては、点検個所と調査結果をその都度、関連付けて整理する必要があり多くの手間がかかっていた。さらに、従来法は点検者の知識と経験に負うところが多く、それが充分でない場合には調査結果に個人差や誤差が生じ易く、補修工事に当たって適正な判断が出来ないなどの課題があった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３３３４８４公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述に鑑み、点検者の知識と経験に頼ることなく、速やかに、正確な検査データを得ることができ、調査場所での調査作業の効率および検査データの品質の向上を図る、また、検査データの把握、検討評価が容易な鋼構造物の亀裂調査方法および亀裂調査装置を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するために、以下（１）〜（９）の手段を提案する。
（１）第１の手段に係る鋼構造物の亀裂調査方法は、調査対象部を正対するカメラにより撮像し、外観画像を記録する工程と、調査対象部に対し、スリット光投光器を、その光軸が、上記カメラの視野中心と所定の傾斜角となるように設置し、スリット光投光器よりスリット光を投射してカメラにより撮像し、調査対象部の断面形状画像を記録する工程と、磁粉を内在し、透明シートに覆われた磁気シートを、調査対象部の表面に貼付した後、調査対象部を磁化させて、磁粉の配向を変化させ、その際に磁気シート表面に生ずる明暗の状態をカメラにより撮像し、表面亀裂画像を記録する工程と、よりなることを特徴とするものである。
なお、上記各工程は、上記記載順序で行うのが好ましいが、逆順序またはその他の順序で行ってもよい。
（２）第２の手段は、第１の手段に係る鋼構造物の亀裂調査方法において、調査対象部の、上記外観画像、上記断面形状画像および上記表面亀裂画像の各検査データを、パソコンへ伝送し、画像処理して合成画像を作成し、この合成画像に、調査対象部情報を明記して記録することを特徴とするものである。
上記調査対象部情報は、調査対象部の断面形状寸法、調査場所符号、調査日時、点検員の判断結果などの情報である。
（３）第３の手段は、第２の手段に係る鋼構造物の亀裂調査方法において、上記合成画像データを点検者用視覚装置へ送って現状確認データに供すると共に、必要に応じてインターネットを介して関係機関へ伝送することを特徴とするものである。
（４）第４の手段は、第２の手段に係る鋼構造物の亀裂調査方法において、調査対象である鋼構造物の設計図面を、予めパソコンに保存しておき、この図面データを現場で呼び出し、上記各検査データを、図面データ上のマウスで指示した位置に関連付けて順次入力し、保存することを特徴とするものである。
（５）第５の手段は、第２の手段に係る鋼構造物の亀裂調査方法において、調査対象部である鋼構造物の写真画面を、予めパソコンに保存しておき、この写真データを点検場所で呼び出し、上記各検査データを、写真データ上のマウスで指示した位置に関連付けて順次入力し、保存することを特徴とするものである。
【０００８】
（６）第６に手段に係る鋼構造物の亀裂調査装置は、本体フレームと、同本体フレームに取付けられている一対のアームと、同アームの先端にそれぞれ連結されている磁極機能を有すユニバーサルヨークと、同ユニバーサルヨーク相互を、電磁コイルで接続して成る磁化器と、上記本体フレームに設置されている、調査対象部を撮影するカメラ及び同調査対象部の断面形状を検出するためのスリット光を投射するスリット光投光器とを備えたことを特徴とするものである。
（７）第７の手段は、第６の手段に係る亀裂調査装置において、上記スリット光投光器は、その光軸が、上記カメラの視野中心と所定の傾斜角を付けて設置されていることを特徴とするものである。
【０００９】
（８）第８の手段に係る鋼構造物の亀裂調査方法は、磁粉を内在し、透明シートに覆われた磁気シートを、調査対象部の表面に貼付した後、同調査対象部を磁化させて、その際に磁気シート表面に生ずる明暗の状態をカメラにより撮像して表面亀裂画像を取得し、同表面亀裂画像の検査データを、予め調査対象である鋼構造物の写真画面を保存しているパソコンへ伝送し、画像処理して合成画像を作成し、この合成画像に、調査対象部情報を明記して記録することを特徴とするものである。
上記調査対象部情報は、調査対象部の断面形状寸法、調査場所符号、調査日時、点検員の判断結果などの情報である。なお、上記合成画像への調査情報の入力は、合成画像への直接入力または関連付けて貼付入力してもよい。
（９）第９の手段に係る鋼構造物の亀裂調査方法は、磁粉を内在し、透明シートに覆われた磁気シートを、調査対象部の表面に貼付した後、同調査対象部を磁化させて、その際に磁気シート表面に生ずる明暗の状態をカメラにより撮像して表面亀裂画像を取得し、同表面亀裂画像の検査データを、パソコンに予め保存しておいた調査対象である鋼構造物の設計図面上又は写真画面上の該当位置に順次入力し、保存することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
第１の手段よりなる請求項１に記載の鋼構造物の亀裂調査方法は、調査対象部の外観画像と、その断面形状画像、および表面亀裂画像を記録するものであり、それら各画像を記録しておくことで、欠陥の修理対応の緊急度や修理要否の判定を正確に検討でき、鋼構造物の安全性が確保できる。
第２の手段よりなる請求項２に記載の鋼構造物の亀裂調査方法は、前記請求項１の作用効果を奏すると共に、調査対象部の外観画像上に、表面亀裂画像および又は断面形状画像の検査データが合成画像として記録でき、また、調査対象部が明確に特定できるので、検査データの把握、検討評価が容易に行い得る。
第３の手段よりなる請求項３に記載の鋼構造物の亀裂調査方法は、前記請求項２の作用効果を奏すると共に、点検者の点検作業が容易に行い得る。また、調査結果および欠陥修理対応などを必要とする場合の、関係機関への連絡がリアルタイムに行い得る。
第４の手段よりなる請求項４に記載の鋼構造物の亀裂調査方法は、前記請求項２の作用効果を奏すると共に、調査対象である鋼構造物の設計図面の画面上に各検査データが入力されているので、欠陥箇所位置が迅速、正確に把握でき、更に、欠陥修理対応要否検討などが迅速に行い得る。
第５の手段よりなる請求項５に記載の鋼構造物の亀裂調査方法は、前記請求項２の作用効果を奏すると共に、調査対象部の写真画面上に各検査データが入力されているので、欠陥箇所位置が迅速、正確に把握でき、更に、欠陥修理対応要否検討などが迅速、容易に行い得る。
【００１１】
第６の手段よりなる請求項６に記載の鋼構造物の亀裂調査装置は、調査対象部上にアームが跨るように設置し、カメラにより調査対象部を撮影すれば、調査対象部の外観画像および磁気シートに現れた表面亀裂状態を画像記録できると共に、スリット光投光器よりスリット光を投射した状態でカメラ撮像することで調査対象部の断面形状画像を記録でき、磁気シートによる磁気探傷検査を効率よく行い得る。また、本体フレームに一対のアーム、カメラ及びスリット光投光器が、アームにユニバーサルヨークが設置されているものであり、本装置は一体化しており、容易に可搬可能であり、点検場所での磁気探傷亀裂調査を効率よく行い得る。
第７の手段よりなる請求項７に記載の鋼構造物の亀裂調査装置は、前記請求項６の作用効果を奏すると共に、スリット光投光器がカメラの視野中心に対し、所定の傾斜角で設けられているので、複数の調査対象部の断面形状画像が、常に所定の傾斜角度条件で得ることができ、得られる複数の断面形状画像がムラのない均一品質のものとなり、結果として正確な磁気探傷検査が行い得る。
【００１２】
