特許 6973434 空隙検査装置及び空隙検査方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6973434

(24)【登録日】2021年11月8日

(45)【発行日】2021年11月24日

(54)【発明の名称】空隙検査装置及び空隙検査方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/20 20060101AFI20211111BHJP

【ＦＩ】

   G01N27/20 A

【請求項の数】8

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2019-45909(P2019-45909)

(22)【出願日】2019年3月13日

(65)【公開番号】特開2020-148596(P2020-148596A)

(43)【公開日】2020年9月17日

【審査請求日】2020年10月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001258

【氏名又は名称】ＪＦＥスチール株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100152984

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 秀明

(74)【代理人】

【識別番号】100168985

【弁理士】

【氏名又は名称】蜂谷 浩久

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 拓

(72)【発明者】

【氏名】四辻 淳一

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼木 勇輝

【審査官】 村田 顕一郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５２−１４３０９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１７／０１０８４５６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１５−１９４４４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−０８７８４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２４２１１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−１１０４５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５０−０３１９９４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１４−０２１００９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０７８４９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３００４８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０９０７９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２７／００−２７／１０

Ｇ０１Ｎ ２７／１４−２７／２４

Ｅ０４Ｇ ２１／００−２１／１０

Ｅ０４Ｇ ２１／１４−２１／２２

Ｅ０４Ｇ ２３／００−２３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

並べて配置される建設資材の隙間に充填されたモルタル内において、空隙の有無を検査する空隙検査装置であって、
第一電極及び第二電極と、
前記第一電極及び前記第二電極の間に電圧を印加する電圧印加部と、
前記第一電極及び前記第二電極を前記モルタルに差し込んだ状態で前記第一電極及び前記第二電極の間を流れる電流を検知する検知部と、を有することを特徴とする空隙検査装置。

【請求項2】

前記検知部により検知された前記電流に基づき、前記空隙の有無を判定する判定部を有し、
前記判定部は、前記電流が規定値以下に低下した時点での前記第一電極の位置に前記空隙が有ると判定する請求項１に記載の空隙検査装置。

【請求項3】

前記検知部は、前記第一電極を動かした際の前記電流を検知し、
前記検知部により検知された前記電流が規定値以下となった時点での前記第一電極の位置を可視化して表示する表示部をさらに有する請求項１又は２に記載の空隙検査装置。

【請求項4】

前記隙間は、前記隙間の奥行方向及び前記隙間の高さ方向の双方と交差する延出方向に沿って延びており、
前記延出方向における前記第一電極の位置を特定する位置特定部を有する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の空隙検査装置。

【請求項5】

前記第一電極は、前記第一電極の先端に位置する頂点を有し、前記頂点に向かうほど細くなった形状をなしている請求項１乃至４のいずれか一項に記載の空隙検査装置。

【請求項6】

前記第一電極の表面は、撥水性材料からなる撥水層によって覆われている請求項１乃至５のいずれか一項に記載の空隙検査装置。

【請求項7】

前記建設資材の表面に当接することで、前記第一電極を初期位置に位置決めする位置決め部を有し、
前記初期位置は、前記隙間の奥行方向において前記モルタルの表面位置を基準にして設定された位置である請求項１乃至６のいずれか一項に記載の空隙検査装置。

【請求項8】

並べて配置される建設資材の隙間に充填されたモルタル内において、空隙の有無を検査する空隙検査方法であって、
前記モルタルに差し込んだ状態の第一電極及び第二電極の間に電圧を印加するステップと、
前記第一電極及び前記第二電極の間を流れる電流を検知するステップと、を有することを特徴とする空隙検査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空隙検査装置及び空隙検査方法に係り、特に、並べて配置される建設資材の隙間に充填されたモルタル内での空隙の有無を検査する空隙検査装置及び空隙検査方法に関する。

【背景技術】

【0002】

建設資材を並べて構築される構造物において、建設資材の隙間（以下、目地とも言う）にはモルタルが充填されるが、モルタル内に空隙が存在していると、構造物の利用に支障をきたす虞がある。

【0003】

例えば、コークス炉等のような煉瓦積み構造物では、その内部に高温ガスが流れるため、煉瓦間の目地に充填されたモルタル内に空隙が存在すると、その空隙を通じてガスが漏洩してしまう可能性がある。この場合には、異常燃焼の発生及びコークス品質の悪化等の問題が生じ得る。また、モルタルが空隙を内包したまま乾燥すると、その部分の強度が低下し、構造物の耐震性等に悪影響を及ぼす虞がある。

【0004】

目地に充填されたモルタル内に空隙が存在する状況を回避するため、目地内にモルタルを押し込むことで空隙を除去したり、目地内にモルタルを充填した後に建設資材を抜き取りで剥がして空隙の有無を目視点検する。このような作業は、手間を要するため、構造物の建設作業（工事）が長引いてしまう。

【0005】

上記のような充填材内の空隙の有無を検査する従来方法として、特許文献１に記載の検査方法、及び特許文献２に記載の検査方法が挙げられる。

【0006】

特許文献１に記載の検査方法では、充填材と被検査板とを合体させて構造物を構築する工法において、被検査板の外側から速中性子線を照射し、反射する熱中性子線を解析する。これにより、被検査板の内面と充填材との間に生じ得る空隙の厚さを算出することができる。なお、特許文献１に記載の空隙検査方法では、空隙の厚さを算出する上で充填材中の水分量を測定し、その測定結果に基づいて空隙の厚さを算出する。

【0007】

特許文献２に記載の検査方法では、鋼板で構成された外枠内部にコンクリートが充填された構造において、鋼板表面側から超音波等の音響波を入射し、その反射波を測定する。これにより、鋼板とコンクリートとの間に生じた空隙の箇所を検出し、空隙の深さを推定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特許第５３８９５５５号公報

【特許文献2】特許第５５４１４９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、上記２つの特許文献に記載された検査方法は、目地に充填されたモルタル内における空隙の有無を検査する方法としては、利用し難い場合がある。

【0010】

目地に充填されたモルタル内での空隙の有無を、特許文献１に記載の方法を用いて検査しようとする場合、煉瓦等の建設資材を積み並べている作業者をはじめ、検査者以外の作業者（他の作業者）によって作業現場が混み合っており、その中で検査用の中性子線を取り扱うことになる。そのため、他の作業者が被爆しないような措置を講じる必要があり、検査コスト及び作業時間が増加する虞がある。また、目地に充填されたモルタル中の水分は、煉瓦等の建設資材に吸水され刻々と変化する。このため、モルタル中の含水量の測定が困難となり、結果として、空隙に関する検査の精度に影響を及ぼす虞がある。

【0011】

目地に充填されたモルタル内での空隙の有無を、特許文献２に記載の方法を用いて検査しようとする場合、鋼板に代えて煉瓦等の建設資材に超音波を入射することになる。しかし、煉瓦等の建設資材は、一般的な鋼板と異なり、その表面形状が不均一なものであり、且つ、超音波を入射する際の媒体(液体)を内部に吸収してしまう。それ故に、煉瓦等の建設資材に超音波を入射した際の信号強度は、鋼材に入射した場合に比べて劣り、そのために超音波が目地内のモルタルを透過することができない虞がある。かかる場合には、目地内での空隙とモルタルとを区別し難くなる。また、超音波発振器の入射面と垂直な方向では、目地に充填されたモルタル内の空隙が検出され難くなるという問題も生じ得る。

【0012】

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、以下に示す目的を解決することを課題とする。
具体的には、本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、建設資材の隙間に充填されたモルタル内における空隙の有無を、適切に検査することが可能な空隙検査装置及び空隙検査方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

上記の目的を達成するために、本発明の空隙検査装置は、並べて配置される建設資材の隙間に充填されたモルタル内において、空隙の有無を検査する空隙検査装置であって、第一電極及び第二電極と、第一電極及び第二電極の間に電圧を印加する電圧印加部と、第一電極及び第二電極がモルタルに差し込まれた状態で第一電極及び第二電極の間を流れる電流を検知する検知部と、を有することを特徴とする。

【0014】

以上のように構成された本発明の空隙検査装置によれば、建設資材の隙間（すなわち、目地）に充填されたモルタルに二つの電極を差し込み、電極間に流れる電流の変化を検知する。ここで、電流は、空隙の有無に応じて変化し、そのような電流の変化を検知することで、適切に空隙の有無を確認することが可能となる。

【0015】

また、上記の空隙検査装置において、検知部により検知された電流に基づき、空隙の有無を判定する判定部を有し、判定部は、電流が規定値以下に低下した時点での第一電極の位置に空隙が有ると判定すると、好適である。
上記の構成であれば、空隙の有無を装置側で判定するので、検査者（換言すると、本発明の空隙検査装置のユーザ）は、空隙の有無をより簡単に検査することができる。

【0016】

また、上記の空隙検査装置において、検知部は、第一電極を動かした際の電流を検知し、検知部により検知された電流が規定値以下となった時点での第一電極の位置を可視化して表示する表示部をさらに有すると、尚一層好適である。
上記の構成であれば、電流が規定値以下となった時点での第一電極の位置を可視化して表示することにより、表示画面を通じて、空隙の位置を可視化して確認することが可能となる。

【0017】

また、上記の空隙検査装置において、隙間は、隙間の奥行方向及び隙間の高さ方向の双方と交差する延出方向に沿って延びており、延出方向における第一電極の位置を特定する位置特定部を有すると、さらに好適である。
上記の構成であれば、隙間の延出方向において空隙の位置を確認するために必要な、延出方向における第一電極の位置を特定することが可能となる。

【0018】

また、上記の空隙検査装置において、第一電極は、第一電極の先端に位置する頂点を有し、頂点に向かうほど細くなった形状をなしていると、さらに好適である。
上記の構成であれば、第一電極の先端部にモルタルが付着し難くなる。これにより、例えば、第一電極の先端部にモルタルが付着し続けることが原因で検査が正しく行われなくなる事態を、効果的に回避することができる。

【0019】

また、上記の空隙検査装置において、第一電極の表面は、撥水性材料からなる撥水層によって覆われていると、一段と好適である。
上記の構成であれば、第一電極の先端部にモルタルがより付着し難くなる。これにより、例えば、第一電極の先端部にモルタルが付着し続けることが原因で検査が正しく行われなくなる事態を、より効果的に回避することができる。

【0020】

また、上記の空隙検査装置において、建設資材の表面に当接することで、第一電極を初期位置に位置決めする位置決め部を有し、初期位置は、隙間の奥行方向においてモルタルの表面位置を基準にして設定された位置であると、殊更好適である。
上記の構成であれば、検査開始時に第一電極を正規の位置（初期位置）に位置決めすることができる。これにより、空隙の有無の検査を、より適切に実施することが可能となる。

【0021】

また、前述の課題を解決するために、本発明の空隙検査方法は、並べて配置される建設資材の隙間に充填されたモルタル内において、空隙の有無を検査する空隙検査方法であって、モルタルに差し込んだ状態の第一電極及び第二電極の間に電圧を印加するステップと、第一電極及び第二電極の間を流れる電流を検知するステップと、を有することを特徴とする。
上記の方法であれば、目地に充填されたモルタル内における空隙の有無を、適切に空隙の有無を検査することが可能となる。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、建設資材の隙間（目地）に充填されたモルタル内における空隙の有無を、適切に検査することが可能な空隙検査装置及び空隙検査方法が実現される。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】空隙検査装置を用いた空隙検査の様子を示す図である。

【図2】空隙検査装置の構成についての説明図である。

【図3】目地モルタル内に存在する空隙の一例を示す図である。

【図4A】第一プローブを図３の位置Ａにて目地モルタルに差し込んだ場合の電流値を示す図である。

【図4B】第一プローブを図３の位置Ｂにて目地モルタルに差し込んだ場合の電流値を示す図である。

【図4C】第一プローブを図３の位置Ｃにて目地モルタルに差し込んだ場合の電流値を示す図である。

【図5】電流変化の検知に基づいて描画された空隙のマッピングイメージを示す図である。

【図6】各プローブの側方断面図である。

【図7】空隙検査装置における制御系統の構成を示す図である。

【図8】第一変形例に係る位置特定機構の説明図である。

【図9】第二変形例に係る位置特定機構の説明図である（その１）。

【図10】第二変形例に係る位置特定機構の説明図である（その２）。

【図11】第一プローブの先端部の変形例を示す図である。

【図12】位置決め部を示す図である。

【図13A】空隙検査の手順を示す図である（その１）。

【図13B】空隙検査の手順を示す図である（その２）。

【図13C】空隙検査の手順を示す図である（その３）。

【図13D】空隙検査の手順を示す図である（その４）。

【発明を実施するための形態】

【0024】

本発明の一実施形態に係る空隙検査装置及び空隙検査方法について、添付の図面に示す好適な実施形態を参照しながら、以下に詳細に説明する。
なお、以下に説明する実施形態は、本発明の理解を容易にするために挙げた一例にすぎず、本発明を限定するものではない。すなわち、本発明は、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、以下に説明する実施形態から変更又は改良され得る。また、当然ながら、本発明には、その等価物が含まれる。

【0025】

また、以下の説明において、「モルタル」とは、乾燥前の状態のモルタルを意味し、厳密には、全重量に対する水分の重量の割合（含水率）が１０％以上である状態のモルタル、さらに詳しくは、含水率が１０〜３０％である状態のモルタルを意味する。なお、乾燥後のモルタルについては、乾燥前のモルタルと区別するため、以下では「乾燥モルタル」と呼ぶ。

【0026】

＜＜本実施形態に係る空隙検査装置の概要＞＞
本実施形態に係る空隙検査装置の概要について説明する。本実施形態に係る空隙検査装置は、構造物において目地に充填されたモルタル内において空隙の有無を検査するために用いられる。ここで、構造物は、ブロック状の建設資材を鉛直方向及び水平方向にそれぞれ並べて配置することで構成された壁と、その壁によって囲まれた空間（内部空間）と、を有する。目地は、建設資材の隙間のことである。
目地は、水平方向に沿って延びる横目地と、鉛直方向に沿って延びる縦目地とを含むが、以下では、特に断る場合を除き、横目地を単に「目地」と呼ぶ。本発明は、横目地に充填されたモルタル内での空隙の有無だけでなく、縦目地に充填されたモルタル内での空隙の有無を検査する場合にも適用可能である。

【0027】

目地に充填されたモルタルは、目地の両側（分かり易くは、目地の上側及び下側）に位置する建設資材同士を結合するための結合剤として用いられ、以下、「目地モルタル」と呼ぶ。

【0028】

以下では、構造物の一例として炉を挙げ、炉における目地モルタル内での空隙の有無を検査するケースを具体例として説明する。すなわち、以下では、本実施形態に係る空隙検査装置を、建設資材としての煉瓦を並べて構成される炉において、煉瓦間の隙間に充填されたモルタル内での空隙の有無を検査するために用いる場合を想定して説明する。炉としては、コークス炉等の焼成炉、加熱炉、溶錬炉、暖炉、及び焼却炉等が該当する。