第８の手段よりなる請求項８に記載の鋼構造物の亀裂調査方法は、磁気探傷検査で得られた表面亀裂画像の検査データが、調査対象である鋼構造物の写真画面との合成画像として記録されているので、多数の調査対象部を含めた鋼構造物全体の検査データが一見して把握でき、欠陥修理などの対応策および修理工法などの検討が迅速容易に行い得る。また、合成画像に調査対象部情報を入力しているので、検査データの取り違えが防止でき、確実、正確に、上記対応修理が行い得る。
第９の手段よりなる請求項９に記載の鋼構造物の亀裂調査方法は、調査対象である鋼構造物の設計図面上又は写真画面上に、磁気探傷検査で得られた表面亀裂画像の検査データが正確に、一見して把握できるように入力でき、欠陥修理などの対応検討が迅速容易に行い得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明に係る鋼構造物の亀裂調査方法および亀裂調査装置を、図１ないし図１３に基づき説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は本発明の実施例１に係る鋼構造物の亀裂調査方法の全体説明図、図２は図１の点検ユニット部分の説明図、図３の（ａ）は図２における磁気シート（ＭＴシート）貼付状態を説明する側面図、（ｂ）は（ａ）の正面図である。図４は図３の磁気シートの断面構成図、図５の（ａ）は本発明の実施例１に用いる磁気シートの水平磁場負荷時での作用説明図、（ｂ）は同左の垂直磁場負荷時での作用説明図である。図６の（ａ）は本発明の実施例１に用いる磁気シートの使用方法を説明する正面図、（ｂ）は（ａ）の平面図である。図７は本発明の実施例１に係る亀裂調査装置（点検ユニット）の正面図、図８は図７の側面図、図９の（ａ）は本発明の実施例１に係る調査対象部の断面形状検出方法を説明する斜視図、（ｂ）は（ａ）で得られた断面形状画像である。図１０は本発明の実施例１に係る調査データの作成手順を示す説明図である。
本発明は、調査場所である現場で、短時間で亀裂情報を正確に取得することができる鋼構造物の亀裂調査方法およびその装置を提供するものであり、以下、図面に基づき説明する。
図１は、橋梁４０（図１４（ａ）〜（ｃ）参照下さい）の鋼床版４６を対象とした本発明の亀裂調査方法による調査作業状況を示したもので、調査対象である鋼板４１とＵ型リブ４３との溶接部４１ａの鋼面には図２に示す磁気シート（以下、ＭＴシートと称す）１が貼付されている。点検員は、足場１４上から携帯式の点検ユニット１０（図７、８参照方）を、溶接部４１ａを跨いで鋼面に貼り付け、磁化させて亀裂を検出、撮影し、その調査データはケーブル１３ａを通じて逐次、点検員が所持する携帯型のパソコン１２へ伝送され、ここで画像処理されて画像データとして記録される。上記ケーブル１３ａは点検ユニット１０への電源供給機能も有している。
また、画像データは、点検員が所持する視覚装置（例えばヘッドマウントディスプレーなど）１１へ伝送され、点検員はその場で画像確認することができ、さらに画像データは、携帯型のパソコン１２よりインターネットを通じて関係機関（関係者）へ配信できるようになっている。なお、点検員による画像確認は携帯型のパソコン１２の画像を視認することでも行い得る。また、ケーブル１３ａを介さずに無線方式により、上記調査データを携帯型のパソコン１２及び又は別置きしているパソコンに送信してもよい。
【００１５】
図２および図３（ａ）、（ｂ）は、調査対象の溶接部４１ａの詳細を示したもので、図示するように、溶接部４１ａ周辺の鋼面にはＭＴシート１が貼付されており、このＭＴシート１を点検ユニット１０に備えた磁化器７（図７参照方）で磁化し、亀裂を検知する。
ＭＴシート１は、図４に示すように、柔軟な透明シート１ａの表面に、磁粉を内蔵させたマイクロカプセル１ｂを配列して、黒色インキ１ｃを介して印刷加工したもので、このＭＴシート１に、図５（ａ）のように水平磁場ｉを与えると、カプセル１ｂ内の磁粉が水平に配向する。また、図５（ｂ）のように垂直磁場ｊを与えると、カプセル１ｂ内の磁粉が垂直に配向する。このように、磁場により磁粉の配向が変化すると、ＭＴシート１に明暗が生じる。
そこで、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、このＭＴシート１を調査対象部の鋼材２０の表面に貼付け、磁化器２１（図７の磁化器７と同じもの）で鋼材２０を磁化させると、亀裂部には垂直磁場が残るので、亀裂２０ａがＭＴシート１上に線状に明示され、亀裂２０ａを検知観察することができる。ＭＴシート１は、その黒色インキ１ｃ側を鋼材２０に貼り付けて、柔軟な透明シート１ａ側から観察、記録する。
【００１６】
上記磁化器２１の具体的装置構成を図７および図８に示しており、図示の点検ユニット１０は、本体フレーム８と、本体フレーム８の両端に取付けられた一対のアーム４ａ、４ｂと、各アーム４ａ、４ｂの先端にそれぞれ連結されている、磁極機能を有すユニバーサルヨーク５ａ、５ｂと、電源コード６より成る磁化器７と、本体フレーム８に設置され、調査対象部を撮影するカメラ（例えばディジタルカメラなど）２と、調査対象部の断面形状を検出するスリット光投光器（レーザセンサ）３と、本体フレーム８に固定され、携帯するための取手９などで構成されている。
本体フレーム８は四辺形であり、その一辺の中央部にカメラ２が、その対向辺の中央部にスリット光投光器３が、その対向辺の両端部にそれぞれアーム４ａ、４ｂが、設けられている。また、カメラ２とスリット光投光器３とは本体フレーム８に、所定の傾斜角度θとなるように固定されている。アーム４ａ、４ｂは軸４ｃによりユニバーサルヨーク５ａ、５ｂに傾転可能に連結されている。
調査対象部である溶接部４１ａを跨ぐように点検ユニット１０を設置すると、溶接部４１ａの正対位置（上向き姿勢の図８では直下位置、逆に下向き姿勢の場合には、直上位置）にカメラ２が位置し、また、溶接部４１ａの溶接線に正対してその傾斜方向位置にスリット光投光器３が位置する。
【００１７】
磁化器７は、ユニバーサルヨーク（磁極）５ａと５ｂとを、アーム４ａ、本体フレーム８およびアーム４ｂを経由して配線された電磁コイル（図示せず）で連結された構成で、ユニバーサルヨーク５ａ、５ｂ先端（磁極）を対象鋼面に押付け、調査対象部を磁化することができる。この場合、各磁極は、ユニバーサルヨーク５ａ、５ｂと一体化されているので、いかなる鋼面の傾きにも対応できる。
カメラ２は、図８に示すように、ユニバーサルヨーク５ａ、５ｂの略幅方向中心を結ぶ線にカメラ視野を合わせて設置してあり、スリット光投光器３は、レーザスリット光の光軸３ａを同様に、ユニバーサルヨーク５ａの略幅方向中心に合わせると共に、この光軸３ａが、カメラ２の視野中心２ａと所定の傾斜角θとなるように設置している。
この配置を採ることにより、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、例えば、鋼板４１の溶接部４１ａを調査する場合に、溶接部４１ａの断面形状画像を画像データとして検出することができる。
また、上記傾斜角θは、要するに、溶接部４１ａの溶接線方向に対して傾斜する角度であり、図８、図９（ａ）に示すように、溶接部４１ａの溶接線に対してスリット光幅を直交して、傾斜角θの角度方向から照射し、その状態でカメラ２により撮像すれば、溶接部４１ａの断面形状画像を得ることができる。
また、本点検ユニット１０は、携帯可能に構成されており、点検員が、足場１４上から取手９を使って磁化作業、画像撮影等の諸作業を行うことができる。
【００１８】
以上のように、本亀裂調査装置（点検ユニット１０）は、調査対象部上にアーム４ａ、４ｂが跨るように設置し、カメラ２により調査対象部を撮影すれば、調査対象部の外観画像およびＭＴシート１に現れた表面亀裂状態を画像記録できると共に、スリット光投光器３よりスリット光を投射した状態でカメラ２により撮像することで、調査対象部の断面形状画像を記録でき、ＭＴシート１による磁気探傷検査を効率よく行うことができる。
また、本点検ユニット１０は、スリット光投光器３がカメラ２の視野中心に対し、所定の傾斜角θで固定されているので、多数の調査対象部の断面形状画像が、常に所定の傾斜角度条件で得ることができ、得られる複数の断面形状画像がムラのない均一品質のものとなり、正確な磁気探傷検査を行うことができる。
なお、図８において、アーム４ａ、４ｂを本体フレーム８のカメラ２側の設置辺に設置してもよい。
【００１９】
図１０（ａ）〜（ｃ）は、本亀裂調査装置によって検出し得る検査データ（画像データ）を示す。以下、この画像データに従って、橋梁の鋼板４１の溶接部４１ａ（図１〜図９参照方）に対する亀裂調査方法を次に説明する。
点検ユニット１０を調査対象部である溶接部４１ａにセットしてカメラ２により、溶接部４１ａの調査前の現状を撮影して外観画像（ａ）を取得する。次に、スリット光投光器３のスリット光を、所定角度をつけて溶接部４１ａへ照射し、その状態でカメラ２により溶接部周辺（スリット光照射部）を撮影し、溶接部４１ａの断面形状画像（ｃ）を取得する。
次に、上記溶接部４１ａの上面にＭＴシート１を貼付し、磁化器７に通電して調査対象である溶接部４１ａ付近を磁化させる。すると、溶接部４１ａに存在する亀裂４１ｂがＭＴシート１上に現出されるので、この亀裂４１ｂをカメラ２により撮影して欠陥画像（ｂ）を取得する。この各画像データの取得作業は、ＭＴシート１の貼付位置をずらしながら、鋼床版４６の全長に亘って順次行う。
こうして得られた外観画像（ａ）、欠陥画像（ｂ）および断面形状画像（ｃ）の各画像データは、ケーブル１３ａを介して、点検員が所持する携帯型のパソコン１２へ逐次送られ、ここで記録、保存される。
これらの各画像データはまた、逐次、点検員が所持する視覚装置１１へ伝送されており、点検員はその場で調査部の現状確認（亀裂の有無、形状、位置等の確認）を行うことができる。
上記の亀裂調査方法は、調査対象部の外観画像（ａ）と、その断面形状画像（ｃ）、および表面亀裂画像である欠陥画像ｂを記録するものであり、それら各画像を記録しておくことで、欠陥の修理対応の緊急度や修理要否の判定を正確に検討でき、鋼構造物の安全性が確保できる。
【００２０】
なお、この後、上述の各画像データを用いて合成画像が作成されて保存され、また、必要に応じてインターネットを利用して関係機関へ配信することができる。配信を行えば、調査結果および欠陥修理対応などを必要とする場合での、関係機関への連絡をリアルタイムに行うことができ、安全対策上も好ましい。
このように、本亀裂調査方法および亀裂調査装置によると、調査対象部にＭＴシート１を貼付し、調査対象部を磁化して溶接部４１ａに存在する亀裂４１ｂをＭＴシート１上に現出させ、検出された亀裂４１ｂの状況をカメラ２で撮影し、また、スリット光投光器３より溶接部４１ａへレーザスリット光を照射してその断面形状をカメラ２で撮影し、これらの撮影データおよび調査前に撮影した溶接部４１ａの外観画像データを、それぞれ携帯型のパソコン１２へ送って記録し、また、点検者の所持する視覚装置１１へ送って、点検者の現状把握に供することができる。
かくして、調査対象部に多少の汚れや塗装層があっても、従来方法のように、点検者の知識と経験に頼ることなく、現状のまま速やかに、正確な調査データを得ることができ、したがって、現場での調査作業の効率が向上し、取得データの品質が向上するなどの効果がある。
【実施例２】
【００２１】
図１１は本発明の実施例２に係る合成画像の作成手順を示す説明図であり、以下本図に基づき説明する。
本発明の実施例２は、実施例１で取得された画像データの処理方法および利用方法に関する。点検ユニット１０を用いて取得された調査対象部（溶接部４１ａ）の外観画像（ａ）、欠陥画像（ｂ）および断面形状画像（ｃ）の各画像データは、この後、パソコン１２（図１参照方）へ送られ、パソコン１２の画像処理ソフトによって画像処理され、各画像を重ね合わせて合成画像（ｄ）が作成される。この合成画像（ｄ）に、溶接部４１ａの形状寸法（幅ｗ、高さｈ等）および調査位置を表す場所符号（例えばＡ−１、Ａ−２等）や、調査日時や、場合によっては点検員の判断結果（問題なし○、補修要×、１年後再検要△）などの調査対象部情報を明示して合成記録画像（ｅ）が作成され、記録される。
この亀裂調査方法によれば、調査対象部の外観画像（ａ）上に、欠陥画像（ｂ）および断面形状画像（ｃ）の画像データ（検査データ）が合成画像（ｄ）として記録でき、また、合成記録画像（ｅ）により調査対象部が明確に特定できるので、検査データの把握、検討評価を容易に行うことができる。
こうして作成、記録された合成記録画像（ｅ）は、逐次、現場点検者の所持する視覚装置１１へ送られ、点検者の調査対象部の現状把握、亀裂評価および原因推定のデータに供することができ、また、必要に応じてインターネット２２を通じて遠隔地の関係機関２３へ配信され、専門家による詳細な検討データに供することができる。そのようにすれば、調査結果および欠陥修理対応などを必要とする場合での、関係機関への連絡をリアルタイムで行うことができる。
このように、パソコン１２に記録された合成記録画像（ｅ）によって、調査部位置と調査部形状、亀裂状態などとを関連付けて、即座にかつ正確に現場点検者または遠隔地の専門家へ伝達されるようになり、補修工事等の今後の対応策を検討する際に、速やかに適正かつ有効な判断を下すことができるなどの効果がある。
【実施例３】
【００２２】
本発明に係る実施例３を図１２および図１３に基づき説明する。図１２は取得した画像データの記録方法の説明図、図１３は画像データの他の記録方法の説明図である。
本発明の実施例３は、上記実施例１および実施例２で取得された画像データを、より利用し易くするための保存方法に関する。
図１２は、調査対象（例えば橋梁４０の鋼床版４６）の設計図面を利用した保存方法を示す。まず、調査対象部の斜視図（ａ）または平面図（ｂ）などを、スキャナー２４などを用いて予め、パソコン１２に保存しておく。そして、点検場所（現場）においてこの図面データを呼び出し、実施例１および実施例２に記載した方法により取得した外観画像（ａ）、欠陥画像（ｂ）、断面形状画像（ｃ）、合成画像（ｄ）、合成記録画像（ｅ）等の各画像データを、上記図面データ上のマウスｍで指示した位置に関連付けて順次入力し、保存するものである。
このように、各画像データ（ａ）〜（ｅ）を、別途作成した図面データまたは写真データ上の位置と関連付けて入力して保存すれば、点検者または関係専門家は、図面データ上または写真データ上の位置をマウスｍで指示するだけで、直ちに関連するすべての検査画像データを呼び出すことができる。
また、図１３は調査対象の写真画像を利用した保存方法を示したものであり、調査対象部を現場撮影した写真画像（ａ）を、予め、パソコン１２に保存しておく。そして、上記同様、点検場所（現場）において、写真画像（ａ）の写真データを呼び出し、点検場所（現場）で取得した各調査画像データ（ａ）〜（ｅ）を、写真データ上のマウスｍで指示した位置に関連付けて順次入力し、保存するものである。また、これらの各保存データは、インターネットを通じて関係機関へ送ることができ、送信することにより、調査結果および欠陥修理対応などを必要とする場合での、関係機関への連絡をリアルタイムで行うことができる。
【００２３】
なお、表面亀裂画像（図１０や図１１中の欠陥画像ｂ）の検査データを、予め調査対象である鋼構造物の写真画面（図１３中の写真画像ａ）を保存しているパソコンへ伝送し、画像処理して合成画像を作成し、この合成画像に、点検員が調査対象部情報（調査対象部の形状寸法および調査位置を表す場所符号や、調査日時や、点検員の判断結果など）を明記して記録してもよい。
この記録方法によれば、磁気探傷検査で得られた表面亀裂画像の検査データが、調査対象である鋼構造物の写真画面との合成画像として記録されているので、多数の調査対象部を含めた鋼構造物全体の検査データが一見して把握でき、欠陥修理などの対応策および修理工法などの検討が迅速容易に行い得る。また、合成画像に調査対象部情報を入力しているので、検査データの取り違えが防止でき、確実、正確に、上記対応修理を行うことができる。