【0029】

構造物は、炉に限定されるものではなく、他の構造物（例えば、建物の外壁等）であってもよい。本発明の空隙検査装置は、炉以外の構造物における目地モルタル内での空隙の有無を検査する際にも適用可能である。

【0030】

炉の内部では高温の燃焼ガス（炉内ガス）が流れるが、煉瓦間の隙間（目地）に充填されたモルタルに空隙が存在すると、その空隙を通じて炉内ガスが炉外にリークしてしまう虞がある。また、空隙の存在によって炉の強度が低下することがあり得る。そこで、炉の安全性及び品質を確保する観点から、通常、目地モルタル内での空隙の有無を、炉の建設過程において適宜検査する必要がある。

【0031】

炉における目地モルタル内での空隙の有無の検査（以下、便宜的に「空隙検査」という）は、前述のように炉の建設過程中に実施される。より厳密には、一段分の煉瓦が積まれる（並べられる）ことで新たに目地が形成されると、その都度、その目地に充填されたモルタルに対して空隙検査が実施される。ただし、これに限定されるものではなく、例えば、新たな煉瓦を一個ずつ積み重ねる度に空隙検査を実施してもよい。

【0032】

本実施形態に係る空隙検査では、目地モルタル内での空隙の有無を検査すると共に、空隙の位置、形状及びサイズ等を確認する。そして、空隙検査にて空隙が見つかり、その空隙が所定の条件を満たしている場合には施工不良と判断され、直前に積まれた一段分の煉瓦を剥がし、モルタルの再施工及び煉瓦の積み直しを実施する。

【0033】

ここで、施工不良と判断される空隙の条件については、特に限定されるものではないが、例えば、空隙のサイズ（具体的には面積、あるいは、目地サイズに対する面積率）が所定値を超えたとき、あるいは、空隙が目地モルタルを貫通しているときに施工不良と判断することができる。

【0034】

空隙検査の大まかな手順について説明すると、空隙検査は、図１に図示した本実施形態に係る空隙検査装置１０を用いて実施する。図１は、空隙検査装置１０を用いた空隙検査の様子を示す図である。図１中のＸ方向は、目地の延出方向（炉壁の長手方向）であり、Ｙ方向は、目地の奥行方向（炉壁の厚み方向）であり、Ｚ方向は、目地の高さ方向（炉壁の上下方向）である。

【0035】

空隙検査では、その直前に形成された目地（以下、「対象目地２」と呼ぶ）を対象とし、対象目地２の全長（対象目地２の延出方向における対象目地全体の長さ）に亘って目地モルタル４内の空隙の有無をリアルタイムに検査する。

【0036】

具体的に説明すると、図１に示すように、対象目地２の目地モルタル４に対して、空隙検査装置１０が有する第一プローブ１１及び第二プローブ１２をＹ方向に差し込む。第一プローブ１１及び第二プローブ１２の各々の先端部には、図２に示すように電極が備えられており、両電極間には、空隙検査装置１０に内蔵された電源２４の電圧が印加される。図２は、空隙検査装置１０の構成についての説明図であり、使用状態にある空隙検査装置１０のＸ−Ｙ断面を模式的に示す図である。図２中、空隙検査装置１０の内部（厳密には、後述する装置本体１０Ｈの内部）は、図示の都合上、簡略化して図示している。

【0037】

第一プローブ１１の先端部に取り付けられた電極が、第一電極１３であり、第二プローブ１２の先端部に取り付けられた電極が、第二電極１４である。

【0038】

第一プローブ１１は、図２に示すように、空隙検査装置１０のアクチュエータ１５に取り付けられており、アクチュエータ１５によってＹ方向に進退自在に構成されている。空隙検査装置１０は、第一プローブ１１の先端部、すなわち第一電極１３が目地モルタル４に差し込まれた後、アクチュエータ１５により第一プローブ１１をＹ方向に沿ってより奥側に進める。これにより、第一電極１３がＹ方向に沿って直線状に移動し、その差し込み量が変化する。差し込み量とは、第一電極１３が目地モルタル４の表面（Ｙ方向における手前側の端面）から移動した距離であり、「差し込み深さ」である。

【0039】

第二プローブ１２は、目地モルタル４に差し込まれた後には、その位置で固定される。第二プローブ１２の位置は、第二プローブ１２の先端部、すなわち第二電極１４がＹ方向において目地モルタル４の表面から５ｍｍ程度差し込まれた位置が望ましい。ただし、これに限定されるものではなく、例えば、第二電極１４の頂部が目地モルタル４の表面に接する位置であってもよい。ちなみに、検査中における第二プローブ１２の姿勢をより安定させる上では、第二電極１４が目地モルタル４にある程度（例えば、５ｍｍ程度）差し込まれている方が望ましい。

【0040】

目地モルタル４内に差し込まれた状態の第一電極１３及び第二電極１４がモルタルを介して互いに通電すると、第一電極１３と第二電極１４との間には、印加電圧に応じた大きさの電流が流れる。モルタルは、水分を含んでいるため導電体として機能し、第一電極１３及び第二電極１４の双方がモルタルに接触する位置にあると、電極間に介在する仮想抵抗６が比較的小さくなり、第一電極１３と第二電極１４との間には、比較的大きな一定の電流が流れる。

【0041】

一方、第一電極１３が空隙内部に入り込んだときは、上記の仮想抵抗６が著しく高くなり、第一電極１３と第二電極１４との間に電流がほぼ流れなくなり、両電極の間に流れる電流が規定値以下（具体的には、ゼロ付近）となる。

【0042】

以上のような第一電極１３及び第二電極１４の間を流れる電流の差、すなわち空隙の有無に応じた電流の変化は、空隙検査装置１０の内部に設けられた電流計２２によって検知される。そして、空隙検査装置１０は、電流計２２の検知結果（すなわち、電流の大きさ）に基づき、空隙の有無を判定する。

【0043】

より具体的に説明すると、アクチュエータ１５によって第一電極１３をＹ方向に沿ってより奥側に動かして差し込み量を徐々に増やしていくと共に、第一電極１３及び第二電極１４の間に流れる電流を、電流計２２によって逐次検知する。このとき、アクチュエータ１５が第一電極１３を動かす都度、アクチュエータ１５の駆動量が計測され、空隙検査装置１０は、その計測結果に基づき、第一電極１３の差し込み量を特定（算出）する。

【0044】

そして、電流の大きさが規定値以下（ゼロ付近）となったとき、空隙検査装置１０は、その時点での第一電極１３の位置に空隙が有ると判定する。このように、空隙検査装置１０は、第一電極１３の差し込み量と対応付けて電流の変化を検知することにより、第一電極１３が存在する位置での空隙の有無（厳密には、Ｙ方向における空隙の有無）を判定することができる。

【0045】

その後、空隙検査装置１０は、第一電極１３の差し込み位置をＸ方向（対象目地２の延出方向）における複数の箇所に変更しながら、上記と同様の動作を繰り返す。このとき、後述する機構によってＸ方向における第一電極１３の位置を特定することにより、Ｘ方向及びＹ方向の各々において空隙の有無を検査することができ、さらには空隙の位置、形状及びサイズを特定することが可能となる。

【0046】

空隙Ｗの位置等を特定する方法について、図３に図示の空隙Ｗが目地モルタル４内に存在しているケースを例に挙げて概説する。図３は、目地モルタル４内に存在する空隙Ｗの一例を示す図であり、目地モルタル４のＸ−Ｙ断面である。

【0047】

Ｘ方向において図３の位置Ａ、Ｂ及びＣの各位置にて第一プローブ１１を目地モルタル４に差し込み、それぞれの位置で第一電極１３をアクチュエータ１５によってＹ方向に沿って対象目地２の奥側に動かしていくと、第一電極１３と第二電極１４との間に流れる電流が、それぞれ図４Ａ、４Ｂ及び４Ｃに示すように変化する。

【0048】

図４Ａ乃至図４Ｃは、第一プローブ１１を図３の位置Ａ、Ｂ及びＣの各位置にて目地モルタル４に差し込んだ場合の電流値を示す図である。図４Ａ乃至図４Ｃの各図において、横軸は、第一電極１３の差し込み量（Ｙ方向における目地モルタル４の表面位置からの距離）を示し、縦軸は、電流計２２が検知した電流値を示している。

【0049】

図４Ａ乃至図４Ｃから分かるように、第一電極１３が空隙Ｗ内に入り込んだ時点で電流値が急激に減少し、第一電極１３が空隙Ｗを脱して再びモルタル内に入り込むと電流値が増加する。このような傾向を可視化すれば、空隙Ｗの範囲（すなわち、空隙Ｗの縁）を特定することができる。

【0050】

より具体的に説明すると、図３の位置Ａ、Ｂ及びＣを含め、Ｘ方向において一定のピッチΔＸで設定した複数の検査位置の各位置において、第一プローブ１１を目地モルタル４に差し込む。各検査位置では、上記と同様の手順にて、第一電極１３の差し込み量を増やしながら電流変化を検知する。空隙Ｗの位置等を特定する際の精度は、Ｘ方向における検査位置のピッチΔＸに依存し、ΔＸを小さくするほど精度が向上するが、検査位置の数が増えるため、検査に要する時間が長時間化する。そのため、実際の運用では、必要な空隙検知性能（検知したい空隙の最小サイズ）を予め決めておき、空間検知性能の決定値に応じてΔＸを設定するのが望ましい。

【0051】

そして、Ｘ方向の各検査位置での電流変化において、電流が規定値以下となるときの差し込み量（つまり、Ｙ方向における第一電極１３の位置）を記録する。記録した差し込み量を、Ｘ−Ｙ平面において、各検査位置と対応付けてプロットし、各プロットを通る曲線を描画すると、図５に示すように、空隙Ｗの位置、形状及びサイズをマッピングイメージ（画像の一例）として表すことができる。
図５は、電流変化の検知に基づいて描画された空隙Ｗのマッピングイメージを示す図である。図５において互いに直交する３つの軸は、それぞれＸ方向の位置及びＹ方向の位置、並びに電流の大きさＩを示す軸である。図５では、図３の位置Ａ、Ｂ及びＣの各々における電流変化を示すグラフを実線で、それ以外の検査位置での電流変化を示すグラフを破線で描いている。

【0052】

以上の手順によって得られる空隙Ｗのマッピングイメージは、空隙検査装置１０が有するモニタ１６に表示される。空隙検査装置１０のユーザである検査者は、モニタ１６に表示された空隙Ｗのマッピングイメージを見ることで、目地モルタル４内における空隙Ｗの存在に気付き、また、空隙Ｗの位置、形状及びサイズを把握することができる。

【0053】

モニタ１６は、空隙検査装置１０の装置本体１０Ｈ（モニタ１６以外の部分）と一体化していてもよく、あるいは、装置本体１０Ｈから分離したモニタ付きの通信端末によって構成されてもよい。後者の場合、通信端末からなるモニタ１６は、有線又は無線形式で装置本体１０Ｈに接続されており、装置本体１０Ｈから離れた場所に設置することができる。

【0054】

さらに、空隙検査装置１０は、空隙Ｗのマッピングイメージを解析して空隙Ｗのおおよその面積を算出し、対象目地２の断面積（厳密には、Ｘ−Ｙ断面の面積）に対する空隙Ｗの面積の比率が閾値を超える場合に、施工不良であると判定する。この場合、空隙検査装置１０が、施工不良であるために煉瓦の積み直しが必要である旨を、モニタ１６等を通じて検査者及び煉瓦積みを行う作業者等に報知すると好適である。

【0055】

＜＜空隙検査装置の詳細構成＞＞
次に、空隙検査装置１０の詳細構成について説明する。空隙検査装置１０は、図１に示すように、装置本体１０Ｈとモニタ１６とを有する。モニタ１６は、図１に示すように装置本体１０Ｈから分離して設けられている。装置本体１０Ｈには、第一プローブ１１及び第二プローブ１２が、それぞれの先端部を装置本体１０Ｈの筐体から延出させた状態で設けられている。装置本体１０Ｈ内には、図２に示すように、アクチュエータ１５と、検知部としての電流計２２と、電圧印加部としての電源２４とを有する。

【0056】

第一プローブ１１及び第二プローブ１２の各々は、棒状の部材であり、一般的には、金属を絶縁樹脂によって覆ったもの又はガラス等によって構成されている。第一プローブ１１及び第二プローブ１２の各々の本数は、少なくとも１本以上であればよく、複数本ずつ設けてもよい。また、各プローブは、図６の側方断面図（Ｙ−Ｚ断面）に示すように、先端部（すなわち、第一電極１３及び第二電極１４）を除き、絶縁構造材１７によって覆われている。

【0057】

絶縁構造材１７の内側には、導電材からなる配線１８が配置されており、電源２４と電気的に接続されている。
各プローブの外径は、目地幅（Ｚ方向における目地の長さ）よりも短くなっている。プローブの外径は極力小さい方が、プローブを差し込んだ際に目地モルタル４に形成される差し込み孔（開口）が小さくなりプローブを引き抜いた後の養生作業（分かり易くは、孔塞ぎ）を省略又は最小限化することができるので好ましい。

【0058】

第一電極１３及び第二電極１４は、導電性材料（例えば、金属）からなり、空隙検査時に目地モルタル４に差し込まれる。目地モルタル４に差し込まれた第一電極１３及び第二電極１４の双方がモルタルに接触していると、電極間に比較的大きな電流が流れる。一方で、目地モルタル４内に差し込まれた第一電極１３が目地モルタル４内の空隙の内部に入り込むと、第一電極１３とモルタルとの接触が断たれるので、電流の大きさが規定値以下となる。以上のような電流の変化を捉えることで、目地モルタル４内における空隙の有無を検査することができる。

【0059】

また、本実施形態において、第一電極１３及び第二電極１４の各々の表面には、図６に示すように、撥水性材料を塗布することで形成された撥水層１９が設けられている。これは、電極表面の撥水性が低いと、電極にモルタルが付着し続け、電極が空隙内に入り込んだときに当該電極にモルタルが付着していることで、空隙内に電極があるにもかかわらず、比較的大きな電流が流れて誤検査の原因となるためである。つまり、本実施形態では、各電極の表面が撥水層によって覆われていることで、電極表面の撥水性を向上させることでモルタルの付着を抑え、以て、空隙検査をより精度良く行うことが可能である。

【0060】

撥水層１９は、少なくとも第一電極１３の表面に設けられていればよく、第二電極１４の表面には撥水層１９が形成されていない構成であってもよい。

【0061】

また、第一電極１３及び第二電極１４は、いずれも、図６に示すようにそれぞれの先端に位置する頂点を有し、頂点に向かうほど細くなった略円錐形状をなしている。電極の先端が平坦面であると、電極先端面にモルタルが付着し易くなり、上述したようにモルタル付着による誤検査を招く原因となる。本実施形態では、各電極の形状を略円錐形状とすることでモルタルの付着を抑え、以て、空隙検査を一段と精度良く行うことが可能である。