更に、表面亀裂画像（図１０や図１１中の欠陥画像ｂ）の検査データを、パソコンに予め保存しておいた調査対象である鋼構造物の設計図面（図１２中の図面ａ、ｂ）上又は写真画面（図１３中の写真画像ａ）上の該当位置に、点検員が順次入力し、保存記録するようにしてもよい。
この記録方法によれば、調査対象である鋼構造物の設計図面上又は写真画面上に、磁気探傷検査で得られた表面亀裂画像の検査データが正確に、一見して把握できるように入力でき、欠陥修理などの対応検討を迅速容易に行うことができる。
かくして、正確かつ豊富な調査データによって直ちに詳細な対応策の検討が可能となり、適正かつ有効な判断を下すことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例１に係る鋼構造物の亀裂調査方法の全体説明図である。
【図２】図２は図１の点検ユニット部分の説明図である。
【図３】（ａ）は図２における磁気シート（ＭＴシート）貼付状態を説明する側面図、（ｂ）は（ａ）の正面図である。
【図４】図３の磁気シートの断面構成図である。
【図５】（ａ）は本発明の実施例１に用いる磁気シートの水平磁場負荷時での作用説明図、（ｂ）は同左の垂直磁場負荷時での作用説明図である。
【図６】（ａ）は本発明の実施例１に用いる磁気シートの使用方法を説明する正面図、（ｂ）は（ａ）の平面図である。
【図７】本発明の実施例１に係る亀裂調査装置（点検ユニット）の正面図である。
【図８】図８は図７の側面図である。
【図９】図９の（ａ）は本発明の実施例１に係る調査対象部の断面形状検出方法を説明する斜視図、（ｂ）は（ａ）で得られた断面形状画像である。
【図１０】本発明の実施例１に係る調査データの作成手順を示す説明図である。
【図１１】本発明の実施例２に係る合成画像の作成手順を示す説明図である。
【図１２】本発明の実施例３に係る画像データの図面への記録方法を示す説明図である。
【図１３】本発明の実施例３に係る画像データの写真への記録方法を示す説明図である。
【図１４】（ａ）は河川などの両岸に差し渡された一般的な橋梁４０の側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ部の斜視図である。
【図１５】従来の鋼構造物の表面亀裂の調査方法を説明する正面図である。
【図１６】図１５の表面亀裂部を示す拡大図である。
【符号の説明】
【００２５】
１ ＭＴシート（磁気シート）
２ カメラ
２ａ 視野中心
３ スリット光投光器
３ａ 光軸
４ａ、４ｂ アーム
５ａ、５ｂ ユニバーサルヨーク
７ 磁化器
８ 本体フレーム
９ 取手
１０ 点検ユニット（亀裂調査装置）
１１ 視覚装置
１２ パソコン
θ 傾斜角
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大型鋼構造物例えば橋梁の鋼床版などに発生する亀裂の調査を行う鋼構造物の亀裂調査方法および亀裂調査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１４の（ａ）およびそのＡ−Ａ断面を示す図１４の（ｂ）は、河川などの両岸に差し渡された鋼床版４６を、箱桁４５を介して複数の橋脚４７で支持して成る一般的な橋梁４０の例を示したものである。車両が通行する鋼床版４６は、図１４（ｂ）（ｃ）に示すように、鋼板４１を複数のＵ型リブ４３で補強し、上面にアスファルト４２を敷設し、その両側に壁高欄４４を立設した構成である。この鋼板４１とＵ型リブ４３との溶接部４１ａには、長期使用中に車両重量などによる繰返し応力が作用して亀裂が発生することがあり、放置しておくと、亀裂が進展して最終的に鋼床版の破損事故につながる危険があり、定期的に調査して健全度を把握する必要がある。
【０００３】
従来の鋼構造物の表面亀裂の調査方法を図１５及び図１６に示す。まず、検査対象である溶接部３６周辺の鋼材３５の上面を前処理（塗膜除去など）する。つぎに、前処理した面に、磁粉または磁粉入り液剤３８を塗布したのち、磁化器３９によって検査部を磁化させる。このとき、亀裂が存在すると、その部分に局部磁石が形成され、塗布された磁粉が吸着する。そうすると、亀裂部分がはっきり示されるので、この状態で亀裂の有無を観察し、（亀裂部分では）この磁粉の模様から亀裂３５ａの位置、大きさ等を検知し、必要に応じて写真撮影して記録するという磁粉探傷法が一般的である。
あるいは、鋼材上面の磁粉３８ａを拭き取って、亀裂内に残った磁粉３８ａを観察する方法もあり、この場合には、亀裂３５ａ内に入り込んだ磁粉３８ａはそのまま亀裂内に残存して線状に明示されるので、亀裂が判定しやすい。
また、被検査対象の表面に磁気探傷シートを密着させて磁気による検査を行う磁気探傷方法が提案されているが、検査結果の記録手法やその検査データの表示手法については提案されていなかった（特許文献１参照方）。
【０００４】
上記従来の磁粉探傷法では、鋼材３５の表面に汚れや塗装層３７が存在する場合には、微小な亀裂の見逃しや、塗装層３７の傷内に残った磁粉３８ａを亀裂と誤認する懸念があり、また、図１４（ｃ）に示す橋梁４０の鋼板４１とＵ型リブ４３との溶接部４１ａのように、検査面が下向きの場合には、点検作業が難しく多くの時間がかかり、報告書作成に当たっては、点検個所と調査結果をその都度、関連付けて整理する必要があり多くの手間がかかっていた。さらに、従来法は点検者の知識と経験に負うところが多く、それが充分でない場合には調査結果に個人差や誤差が生じ易く、補修工事に当たって適正な判断が出来ないなどの課題があった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３３３４８４公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述に鑑み、点検者の知識と経験に頼ることなく、速やかに、正確な検査データを得ることができ、調査場所での調査作業の効率および検査データの品質の向上を図る、また、検査データの把握、検討評価が容易な鋼構造物の亀裂調査方法および亀裂調査装置を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するために、以下（１）〜（９）の手段を提案する。
（１）第１の手段に係る鋼構造物の亀裂調査方法は、調査対象部を正対するカメラにより撮像し、外観画像を記録する工程と、調査対象部に対し、スリット光投光器を、その光軸が、上記カメラの視野中心と所定の傾斜角となるように設置し、スリット光投光器よりスリット光を投射してカメラにより撮像し、調査対象部の断面形状画像を記録する工程と、磁粉を内在し、透明シートに覆われた磁気シートを、調査対象部の表面に貼付した後、調査対象部を磁化させて、磁粉の配向を変化させ、その際に磁気シート表面に生ずる明暗の状態をカメラにより撮像し、表面亀裂画像を記録する工程と、よりなることを特徴とするものである。
なお、上記各工程は、上記記載順序で行うのが好ましいが、逆順序またはその他の順序で行ってもよい。
（２）第２の手段は、第１の手段に係る鋼構造物の亀裂調査方法において、調査対象部の、上記外観画像、上記断面形状画像および上記表面亀裂画像の各検査データを、パソコンへ伝送し、画像処理して合成画像を作成し、この合成画像に、調査対象部情報を明記して記録することを特徴とするものである。
上記調査対象部情報は、調査対象部の断面形状寸法、調査場所符号、調査日時、点検員の判断結果などの情報である。
（３）第３の手段は、第２の手段に係る鋼構造物の亀裂調査方法において、上記合成画像データを点検者用視覚装置へ送って現状確認データに供すると共に、必要に応じてインターネットを介して関係機関へ伝送することを特徴とするものである。
（４）第４の手段は、第２の手段に係る鋼構造物の亀裂調査方法において、調査対象である鋼構造物の設計図面を、予めパソコンに保存しておき、この図面データを現場で呼び出し、上記各検査データを、図面データ上のマウスで指示した位置に関連付けて順次入力し、保存することを特徴とするものである。
（５）第５の手段は、第２の手段に係る鋼構造物の亀裂調査方法において、調査対象部である鋼構造物の写真画面を、予めパソコンに保存しておき、この写真データを点検場所で呼び出し、上記各検査データを、写真データ上のマウスで指示した位置に関連付けて順次入力し、保存することを特徴とするものである。
【０００８】
（６）第６に手段に係る鋼構造物の亀裂調査装置は、本体フレームと、同本体フレームに取付けられている一対のアームと、同アームの先端にそれぞれ連結されている磁極機能を有すユニバーサルヨークと、同ユニバーサルヨーク相互を、電磁コイルで接続して成る磁化器と、上記本体フレームに設置されている、調査対象部を撮影するカメラ及び同調査対象部の断面形状を検出するためのスリット光を投射するスリット光投光器とを備えたことを特徴とするものである。
（７）第７の手段は、第６の手段に係る亀裂調査装置において、上記スリット光投光器は、その光軸が、上記カメラの視野中心と所定の傾斜角を付けて設置されていることを特徴とするものである。
【０００９】
（８）第８の手段に係る鋼構造物の亀裂調査方法は、磁粉を内在し、透明シートに覆われた磁気シートを、調査対象部の表面に貼付した後、同調査対象部を磁化させて、その際に磁気シート表面に生ずる明暗の状態をカメラにより撮像して表面亀裂画像を取得し、同表面亀裂画像の検査データを、予め調査対象である鋼構造物の写真画面を保存しているパソコンへ伝送し、画像処理して合成画像を作成し、この合成画像に、調査対象部情報を明記して記録することを特徴とするものである。
上記調査対象部情報は、調査対象部の断面形状寸法、調査場所符号、調査日時、点検員の判断結果などの情報である。なお、上記合成画像への調査情報の入力は、合成画像への直接入力または関連付けて貼付入力してもよい。
（９）第９の手段に係る鋼構造物の亀裂調査方法は、磁粉を内在し、透明シートに覆われた磁気シートを、調査対象部の表面に貼付した後、同調査対象部を磁化させて、その際に磁気シート表面に生ずる明暗の状態をカメラにより撮像して表面亀裂画像を取得し、同表面亀裂画像の検査データを、パソコンに予め保存しておいた調査対象である鋼構造物の設計図面上又は写真画面上の該当位置に順次入力し、保存することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
第１の手段よりなる請求項１に記載の鋼構造物の亀裂調査方法は、調査対象部の外観画像と、その断面形状画像、および表面亀裂画像を記録するものであり、それら各画像を記録しておくことで、欠陥の修理対応の緊急度や修理要否の判定を正確に検討でき、鋼構造物の安全性が確保できる。
第２の手段よりなる請求項２に記載の鋼構造物の亀裂調査方法は、前記請求項１の作用効果を奏すると共に、調査対象部の外観画像上に、表面亀裂画像および又は断面形状画像の検査データが合成画像として記録でき、また、調査対象部が明確に特定できるので、検査データの把握、検討評価が容易に行い得る。
第３の手段よりなる請求項３に記載の鋼構造物の亀裂調査方法は、前記請求項２の作用効果を奏すると共に、点検者の点検作業が容易に行い得る。また、調査結果および欠陥修理対応などを必要とする場合の、関係機関への連絡がリアルタイムに行い得る。
第４の手段よりなる請求項４に記載の鋼構造物の亀裂調査方法は、前記請求項２の作用効果を奏すると共に、調査対象である鋼構造物の設計図面の画面上に各検査データが入力されているので、欠陥箇所位置が迅速、正確に把握でき、更に、欠陥修理対応要否検討などが迅速に行い得る。
第５の手段よりなる請求項５に記載の鋼構造物の亀裂調査方法は、前記請求項２の作用効果を奏すると共に、調査対象部の写真画面上に各検査データが入力されているので、欠陥箇所位置が迅速、正確に把握でき、更に、欠陥修理対応要否検討などが迅速、容易に行い得る。
【００１１】
第６の手段よりなる請求項６に記載の鋼構造物の亀裂調査装置は、調査対象部上にアームが跨るように設置し、カメラにより調査対象部を撮影すれば、調査対象部の外観画像および磁気シートに現れた表面亀裂状態を画像記録できると共に、スリット光投光器よりスリット光を投射した状態でカメラ撮像することで調査対象部の断面形状画像を記録でき、磁気シートによる磁気探傷検査を効率よく行い得る。また、本体フレームに一対のアーム、カメラ及びスリット光投光器が、アームにユニバーサルヨークが設置されているものであり、本装置は一体化しており、容易に可搬可能であり、点検場所での磁気探傷亀裂調査を効率よく行い得る。
第７の手段よりなる請求項７に記載の鋼構造物の亀裂調査装置は、前記請求項６の作用効果を奏すると共に、スリット光投光器がカメラの視野中心に対し、所定の傾斜角で設けられているので、複数の調査対象部の断面形状画像が、常に所定の傾斜角度条件で得ることができ、得られる複数の断面形状画像がムラのない均一品質のものとなり、結果として正確な磁気探傷検査が行い得る。
【００１２】
第８の手段よりなる請求項８に記載の鋼構造物の亀裂調査方法は、磁気探傷検査で得られた表面亀裂画像の検査データが、調査対象である鋼構造物の写真画面との合成画像として記録されているので、多数の調査対象部を含めた鋼構造物全体の検査データが一見して把握でき、欠陥修理などの対応策および修理工法などの検討が迅速容易に行い得る。また、合成画像に調査対象部情報を入力しているので、検査データの取り違えが防止でき、確実、正確に、上記対応修理が行い得る。
第９の手段よりなる請求項９に記載の鋼構造物の亀裂調査方法は、調査対象である鋼構造物の設計図面上又は写真画面上に、磁気探傷検査で得られた表面亀裂画像の検査データが正確に、一見して把握できるように入力でき、欠陥修理などの対応検討が迅速容易に行い得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明に係る鋼構造物の亀裂調査方法および亀裂調査装置を、図１ないし図１３に基づき説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は本発明の実施例１に係る鋼構造物の亀裂調査方法の全体説明図、図２は図１の点検ユニット部分の説明図、図３の（ａ）は図２における磁気シート（ＭＴシート）貼付状態を説明する側面図、（ｂ）は（ａ）の正面図である。図４は図３の磁気シートの断面構成図、図５の（ａ）は本発明の実施例１に用いる磁気シートの水平磁場負荷時での作用説明図、（ｂ）は同左の垂直磁場負荷時での作用説明図である。図６の（ａ）は本発明の実施例１に用いる磁気シートの使用方法を説明する正面図、（ｂ）は（ａ）の平面図である。図７は本発明の実施例１に係る亀裂調査装置（点検ユニット）の正面図、図８は図７の側面図、図９の（ａ）は本発明の実施例１に係る調査対象部の断面形状検出方法を説明する斜視図、（ｂ）は（ａ）で得られた断面形状画像である。図１０は本発明の実施例１に係る調査データの作成手順を示す説明図である。
本発明は、調査場所である現場で、短時間で亀裂情報を正確に取得することができる鋼構造物の亀裂調査方法およびその装置を提供するものであり、以下、図面に基づき説明する。
図１は、橋梁４０（図１４（ａ）〜（ｃ）参照下さい）の鋼床版４６を対象とした本発明の亀裂調査方法による調査作業状況を示したもので、調査対象である鋼板４１とＵ型リブ４３との溶接部４１ａの鋼面には図２に示す磁気シート（以下、ＭＴシートと称す）１が貼付されている。点検員は、足場１４上から携帯式の点検ユニット１０（図７、８参照方）を、溶接部４１ａを跨いで鋼面に貼り付け、磁化させて亀裂を検出、撮影し、その調査データはケーブル１３ａを通じて逐次、点検員が所持する携帯型のパソコン１２へ伝送され、ここで画像処理されて画像データとして記録される。上記ケーブル１３ａは点検ユニット１０への電源供給機能も有している。