【0062】

なお、電極の先端形状は、図６に図示のように若干の丸みを有する円錐形状であってもよく、鋭角状に鋭く尖った円錐形状であってもよい。また、少なくとも第一電極１３の形状を、頂点に向かうほど細くなった形状とすればよく、第二電極１４の先端形状は、上記とは異なる形状、例えば先端が平坦面となった形状であってもよい。

【0063】

アクチュエータ１５は、単軸アクチュエータによって構成されており、空隙検査時に、第一電極１３を含む第一プローブ１１をＹ方向に沿って直線状に動かして第一電極１３の差し込み量を変化させる。本実施形態では、アクチュエータ１５は、第一プローブ１１をＹ方向奥側に押し込む際に一定量ずつ断続的に第一プローブ１１を押し込む。換言すると、第一電極１３の差し込み量は、所定量ずつ断続的に増加する。

【0064】

また、アクチュエータ１５は、第一電極１３が予め決められた差し込み量まで差し込まれると、第一電極１３を引き抜く向き（すなわち、Ｙ方向手前側）に第一プローブ１１を動かして後退させる。予め決められた差し込み量（以下、「最大差し込み量」と呼ぶ）は、対象目地２のＹ方向における厚みよりも僅かに短く、第一電極１３が目地モルタル４を貫通する寸前の差し込み量となっている。ただし、最大差し込み量は、対象目地２の厚みよりも大きくなっていてもよく、つまり、第一電極１３が最大差し込み量まで差し込まれた時点で目地モルタル４を貫通してもよい。

【0065】

電源２４は、空隙検査において、第一電極１３及び第二電極１４が目地モルタル４に差し込まれた状態で、第一電極１３と第二電極１４との間に電圧を印加する。なお、本実施形態では、印加電圧が直流電圧及び交流電圧の間で切り替え可能であり、また、交流電圧を印加する際には、その電圧波形が正弦波及び矩形波の間で切り替え可能である。

【0066】

電流計２２は、空隙検査において、仮想抵抗６を通じて第一電極１３及び第二電極１４の間を流れる電流を検知する。電流計２２は、アクチュエータ１５が第一電極１３をＹ方向に沿って動かした際の電流を検知し、その検知結果（具体的には、電流値の大きさ）に応じた信号を出力する。

【0067】

装置本体１０Ｈ内には、図７に示すように、処理装置３０が内蔵されている。図７は、空隙検査装置１０における制御系統の構成を示す図である。処理装置３０は、マイクロコンピュータ等のプロセッサ又はＡＳＩＣ（Application specific integrated circuit）によって構成されており、空隙検査時に、アクチュエータ１５を制御して第一プローブ１１をＹ方向に沿って進退させ、目地モルタル４に対する第一電極１３の差し込み量を調整する。

【0068】

処理装置３０は、空隙検査において、電流計２２により検知された電流に基づき、目地モルタル４内における空隙の有無を判定する。つまり、本実施形態において、処理装置３０は、判定部として機能し、電流計２２から出力された信号に基づき、空隙の有無を判定する。処理装置３０は、第一電極１３が目地モルタル４においてＹ方向の奥側に差し込まれている期間中、電流が規定値以下（ゼロ付近）まで低下した時点での第一電極１３の位置に空隙が有ると判定する。

【0069】

処理装置３０は、空隙検査において第一電極１３と第二電極１４との間に印加される電圧を、直流電圧及び交流電圧の間で切り替える。装置本体１０Ｈの筐体には、図７に図示の操作パネル３２が設けられており、検査者は、操作パネル３２を通じて電圧の種類を選択する。処理装置３０は、印加電圧を直流電圧及び交流電圧のうち、検査者が選択した電圧の種類に設定する。交流電圧の印加は、印加電圧の直流成分のノイズを除去できる点では有利であるが、信号処理が複雑になる点では直流電圧よりも不利となる。

【0070】

処理装置３０は、印加電圧が交流電圧であるとき、その交流電圧の波形を変える機能を有する。すなわち、本実施形態において、処理装置３０は、波形変更部として機能し、電源２４が印加する交流電圧の波形を正弦波及び矩形波のうち、検査者が操作パネル３２を通じて選択した波形に変更する。電圧波形を矩形波とすれば、空隙検査において渦電流の影響を抑えることが可能となる。

【0071】

処理装置３０は、空隙検査時において、後述する位置特定用の機構と協働して、Ｘ方向及びＹ方向における第一電極１３の位置を特定する。すなわち、本実施形態３０において、処理装置３０は、位置特定部として機能する。処理装置３０は、位置特定用の機構（例えば、後述のロータリーエンコーダ付きの車輪４１）と連携して、第一プローブ１１が目地モルタル４に差し込まれている状態での第一電極１３の、Ｘ方向における位置を特定する。また、処理装置３０は、アクチュエータ１５がＹ方向に沿って第一プローブ１１を一定量ずつ断続的に目地モルタル４中に押し込むと、その都度、Ｙ方向における第一電極１３の位置（厳密には、目地モルタル４の表面からの移動距離）を特定する。

【0072】

処理装置３０は、電流計２２の検知結果と、特定した第一電極１３の位置とに基づき、上述した手順により空隙のマッピングイメージを作成し、作成したマッピングイメージをモニタ１６に表示する。すなわち、本実施形態において、処理装置３０は、表示部として機能し、第一電極１３と第二電極１４との間を流れる電流が規定値以下となった時点での第一電極１３の位置を可視化して表示する。処理装置３０は、電流が規定値以下となった時点でのＸ方向及びＹ方向の各々における第一電極１３の位置を示す画像として、上記のマッピングイメージを表示する。

【0073】

処理装置３０は、上記のマッピングイメージを解析して対象目地２の断面積に対する空隙の面積率を算出し、その算出値から対象目地２が施工不良であるか否かを判定し、その判定結果を上記のマッピングイメージと共にモニタ１６に表示してもよい。

【0074】

次に、処理装置３０と連携して第一電極１３のＸ方向における位置を特定する機構について説明する。本実施形態では、装置本体１０Ｈに、ロータリーエンコーダを搭載した車輪４１が取り付けられている。この車輪４１は、ロータリーエンコーダ付きの回転体であり、図１に示すように、装置本体１０Ｈの筐体のうち、空隙検査時には炉壁と対向する面（以下、「対向面」と呼ぶ）と隣り合う位置に回転自在に設けられている。

【0075】

また、車輪４１は、第一電極１３及び第二電極１４が目地モルタル４内に差し込まれている期間中、対向面から離間している。他方、第一電極１３及び第二電極１４を目地モルタル４から引き抜いて装置本体１０ＨをＸ方向に搬送する際、車輪４１は、その外周面を炉壁に接しながら炉壁上を転がるように回転する。このとき、車輪４１に搭載されたロータリーエンコーダは、車輪４１の回転量に応じて信号を出力し、具体的には、車輪４１が所定量回転する度にパルス信号を出力する。

【0076】

そして、装置本体１０ＨがＸ方向において前回の検査位置から次回の検査位置まで搬送されると、搬送後の位置にて第一電極１３及び第二電極１４が再び目地モルタル４に差し込まれる。すると、処理装置３０は、装置本体１０Ｈの搬送中にロータリーエンコーダが出力した信号に基づき、Ｘ方向における第一電極１３の位置（すなわち、搬送後の位置）を特定する。

【0077】

以上のように、図１に図示のケースでは、処理装置３０とロータリーエンコーダ付きの車輪４１が協働して位置特定部を構成しており、換言すると、図１のケースでは、位置特定部がロータリーエンコーダ付きの車輪４１を有する。そして、装置本体１０ＨがＸ方向において搬送される都度、Ｘ方向における搬送後の第一電極１３の位置が特定される。

【0078】

各目地を対象目地２として空隙検査を実施する際、先ず、Ｘ方向において装置本体１０Ｈが対象目地２に対して予め決められた位置にセットされ、その位置にて、第一電極１３及び第二電極１４が目地モルタル４に差し込まれる。このときの第一電極１３の位置が最初の検査位置に相当する。

【0079】

最初の検査位置にて、第一電極１３がアクチュエータ１５によって最大差し込み量まで目地モルタル４に差し込まれると、第一電極１３が目地モルタル４から引き抜かれ、その後に、第一電極１３を含む装置本体１０Ｈ全体がＸ方向に沿って搬送される。この間、Ｘ方向における第一電極１３の搬送に付随して車輪４１が炉壁上を転がりながら回転し、車輪４１に搭載されたロータリーエンコーダが車輪４１の回転量に応じて信号を出力する。

【0080】

第一電極１３は、次の検査位置に到達すると、その検査位置にて再び目地モルタル４に差し込まれる。また、処理装置３０は、第一電極１３の搬送中にロータリーエンコーダが出力した信号に基づき、Ｘ方向における第一電極１３の搬送量を算出し、算出した搬送量だけ最初の検査位置から離れた位置を、搬送後の第一電極１３の位置（検査位置）として特定する。

【0081】

以降、第一電極１３がＸ方向において前回の検査位置から次の検査位置まで搬送されると、その度に、上記の手順によってＸ方向における第一電極１３の、搬送後の位置が特定される。

【0082】

Ｘ方向における第一電極１３の位置を特定する機構については、上述した機構に限定されるものではなく、他の機構も考えられる。第一電極１３の位置を特定する他の機構としては、例えば、図８に図示の機構（以下、第一変形例に係る位置特定機構）が考えられる。図８は、第一変形例に係る位置特定機構の説明図である。

【0083】

第一変形例に係る位置特定機構について説明すると、図８に図示の構成（第一変形例）では、位置特定機構として、屋内用のＧＰＳ（ｉＧＰＳ：indoor Global Positioning System）を利用している。より具体的に説明すると、第一変形例では、装置本体１０ＨにｉＧＰＳ用の位置センサ４２が搭載されている。この位置センサ４２は、空隙検査装置１０が利用される空間内（換言すると、空隙検査が行われる空間内）における位置センサ４２自身の三次元位置に応じた信号を出力する。

【0084】

位置センサ４２は、不図示のアンテナを備えており、定期的に基地局４３から発信される信号（電波信号）を受信する。位置センサ４２は、基地局４３からの電波信号を受信すると、その受信信号に基づき、自身の三次元位置を特定し、特定した三次元位置に応じた信号を出力する。処理装置３０は、位置センサ４２の出力信号に基づいて装置本体１０Ｈの三次元位置（すなわち、ＸＹＺの各方向における位置）を特定し、その特定結果を利用してＸ方向における第一電極１３の位置を特定する。

【0085】

以上のように、第一変形例では、処理装置３０と位置センサ４２が位置特定部を構成している。変形例では、位置特定部が位置センサ４２を有し、ｉＧＰＳにより、Ｘ方向における第一電極１３の位置を適宜特定することができる。

【0086】

第一電極１３の位置を特定する機構の第二変形例としては、例えば、図９及び図１０に図示の機構（以下、第二変形例に係る位置特定機構）が考えられる。図９及び図１０は、第二変形例に係る位置特定機構の説明図であり、図９は、図１と対応する図であり、図１０は、図２と対応する図である。

【0087】

第二変形例では、図９及び図１０に示すように、第一プローブ１１がＸ方向において等間隔で複数配置されている。また、第二変形例では、図１０に示すように、第一電極１３が複数の第一プローブ１１の各々の先端部に備えられた可動電極１３ａよって構成されている。つまり、第二変形例に係る第一電極１３は、Ｘ方向に沿って並ぶ複数の可動電極１３ａを有しており、Ｘ方向において可動電極１３ａの間隔が等間隔となるように配置されている。

【0088】

第二変形例では、図９及び図１０に示すように、可動電極１３ａが８個並べられているが、可動電極１３ａの数（換言すると、第一プローブ１１の本数）については、特に限定されず、少なくとも２個以上であればよい。

【0089】

また、第二変形例では、複数の可動電極１３ａの各々は、図１０に示すように、同時に目地モルタル４に差し込まれ、アクチュエータ１５によって各可動電極１３ａの差し込み量が調整される。ちなみに、図１０に図示の構成では、第一プローブ１１毎（換言すると、可動電極１３ａ毎）にアクチュエータ１５が設けられており、各可動電極１３ａの差し込み量を個別に調整することが可能である。ただし、これに限定されるものではなく、単一のアクチュエータ１５が設けられており、このアクチュエータ１５によって複数の可動電極１３ａすべてを同時に動かしてもよい。

【0090】

第二変形例では、複数の可動電極１３ａの各々が、第二電極１４との間で個別の回路を形成しており、個々の回路は、図１０に示すように並列的に連結している。つまり、第二変形例では、電源２４が各可動電極１３ａと第二電極１４との間に等電圧を印加し、各可動電極１３ａと第二電極１４との間には電流が流れ、それぞれの電流の変化を、可動電極１３ａ毎に設けられた電流計２２によって検知する。これにより、第二変形例では、Ｘ方向における複数の可動電極１３ａのそれぞれの配置位置にて、空洞の有無を複数且つ同時に検査することができる。

【0091】

第二変形例では、Ｘ方向において可動電極１３ａが等間隔に並んでいるので、可動電極１３ａ間の間隔に基づき、Ｘ方向における各可動電極１３ａの位置を特定することができる。

【0092】

第二変形例において、処理装置３０は、可動電極１３ａ間の間隔を記憶している。また、第二変形例では、空隙検査を実施するに際して、複数の可動電極１３ａのうち、Ｘ方向において最も第二電極１４から離れた可動電極１３ａが最初の検査位置に配置されるように装置本体１０Ｈをセットする。これにより、それぞれの可動電極１３ａの、最初の検査位置からの距離が特定されるため、Ｘ方向における各可動電極１３ａの位置を特定することが可能となる。

【0093】

以上までに、第一電極１３の位置を特定する機構について３つの例を挙げて説明したが、それぞれの例は、あくまでも位置特定機構の一例に過ぎない。すなわち、Ｘ方向における第一電極１３の位置を特定可能な機構であれば、自由に利用可能である。例えば、光学的手法を用いて第一電極１３の位置を特定してもよく、具体的には、発光装置を装置本体１０Ｈに搭載し、Ｘ方向に延びたセンサアレイを炉壁側に取り付け、センサアレイにおいて発光装置からの照射光を受光した箇所を特定することで、第一電極１３のＸ方向における位置を特定してもよい。

【0094】

第一プローブ１１は、図６に示すように第一プローブ１１の先端部に第一電極１３を一つのみ備えているが、図１１に示すように、第一プローブ１１の先端部に複数の第一電極１３を互いに分離して設けてもよい。図１１は、第一プローブ１１の先端部の変形例を示す図である。