また、画像データは、点検員が所持する視覚装置（例えばヘッドマウントディスプレーなど）１１へ伝送され、点検員はその場で画像確認することができ、さらに画像データは、携帯型のパソコン１２よりインターネットを通じて関係機関（関係者）へ配信できるようになっている。なお、点検員による画像確認は携帯型のパソコン１２の画像を視認することでも行い得る。また、ケーブル１３ａを介さずに無線方式により、上記調査データを携帯型のパソコン１２及び又は別置きしているパソコンに送信してもよい。
【００１５】
図２および図３（ａ）、（ｂ）は、調査対象の溶接部４１ａの詳細を示したもので、図示するように、溶接部４１ａ周辺の鋼面にはＭＴシート１が貼付されており、このＭＴシート１を点検ユニット１０に備えた磁化器７（図７参照方）で磁化し、亀裂を検知する。
ＭＴシート１は、図４に示すように、柔軟な透明シート１ａの表面に、磁粉を内蔵させたマイクロカプセル１ｂを配列して、黒色インキ１ｃを介して印刷加工したもので、このＭＴシート１に、図５（ａ）のように水平磁場ｉを与えると、カプセル１ｂ内の磁粉が水平に配向する。また、図５（ｂ）のように垂直磁場ｊを与えると、カプセル１ｂ内の磁粉が垂直に配向する。このように、磁場により磁粉の配向が変化すると、ＭＴシート１に明暗が生じる。
そこで、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、このＭＴシート１を調査対象部の鋼材２０の表面に貼付け、磁化器２１（図７の磁化器７と同じもの）で鋼材２０を磁化させると、亀裂部には垂直磁場が残るので、亀裂２０ａがＭＴシート１上に線状に明示され、亀裂２０ａを検知観察することができる。ＭＴシート１は、その黒色インキ１ｃ側を鋼材２０に貼り付けて、柔軟な透明シート１ａ側から観察、記録する。
【００１６】
上記磁化器２１の具体的装置構成を図７および図８に示しており、図示の点検ユニット１０は、本体フレーム８と、本体フレーム８の両端に取付けられた一対のアーム４ａ、４ｂと、各アーム４ａ、４ｂの先端にそれぞれ連結されている、磁極機能を有すユニバーサルヨーク５ａ、５ｂと、電源コード６より成る磁化器７と、本体フレーム８に設置され、調査対象部を撮影するカメラ（例えばディジタルカメラなど）２と、調査対象部の断面形状を検出するスリット光投光器（レーザセンサ）３と、本体フレーム８に固定され、携帯するための取手９などで構成されている。
本体フレーム８は四辺形であり、その一辺の中央部にカメラ２が、その対向辺の中央部にスリット光投光器３が、その対向辺の両端部にそれぞれアーム４ａ、４ｂが、設けられている。また、カメラ２とスリット光投光器３とは本体フレーム８に、所定の傾斜角度θとなるように固定されている。アーム４ａ、４ｂは軸４ｃによりユニバーサルヨーク５ａ、５ｂに傾転可能に連結されている。
調査対象部である溶接部４１ａを跨ぐように点検ユニット１０を設置すると、溶接部４１ａの正対位置（上向き姿勢の図８では直下位置、逆に下向き姿勢の場合には、直上位置）にカメラ２が位置し、また、溶接部４１ａの溶接線に正対してその傾斜方向位置にスリット光投光器３が位置する。
【００１７】
磁化器７は、ユニバーサルヨーク（磁極）５ａと５ｂとを、アーム４ａ、本体フレーム８およびアーム４ｂを経由して配線された電磁コイル（図示せず）で連結された構成で、ユニバーサルヨーク５ａ、５ｂ先端（磁極）を対象鋼面に押付け、調査対象部を磁化することができる。この場合、各磁極は、ユニバーサルヨーク５ａ、５ｂと一体化されているので、いかなる鋼面の傾きにも対応できる。
カメラ２は、図８に示すように、ユニバーサルヨーク５ａ、５ｂの略幅方向中心を結ぶ線にカメラ視野を合わせて設置してあり、スリット光投光器３は、レーザスリット光の光軸３ａを同様に、ユニバーサルヨーク５ａの略幅方向中心に合わせると共に、この光軸３ａが、カメラ２の視野中心２ａと所定の傾斜角θとなるように設置している。
この配置を採ることにより、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、例えば、鋼板４１の溶接部４１ａを調査する場合に、溶接部４１ａの断面形状画像を画像データとして検出することができる。
また、上記傾斜角θは、要するに、溶接部４１ａの溶接線方向に対して傾斜する角度であり、図８、図９（ａ）に示すように、溶接部４１ａの溶接線に対してスリット光幅を直交して、傾斜角θの角度方向から照射し、その状態でカメラ２により撮像すれば、溶接部４１ａの断面形状画像を得ることができる。
また、本点検ユニット１０は、携帯可能に構成されており、点検員が、足場１４上から取手９を使って磁化作業、画像撮影等の諸作業を行うことができる。
【００１８】
以上のように、本亀裂調査装置（点検ユニット１０）は、調査対象部上にアーム４ａ、４ｂが跨るように設置し、カメラ２により調査対象部を撮影すれば、調査対象部の外観画像およびＭＴシート１に現れた表面亀裂状態を画像記録できると共に、スリット光投光器３よりスリット光を投射した状態でカメラ２により撮像することで、調査対象部の断面形状画像を記録でき、ＭＴシート１による磁気探傷検査を効率よく行うことができる。
また、本点検ユニット１０は、スリット光投光器３がカメラ２の視野中心に対し、所定の傾斜角θで固定されているので、多数の調査対象部の断面形状画像が、常に所定の傾斜角度条件で得ることができ、得られる複数の断面形状画像がムラのない均一品質のものとなり、正確な磁気探傷検査を行うことができる。
なお、図８において、アーム４ａ、４ｂを本体フレーム８のカメラ２側の設置辺に設置してもよい。
【００１９】
図１０（ａ）〜（ｃ）は、本亀裂調査装置によって検出し得る検査データ（画像データ）を示す。以下、この画像データに従って、橋梁の鋼板４１の溶接部４１ａ（図１〜図９参照方）に対する亀裂調査方法を次に説明する。
点検ユニット１０を調査対象部である溶接部４１ａにセットしてカメラ２により、溶接部４１ａの調査前の現状を撮影して外観画像（ａ）を取得する。次に、スリット光投光器３のスリット光を、所定角度をつけて溶接部４１ａへ照射し、その状態でカメラ２により溶接部周辺（スリット光照射部）を撮影し、溶接部４１ａの断面形状画像（ｃ）を取得する。
次に、上記溶接部４１ａの上面にＭＴシート１を貼付し、磁化器７に通電して調査対象である溶接部４１ａ付近を磁化させる。すると、溶接部４１ａに存在する亀裂４１ｂがＭＴシート１上に現出されるので、この亀裂４１ｂをカメラ２により撮影して欠陥画像（ｂ）を取得する。この各画像データの取得作業は、ＭＴシート１の貼付位置をずらしながら、鋼床版４６の全長に亘って順次行う。
こうして得られた外観画像（ａ）、欠陥画像（ｂ）および断面形状画像（ｃ）の各画像データは、ケーブル１３ａを介して、点検員が所持する携帯型のパソコン１２へ逐次送られ、ここで記録、保存される。
これらの各画像データはまた、逐次、点検員が所持する視覚装置１１へ伝送されており、点検員はその場で調査部の現状確認（亀裂の有無、形状、位置等の確認）を行うことができる。
上記の亀裂調査方法は、調査対象部の外観画像（ａ）と、その断面形状画像（ｃ）、および表面亀裂画像である欠陥画像ｂを記録するものであり、それら各画像を記録しておくことで、欠陥の修理対応の緊急度や修理要否の判定を正確に検討でき、鋼構造物の安全性が確保できる。
【００２０】
なお、この後、上述の各画像データを用いて合成画像が作成されて保存され、また、必要に応じてインターネットを利用して関係機関へ配信することができる。配信を行えば、調査結果および欠陥修理対応などを必要とする場合での、関係機関への連絡をリアルタイムに行うことができ、安全対策上も好ましい。