【0095】

図１１に図示の構成では、複数の第一電極１３の各々が、Ｚ方向において互いに異なる位置にて目地モルタル４に差し込まれる。図１１に図示の構成では、第一プローブ１１の中央部に芯材２１が配置されており、芯材２１回りに４個の第一電極１３が配置されている。そして、第一プローブ１１を目地モルタル４に差し込むと、上記４個の第一電極１３が、それぞれＺ方向において互いに異なる位置にて目地モルタル４に差し込まれる。

【0096】

また、第一プローブ１１（厳密には、第一電極１３を除く部分）の内部では、配線が第一電極１３毎に分かれて設けられている。このような構成であれば、Ｚ方向において第一プローブ１１が存する範囲内で空隙の有無を複数箇所で検査することができ、Ｚ方向における分解能（検査分解能）が向上し、空隙の有無を三次元（Ｘ、Ｙ、及びＺ方向のそれぞれ）で検査することが可能となる。

【0097】

ところで、第一プローブ１１及び第二プローブ１２は、空隙検査の実施に際して目地モルタル４に所定量だけ差し込まれる。つまり、第一電極１３及び第二電極１４は、検査開始時に、Ｙ方向において目地モルタル４に幾分差し込まれた位置に配置される。このときの第一電極１３のＹ方向における位置は、第一電極１３の初期位置に該当する。初期位置とは、Ｙ方向において目地モルタル４の表面位置を基準にして設定された位置であり、具体的には、表面位置から所定距離だけ奥側にある位置である。

【0098】

装置本体１０Ｈの対向面に図１２に図示の位置決め部２６が設けられていれば、検査開始時に第一電極１３を初期位置に位置決めすることができる。図１２は、位置決め部２６を示す図であり、位置決め部２６を備えた装置本体１０ＨのＸ−Ｙ断面図である。なお、図１２において、装置本体１０Ｈの内部は、図示の都合上、幾分簡略化して図示している。

【0099】

位置決め部２６は、装置本体１０Ｈの対向面から外側に張り出した部分であり、その長さは、初期位置（つまり、検査開始時での第一電極１３の目地モルタル４への差し込み量）に応じた長さに設計されている。

【0100】

本実施形態では、図１２に示すように、位置決め部２６が左右一対設けられている。一方の位置決め部２６は、第一プローブ１１とは反対側で第二プローブ１２と隣り合う位置に設けられ、他方の位置決め部２６は、第二プローブ１２とは反対側で第一プローブ１１と隣り合う位置に設けられている。位置決め部２６の個数については特に制限はなく、少なくとも１つ設けられるとよい。

【0101】

そして、上記一対の位置決め部２６を備えた装置本体１０Ｈを検査開始時の位置にセットする際、各々の位置決め部２６の延出方向先端面を炉壁（厳密には、その時点で積み上げられた煉瓦８の表面）に当接させる。これにより、図１２に示すように、第一プローブ１１が目地モルタル４に差し込まれて第一電極１３が初期位置に配置されるようになる。また、このとき、第二プローブ１２も目地モルタル４に差し込まれ、第二電極１４が目地モルタル４に対して規定量（例えば、５ｍｍ程度）だけ差し込まれた位置に配置される。

【0102】

以上のように位置決め部２６による位置決めを行うことで、Ｙ方向において第一電極１３を適切に初期位置に位置決めすることができる。このように検査開始時に正規の位置（初期位置）に第一電極１３を位置決めすることができるので、それ以降、Ｙ方向において第一電極１３を適切に変位させることが可能となる。この結果、第一電極１３の位置を正確に把握しながら、第一電極１３の位置における空隙の有無を検査することができるので、空隙検査の精度が向上する。

【0103】

＜＜空隙検査装置の動作例＞＞
次に、以上までに説明してきた空隙検査装置１０の動作例として、空隙検査装置１０を用いて行われる空隙検査の手順について、図１３Ａ乃至図１３Ｄを参照しながら説明する。図１３Ａ乃至図１３Ｄは、空隙検査の手順を示す図であり、空隙検査装置１０を上方から見た図である。ちなみに、検査中の様子は、図１３Ａ、図１３Ｂ、図１３Ｃ及び図１３Ｄの順で遷移する。

【0104】

なお、以下に説明する空隙検査の手順では、本発明の空隙検査方法を採用しており、換言すれば、以下に説明する空隙検査の内容は、本発明の空隙検査方法の一例に関する説明に相当する。ちなみに、以下では、空隙検査装置１０が、Ｘ方向における第一電極１３の位置を特定するための機構として、上述したロータリーエンコーダ付きの車輪４１を備えているケースを例に挙げて説明することとする。また、以下の説明では、第一プローブ１１の先端部に第一電極１３が一つ設けられていることとする。

【0105】

炉壁の建設過程において、Ｘ方向に沿って１段分の煉瓦８をその直下に位置する煉瓦８（厳密には、一つ下の段をなす煉瓦８の列）上に積べる（並べる）と、新たな目地が形成されるので、その目地を対象目地２として空隙検査を実施する。空隙検査を実施するにあたり、検査者は、空隙検査装置１０の装置本体１０Ｈを持ち、Ｘ方向及びＺ方向において装置本体１０Ｈを所定位置にセットする。装置本体１０Ｈが所定位置にセットされることで、第一プローブ１１及び第二プローブ１２がＺ方向において対象目地２と同じ高さに位置し、且つ、第一プローブ１１の先端部がＸ方向において最初の検査位置に配置されるようになる。

【0106】

その後、検査者は、装置本体１０ＨをＹ方向において対象目地２に近付け、第一プローブ１１及び第二プローブ１２の各々の先端部を対象目地２の目地モルタル４に差し込む。これにより、図１３Ａに示すように、第一プローブ１１の先端部にある第一電極１３が初期位置に配置されるようになる。なお、このとき、装置本体１０Ｈに前述の位置決め部２６が設けられていれば、位置決め部２６の先端を煉瓦８の表面に当接させることにより、第一電極１３を初期位置に容易且つ適切に位置決めることができる。

【0107】

以上までの事前準備が完了した時点で、検査者が操作パネル３２にて不図示の検査開始を指示すると、空隙検査が開始される。なお、検査開始時点での第一電極１３の、Ｘ方向及びＹ方向の各々における位置は、処理装置３０によって記憶されている。

【0108】

空隙検査が開始されると、処理装置３０がアクチュエータ１５を制御し、アクチュエータ１５が、Ｙ方向奥側に第一プローブ１１を所定量ずつ断続的に動かす。これにより、図１３Ｂに示すように、目地モルタル４での第一電極１３の差し込み量が一定量ずつ増加する。このとき、処理装置３０は、アクチュエータ１５の動作量からＹ方向における第一電極１３の移動量を算出し、算出した移動量に基づき、移動後の第一電極１３の位置（Ｙ方向における位置）を特定する。

【0109】

また、アクチュエータ１５の動作が中断している間に（換言すると、第一電極１３が静止している間に）、電源２４によって、目地モルタル４に差し込まれた状態の第一電極１３及び第二電極１４の間に電圧を印加する。このとき、直流電圧及び交流電圧のうち、検査者が操作パネル３２を通じて選択した電圧が印加される。交流電圧が選択された場合には、正弦波及び矩形波のうち、検査者が操作パネル３２を通じて選択した波形にて交流電圧が印加される。

【0110】

また、第一電極１３と第二電極１４との間を流れる電流を電流計２２によって検知する。第一電極１３がＹ方向奥側に差し込まれている間、第一電極１３がモルタルと接している箇所では、電流が比較的大きくなり、他方、第一電極１３が空隙内に在る箇所では、電流が規定値以下となる。このような空隙の有無に応じた電流の変化を、電流計２２によって検知する。

【0111】

電流計２２は、電流を検知したとき、その検知結果に応じて信号を出力し、処理装置３０は、電流計２２からの出力信号を受信する。そして、処理装置３０は、その受信信号（換言すると、電流計２２により検知された電流）に基づき、空隙の有無を判定する。具体的には、第一電極１３がＹ方向奥側に変位しているときに電流が規定値以下（ゼロ付近）まで低下すると、処理装置３０は、その時点でのＹ方向における第一電極１３の位置に空隙が有ると判定する。

【0112】

以上の要領で、アクチュエータ１５によって第一電極１３の差し込み量を増加させながら、それぞれの時点（換言すると、差し込み量）で、第一電極１３の位置での空隙の有無を逐次判定する。そして、第一電極１３が最大差し込み量まで差し込まれると、処理装置３０は、第一電極１３を引き抜く向きに第一プローブ１１を動かすようにアクチュエータ１５を制御する。

【0113】

第一プローブ１１の後退により第一電極１３がＹ方向において初期位置まで戻ると、検査者は、装置本体１０Ｈを持ち、図１３Ｃの矢印方向に装置本体１０Ｈを動かす。これにより、それまで目地モルタル４に差し込まれていた第一プローブ１１及び第二プローブ１２が目地モルタル４から引き抜かれる。その後、装置本体１０Ｈに取り付けられたロータリーエンコーダ付きの車輪４１の外周面を、炉壁（厳密には、その時点で積み重ねられた煉瓦８の表面）に当接させる。

【0114】

検査者は、車輪４１を炉壁上で転がしながら装置本体１０ＨをＸ方向に沿って搬送する。この間、車輪４１は、装置本体１０Ｈの搬送に付随して回転し、車輪４１が所定量回転する度に、車輪４１に搭載されたロータリーエンコーダが信号を出力する。

【0115】

装置本体１０ＨがＸ方向において最初の検査位置から次の検査位置まで搬送されると、その位置にて装置本体１０Ｈの姿勢を元に戻し、装置本体１０Ｈの対向面を炉壁に対向させる（厳密には、炉壁に対して平行にする）。そして、図１３Ｄに示すように、搬送後の位置にて第一プローブ１１及び第二プローブ１２が目地モルタル４に差し込まれる。これにより、第一電極１３及び第二電極１４は、それぞれＹ方向において位置決めされ、第一電極１３は、初期位置に配置されるようになる。また、処理装置３０は、装置本体１０Ｈの搬送中にロータリーエンコーダが出力した信号に基づき、Ｘ方向における第一電極１３の位置（すなわち、搬送後の位置）を特定する。処理装置３０は、ロータリーエンコーダからの出力信号に基づいて、Ｘ方向における装置本体１０Ｈの搬送量を算出し、算出した搬送量だけ最初の検査位置から離れた位置を、搬送後の第一電極１３の位置（検査位置）として特定する。

【0116】

そして、搬送後の位置にて第一プローブ１１を目地モルタル４に差し込み、上述した手順と同様の手順にて、目地モルタル４内の空隙の有無を検査する。つまり、次の検査位置にて、第一電極１３の位置（Ｙ方向における位置）を特定しながら、第一電極１３と第二電極１４との間に電圧を印加し、両電極間に流れる電流の変化を検知することで、Ｙ方向の各位置での目地モルタル４内の空隙の有無を判定する。かかる動作は、第一電極１３の差し込み量が最大差し込み量に達するまで繰り返される。

【0117】

以降、上述した一連のステップ（すなわち、装置本体１０Ｈの搬送、プローブの差し込み、第一電極１３の位置特定、電圧の印加、電流変化の検知、及び空隙の有無の判定）は、Ｘ方向において一定のピッチΔＸ毎に繰り返される。これにより、対象目地２全域に亘って目地モルタル４内の空隙の有無が検査される。

【0118】

その後、処理装置３０が、Ｘ方向における各検査位置において、電流が規定値以下となった時点の第一電極１３のＹ方向における位置を、Ｘ−Ｙ平面にプロットし、各プロットを通る曲線を描いて空隙のマッピングイメージを作成する。処理装置３０は、上記のマッピングイメージをモニタ１６に表示する。このとき、マッピングイメージを解析して得られる空隙の、対象目地２の断面積に対する面積率、及び、その面積率から判定した対象目地２の施工の良否を上記のマッピングイメージと共にモニタ１６に表示すると好適である。

【0119】

検査者は、モニタ１６に表示されたマッピングイメージ等を見ることで、炉の利用に影響を及ぼし得る空隙が対象目地２の目地モルタル４内に存在しているかどうかを確認する。
以上までの工程が完了した時点で、一つの目地（対象目地２）に対する空隙検査が終了する。

【0120】

以上までに説明してきた空隙検査装置、及び、当該装置を用いた空隙検査方法によれば、目地モルタル４内における空隙の有無を、比較的簡単に且つ適切に検査することができる。上記の実施形態では、目地モルタル４に第一電極１３及び第二電極１４を差し込んだ状態で電極間に流れる電流を検知する。ここで、電流は、空隙の有無に応じて変化するので、電流を検知すれば、目地モルタル４内での空隙の有無を適切に検査することが可能である。

【0121】

そして、上記の実施形態に係る空隙検査は、特許文献１に記載の方法のように中性子線を用いて空隙の有無を検査する方法に比して容易であり、目地モルタル４中の水分の時間変化が検査結果に及ぼす影響も小さいので、精度よく空隙の有無を検査することができる。

【0122】

また、上記の実施形態に係る空隙検査は、特許文献２に記載の方法のように超音波を用いて空隙の有無を検査するものではないので、煉瓦等の建設資材に超音波を入射した際の信号強度が劣ることが原因で目地モルタル４内の空隙が検出され難くなるという問題が生じ難い。上記の検査方法であれば、特許文献２に記載の検査方法に比して、より適切に空隙の有無を検査することができる。

【0123】

以上のように、上記の実施形態に係る空隙検査によれば、炉の建設過程において目地モルタル４内の空隙の有無を適切に検査することができる。そのため、仮に空隙が発生したとしても、当該空隙の存在を把握して煉瓦の積み直し等の適切な対応を行うことができるので、空隙を消滅させて大規模なガスリークの発生を抑制することが可能となる。また、空隙による構造強度の低下等の問題が生じ得るリスクを抑えることができるので、煉瓦積みの構造物の施工品質を向上させることが可能となる。

【0124】

なお、上記の実施形態では、装置本体１０Ｈを搬送する際には検査者(すなわち、人手)によって搬送することとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、ロボット又は自走機構によって搬送してもよい。また、ドローンのような無人航空機に装置本体１０Ｈを搭載し、無人航空機を遠隔操作することで装置本体１０Ｈを搬送してもよい。

【符号の説明】

【0125】

２ 対象目地
４ 目地モルタル
６ 仮想抵抗
８ 煉瓦
１０ 空隙検査装置
１０Ｈ 装置本体
１１ 第一プローブ
１２ 第二プローブ
１３ 第一電極
１３ａ 可動電極
１４ 第二電極
１５ アクチュエータ
１６ モニタ
１７ 絶縁構造材
１８ 配線
１９ 撥水層
２１ 芯材
２２ 電流計
２４ 電源
２６ 位置決め部
３０ 処理装置
３２ 操作パネル
４１ 車輪
４２ 位置センサ
４３ 基地局
Ｗ 空隙

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13A】

【図13B】

【図13C】

【図13D】