このように、本亀裂調査方法および亀裂調査装置によると、調査対象部にＭＴシート１を貼付し、調査対象部を磁化して溶接部４１ａに存在する亀裂４１ｂをＭＴシート１上に現出させ、検出された亀裂４１ｂの状況をカメラ２で撮影し、また、スリット光投光器３より溶接部４１ａへレーザスリット光を照射してその断面形状をカメラ２で撮影し、これらの撮影データおよび調査前に撮影した溶接部４１ａの外観画像データを、それぞれ携帯型のパソコン１２へ送って記録し、また、点検者の所持する視覚装置１１へ送って、点検者の現状把握に供することができる。
かくして、調査対象部に多少の汚れや塗装層があっても、従来方法のように、点検者の知識と経験に頼ることなく、現状のまま速やかに、正確な調査データを得ることができ、したがって、現場での調査作業の効率が向上し、取得データの品質が向上するなどの効果がある。
【実施例２】
【００２１】
図１１は本発明の実施例２に係る合成画像の作成手順を示す説明図であり、以下本図に基づき説明する。
本発明の実施例２は、実施例１で取得された画像データの処理方法および利用方法に関する。点検ユニット１０を用いて取得された調査対象部（溶接部４１ａ）の外観画像（ａ）、欠陥画像（ｂ）および断面形状画像（ｃ）の各画像データは、この後、パソコン１２（図１参照方）へ送られ、パソコン１２の画像処理ソフトによって画像処理され、各画像を重ね合わせて合成画像（ｄ）が作成される。この合成画像（ｄ）に、溶接部４１ａの形状寸法（幅ｗ、高さｈ等）および調査位置を表す場所符号（例えばＡ−１、Ａ−２等）や、調査日時や、場合によっては点検員の判断結果（問題なし○、補修要×、１年後再検要△）などの調査対象部情報を明示して合成記録画像（ｅ）が作成され、記録される。
この亀裂調査方法によれば、調査対象部の外観画像（ａ）上に、欠陥画像（ｂ）および断面形状画像（ｃ）の画像データ（検査データ）が合成画像（ｄ）として記録でき、また、合成記録画像（ｅ）により調査対象部が明確に特定できるので、検査データの把握、検討評価を容易に行うことができる。
こうして作成、記録された合成記録画像（ｅ）は、逐次、現場点検者の所持する視覚装置１１へ送られ、点検者の調査対象部の現状把握、亀裂評価および原因推定のデータに供することができ、また、必要に応じてインターネット２２を通じて遠隔地の関係機関２３へ配信され、専門家による詳細な検討データに供することができる。そのようにすれば、調査結果および欠陥修理対応などを必要とする場合での、関係機関への連絡をリアルタイムで行うことができる。
このように、パソコン１２に記録された合成記録画像（ｅ）によって、調査部位置と調査部形状、亀裂状態などとを関連付けて、即座にかつ正確に現場点検者または遠隔地の専門家へ伝達されるようになり、補修工事等の今後の対応策を検討する際に、速やかに適正かつ有効な判断を下すことができるなどの効果がある。
【実施例３】
【００２２】
本発明に係る実施例３を図１２および図１３に基づき説明する。図１２は取得した画像データの記録方法の説明図、図１３は画像データの他の記録方法の説明図である。
本発明の実施例３は、上記実施例１および実施例２で取得された画像データを、より利用し易くするための保存方法に関する。
図１２は、調査対象（例えば橋梁４０の鋼床版４６）の設計図面を利用した保存方法を示す。まず、調査対象部の斜視図（ａ）または平面図（ｂ）などを、スキャナー２４などを用いて予め、パソコン１２に保存しておく。そして、点検場所（現場）においてこの図面データを呼び出し、実施例１および実施例２に記載した方法により取得した外観画像（ａ）、欠陥画像（ｂ）、断面形状画像（ｃ）、合成画像（ｄ）、合成記録画像（ｅ）等の各画像データを、上記図面データ上のマウスｍで指示した位置に関連付けて順次入力し、保存するものである。
このように、各画像データ（ａ）〜（ｅ）を、別途作成した図面データまたは写真データ上の位置と関連付けて入力して保存すれば、点検者または関係専門家は、図面データ上または写真データ上の位置をマウスｍで指示するだけで、直ちに関連するすべての検査画像データを呼び出すことができる。
また、図１３は調査対象の写真画像を利用した保存方法を示したものであり、調査対象部を現場撮影した写真画像（ａ）を、予め、パソコン１２に保存しておく。そして、上記同様、点検場所（現場）において、写真画像（ａ）の写真データを呼び出し、点検場所（現場）で取得した各調査画像データ（ａ）〜（ｅ）を、写真データ上のマウスｍで指示した位置に関連付けて順次入力し、保存するものである。また、これらの各保存データは、インターネットを通じて関係機関へ送ることができ、送信することにより、調査結果および欠陥修理対応などを必要とする場合での、関係機関への連絡をリアルタイムで行うことができる。
【００２３】
なお、表面亀裂画像（図１０や図１１中の欠陥画像ｂ）の検査データを、予め調査対象である鋼構造物の写真画面（図１３中の写真画像ａ）を保存しているパソコンへ伝送し、画像処理して合成画像を作成し、この合成画像に、点検員が調査対象部情報（調査対象部の形状寸法および調査位置を表す場所符号や、調査日時や、点検員の判断結果など）を明記して記録してもよい。
この記録方法によれば、磁気探傷検査で得られた表面亀裂画像の検査データが、調査対象である鋼構造物の写真画面との合成画像として記録されているので、多数の調査対象部を含めた鋼構造物全体の検査データが一見して把握でき、欠陥修理などの対応策および修理工法などの検討が迅速容易に行い得る。また、合成画像に調査対象部情報を入力しているので、検査データの取り違えが防止でき、確実、正確に、上記対応修理を行うことができる。
更に、表面亀裂画像（図１０や図１１中の欠陥画像ｂ）の検査データを、パソコンに予め保存しておいた調査対象である鋼構造物の設計図面（図１２中の図面ａ、ｂ）上又は写真画面（図１３中の写真画像ａ）上の該当位置に、点検員が順次入力し、保存記録するようにしてもよい。
この記録方法によれば、調査対象である鋼構造物の設計図面上又は写真画面上に、磁気探傷検査で得られた表面亀裂画像の検査データが正確に、一見して把握できるように入力でき、欠陥修理などの対応検討を迅速容易に行うことができる。
かくして、正確かつ豊富な調査データによって直ちに詳細な対応策の検討が可能となり、適正かつ有効な判断を下すことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例１に係る鋼構造物の亀裂調査方法の全体説明図である。
【図２】図２は図１の点検ユニット部分の説明図である。
【図３】（ａ）は図２における磁気シート（ＭＴシート）貼付状態を説明する側面図、（ｂ）は（ａ）の正面図である。
【図４】図３の磁気シートの断面構成図である。
【図５】（ａ）は本発明の実施例１に用いる磁気シートの水平磁場負荷時での作用説明図、（ｂ）は同左の垂直磁場負荷時での作用説明図である。
【図６】（ａ）は本発明の実施例１に用いる磁気シートの使用方法を説明する正面図、（ｂ）は（ａ）の平面図である。
【図７】本発明の実施例１に係る亀裂調査装置（点検ユニット）の正面図である。
【図８】図８は図７の側面図である。
【図９】図９の（ａ）は本発明の実施例１に係る調査対象部の断面形状検出方法を説明する斜視図、（ｂ）は（ａ）で得られた断面形状画像である。
【図１０】本発明の実施例１に係る調査データの作成手順を示す説明図である。
【図１１】本発明の実施例２に係る合成画像の作成手順を示す説明図である。
【図１２】本発明の実施例３に係る画像データの図面への記録方法を示す説明図である。
【図１３】本発明の実施例３に係る画像データの写真への記録方法を示す説明図である。
【図１４】（ａ）は河川などの両岸に差し渡された一般的な橋梁４０の側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ部の斜視図である。
【図１５】従来の鋼構造物の表面亀裂の調査方法を説明する正面図である。
【図１６】図１５の表面亀裂部を示す拡大図である。
【符号の説明】
【００２５】
１ ＭＴシート（磁気シート）
２ カメラ
２ａ 視野中心
３ スリット光投光器
３ａ 光軸
４ａ、４ｂ アーム
５ａ、５ｂ ユニバーサルヨーク
７ 磁化器
８ 本体フレーム
９ 取手
１０ 点検ユニット（亀裂調査装置）
１１ 視覚装置
１２ パソコン
θ 傾斜角
【特許請求の範囲】
【請求項１】
調査対象部を正対するカメラにより撮像し、外観画像を記録する工程と、調査対象部に対し、スリット光投光器を、その光軸が、上記カメラの視野中心と所定の傾斜角となるように設置し、スリット光投光器よりスリット光を投射してカメラにより撮像し、調査対象部の断面形状画像を記録する工程と、磁粉を内在し、透明シートに覆われた磁気シートを、調査対象部の表面に貼付した後、調査対象部を磁化させて、磁粉の配向を変化させ、その際に磁気シート表面に生ずる明暗の状態をカメラにより撮像し、表面亀裂画像を記録する工程と、よりなることを特徴とする鋼構造物の亀裂調査方法。
【請求項２】
調査対象部の、上記外観画像、上記断面形状画像および上記表面亀裂画像の各検査データを、パソコンへ伝送し、画像処理して合成画像を作成し、この合成画像に、調査対象部情報を明記して記録することを特徴とする請求項１に記載の鋼構造物の亀裂調査方法。
【請求項３】
上記合成画像データを点検者用視覚装置へ送って現状確認データに供すると共に、必要に応じてインターネットを介して関係機関へ伝送することを特徴とする請求項２に記載の鋼構造物の亀裂調査方法。
【請求項４】
調査対象である鋼構造物の設計図面を、予めパソコンに保存しておき、この図面データを現場で呼び出し、上記各検査データを、図面データ上のマウスで指示した位置に関連付けて順次入力し、保存することを特徴とする請求項２に記載の鋼構造物の亀裂調査方法。
【請求項５】
調査対象部である鋼構造物の写真画面を、予めパソコンに保存しておき、この写真データを点検場所で呼び出し、上記各検査データを、写真データ上のマウスで指示した位置に関連付けて順次入力し、保存することを特徴とする請求項２に記載の鋼構造物の亀裂調査方法。
【請求項６】
本体フレームと、同本体フレームに取付けられている一対のアームと、同アームの先端にそれぞれ連結されている磁極機能を有すユニバーサルヨークと、同ユニバーサルヨーク相互を、電磁コイルで接続して成る磁化器と、上記本体フレームに設置されている、調査対象部を撮影するカメラ及び同調査対象部の断面形状を検出するためのスリット光を投射するスリット光投光器とを備えたことを特徴とする鋼構造物の亀裂調査装置。
【請求項７】
上記スリット光投光器は、その光軸が、上記カメラの視野中心と所定の傾斜角を付けて設置されていることを特徴とする請求項６に記載の鋼構造物の亀裂調査装置。
【請求項８】
磁粉を内在し、透明シートに覆われた磁気シートを、調査対象部の表面に貼付した後、同調査対象部を磁化させて、その際に磁気シート表面に生ずる明暗の状態をカメラにより撮像して表面亀裂画像を取得し、同表面亀裂画像の検査データを、予め調査対象である鋼構造物の写真画面を保存しているパソコンへ伝送し、画像処理して合成画像を作成し、この合成画像に、調査対象部情報を明記して記録することを特徴とする鋼構造物の亀裂調査方法。
【請求項９】
磁粉を内在し、透明シートに覆われた磁気シートを、調査対象部の表面に貼付した後、同調査対象部を磁化させて、その際に磁気シート表面に生ずる明暗の状態をカメラにより撮像して表面亀裂画像を取得し、同表面亀裂画像の検査データを、パソコンに予め保存しておいた調査対象である鋼構造物の設計図面上又は写真画面上の該当位置に順次入力し、保存することを特徴とする鋼構造物の亀裂調査方法。
【請求項１】
調査対象部を正対するカメラにより撮像し、外観画像を記録する工程と、調査対象部に対し、スリット光投光器を、その光軸が、上記カメラの視野中心と所定の傾斜角となるように設置し、スリット光投光器よりスリット光を投射してカメラにより撮像し、調査対象部の断面形状画像を記録する工程と、磁粉を内在し、透明シートに覆われた磁気シートを、調査対象部の表面に貼付した後、調査対象部を磁化させて、磁粉の配向を変化させ、その際に磁気シート表面に生ずる明暗の状態をカメラにより撮像し、表面亀裂画像を記録する工程と、よりなることを特徴とする鋼構造物の亀裂調査方法。
【請求項２】
調査対象部の、上記外観画像、上記断面形状画像および上記表面亀裂画像の各検査データを、パソコンへ伝送し、画像処理して合成画像を作成し、この合成画像に、調査対象部情報を明記して記録することを特徴とする請求項１に記載の鋼構造物の亀裂調査方法。
【請求項３】
上記合成画像データを点検者用視覚装置へ送って現状確認データに供すると共に、必要に応じてインターネットを介して関係機関へ伝送することを特徴とする請求項２に記載の鋼構造物の亀裂調査方法。
【請求項４】
調査対象である鋼構造物の設計図面を、予めパソコンに保存しておき、この図面データを現場で呼び出し、上記各検査データを、図面データ上のマウスで指示した位置に関連付けて順次入力し、保存することを特徴とする請求項２に記載の鋼構造物の亀裂調査方法。
【請求項５】
調査対象部である鋼構造物の写真画面を、予めパソコンに保存しておき、この写真データを点検場所で呼び出し、上記各検査データを、写真データ上のマウスで指示した位置に関連付けて順次入力し、保存することを特徴とする請求項２に記載の鋼構造物の亀裂調査方法。
【請求項６】
本体フレームと、同本体フレームに取付けられている一対のアームと、同アームの先端にそれぞれ連結されている磁極機能を有すユニバーサルヨークと、同ユニバーサルヨーク相互を、電磁コイルで接続して成る磁化器と、上記本体フレームに設置されている、調査対象部を撮影するカメラ及び同調査対象部の断面形状を検出するためのスリット光を投射するスリット光投光器とを備えたことを特徴とする鋼構造物の亀裂調査装置。
【請求項７】
上記スリット光投光器は、その光軸が、上記カメラの視野中心と所定の傾斜角を付けて設置されていることを特徴とする請求項６に記載の鋼構造物の亀裂調査装置。
【請求項８】
磁粉を内在し、透明シートに覆われた磁気シートを、調査対象部の表面に貼付した後、同調査対象部を磁化させて、その際に磁気シート表面に生ずる明暗の状態をカメラにより撮像して表面亀裂画像を取得し、同表面亀裂画像の検査データを、予め調査対象である鋼構造物の写真画面を保存しているパソコンへ伝送し、画像処理して合成画像を作成し、この合成画像に、調査対象部情報を明記して記録することを特徴とする鋼構造物の亀裂調査方法。
【請求項９】
磁粉を内在し、透明シートに覆われた磁気シートを、調査対象部の表面に貼付した後、同調査対象部を磁化させて、その際に磁気シート表面に生ずる明暗の状態をカメラにより撮像して表面亀裂画像を取得し、同表面亀裂画像の検査データを、パソコンに予め保存しておいた調査対象である鋼構造物の設計図面上又は写真画面上の該当位置に順次入力し、保存することを特徴とする鋼構造物の亀裂調査方法。
【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】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００６−３００７０９（Ｐ２００６−３００７０９Ａ）
【公開日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１２２３１２（Ｐ２００５−１２２３１２）
【出願日】平成１７年４月２０日（２００５．４．２０）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月２０日（２００５．４．２０）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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