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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022101779
(43)【公開日】2022-07-07
(54)【発明の名称】検査方法及び検査機構
(51)【国際特許分類】
G01N 29/07 20060101AFI20220630BHJP
G01N 29/24 20060101ALI20220630BHJP
G01H 17/00 20060101ALI20220630BHJP
G01M 99/00 20110101ALI20220630BHJP
【ＦＩ】
G01N29/07
G01N29/24
G01H17/00 Z
G01M99/00 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020216069
(22)【出願日】2020-12-25
(71)【出願人】
【識別番号】516293510
【氏名又は名称】小石 明
(74)【代理人】
【識別番号】100114627
【弁理士】
【氏名又は名称】有吉 修一朗
(74)【代理人】
【識別番号】100182501
【弁理士】
【氏名又は名称】森田 靖之
(74)【代理人】
【識別番号】100175271
【弁理士】
【氏名又は名称】筒井 宣圭
(74)【代理人】
【識別番号】100190975
【弁理士】
【氏名又は名称】遠藤 聡子
(72)【発明者】
【氏名】小石 明
【テーマコード（参考）】
2G024
2G047
2G064
【Ｆターム（参考）】
2G024AD01
2G024BA12
2G024BA27
2G024CA13
2G024DA12
2G024FA04
2G024FA06
2G024FA11
2G047AA10
2G047BA03
2G047BA05
2G047BC02
2G047BC18
2G047CA01
2G047CA03
2G047CB01
2G047EA10
2G047GB17
2G047GG30
2G047GG46
2G064AA11
2G064AB01
2G064AB02
2G064BA02
2G064BD02
2G064CC41
2G064DD02
(57)【要約】
【課題】検査対象物を非破壊的に評価する検査において、ターゲットとなる領域からの反射波を精度高く捉えることができ、かつ、再現性に優れた計測及び解析が可能な検査方法及び検査機構を提供する。
【解決手段】本発明を適用した検査機構の一例である検査機構Ａは、加振器１と、センサ群２と、計測装置３と、解析装置４を備えている。また、センサ群２は、ＡＥセンサ２０と、ＡＥセンサ２１と、ＡＥセンサ２２の３つのＡＥセンサから構成されている（図２参照）。
【選択図】図２
【解決手段】本発明を適用した検査機構の一例である検査機構Ａは、加振器１と、センサ群２と、計測装置３と、解析装置４を備えている。また、センサ群２は、ＡＥセンサ２０と、ＡＥセンサ２１と、ＡＥセンサ２２の３つのＡＥセンサから構成されている（図２参照）。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
検査対象物を、弾性波を用いて非破壊的に評価する検査方法であって、
前記検査対象物中のＰ波速度を計測、または、推定するＰ波速度取得工程と、
前記検査対象物における所定の面を加振する加振工程と、
前記所定の面の異なる位置に設けた複数の振動センサで、前記加振に基づく振動波形を検出する振動波形取得工程と、
複数の前記振動センサで測定された前記振動波形の情報、及び、前記加振工程における加振のタイミングの情報であるトリガー情報に基づき、前記振動波形の中から、ターゲット領域から反射したＰ波の波形を識別すると共に、前記トリガー情報から反射した前記Ｐ波の波形の観測が開始された時刻までの時間の情報であるＰ波観測時刻情報を取得するＰ波反射情報取得工程と、
前記Ｐ波速度取得工程で得られた前記Ｐ波速度と、前記Ｐ波反射情報取得工程で得られた前記Ｐ波観測時刻情報に基づき、前記検査対象物における前記所定の面からターゲット領域までの深度を算出する深度算出工程とを備える
検査方法。
前記検査対象物中のＰ波速度を計測、または、推定するＰ波速度取得工程と、
前記検査対象物における所定の面を加振する加振工程と、
前記所定の面の異なる位置に設けた複数の振動センサで、前記加振に基づく振動波形を検出する振動波形取得工程と、
複数の前記振動センサで測定された前記振動波形の情報、及び、前記加振工程における加振のタイミングの情報であるトリガー情報に基づき、前記振動波形の中から、ターゲット領域から反射したＰ波の波形を識別すると共に、前記トリガー情報から反射した前記Ｐ波の波形の観測が開始された時刻までの時間の情報であるＰ波観測時刻情報を取得するＰ波反射情報取得工程と、
前記Ｐ波速度取得工程で得られた前記Ｐ波速度と、前記Ｐ波反射情報取得工程で得られた前記Ｐ波観測時刻情報に基づき、前記検査対象物における前記所定の面からターゲット領域までの深度を算出する深度算出工程とを備える
検査方法。
【請求項2】
前記Ｐ波反射情報取得工程は、複数の前記振動センサで測定された前記振動波形の情報について、複数の波形における、位相が略一致する領域、または、位相が合う領域に基づき、反射した前記Ｐ波の波形を識別する
請求項１に記載の検査方法。
請求項１に記載の検査方法。
【請求項3】
前記振動センサは、第１の振動センサと、第２の振動センサ、及び、第３の振動センサが３つ設けられ、
前記所定の面を平面視した際に、前記第１の振動センサと前記第２の振動センサを結ぶ方向と、前記第１の振動センサと前記第３の振動センサを結ぶ方向が、略直交する方向となるように、前記第１の振動センサ、前記第２の振動センサ及び前記第３の振動センサが配置された
請求項１または請求項２に記載の検査方法。
前記所定の面を平面視した際に、前記第１の振動センサと前記第２の振動センサを結ぶ方向と、前記第１の振動センサと前記第３の振動センサを結ぶ方向が、略直交する方向となるように、前記第１の振動センサ、前記第２の振動センサ及び前記第３の振動センサが配置された
請求項１または請求項２に記載の検査方法。
【請求項4】
前記加振工程は、加振する位置を変えて、複数回、加振を行い、
前記Ｐ波反射情報取得工程は、複数回の加振から測定された、複数の振動波形を加算して、反射した前記Ｐ波の波形を識別する
請求項１、請求項２または請求項３に記載の検査方法。
前記Ｐ波反射情報取得工程は、複数回の加振から測定された、複数の振動波形を加算して、反射した前記Ｐ波の波形を識別する
請求項１、請求項２または請求項３に記載の検査方法。
【請求項5】
前記加振工程における加振は、圧電素子を介して、電気入力を機械出力に変換して加振する加振器を用いて行い、
前記トリガー情報は、前記圧電素子への加振を指示する制御信号の発信時刻の情報である
請求項１、請求項２、請求項３または請求項４に記載の検査方法。
前記トリガー情報は、前記圧電素子への加振を指示する制御信号の発信時刻の情報である
請求項１、請求項２、請求項３または請求項４に記載の検査方法。
【請求項6】
前記加振工程における加振は、前記所定の面に配置した被打撃部を、打撃部材で打撃することで行い、
前記トリガー情報は、被打撃部を打撃部材で打撃することで繋がって、電流が流れるトリガー検出回路における、電流を検知したタイミングの情報である
請求項１、請求項２、請求項３または請求項４に記載の検査方法。
前記トリガー情報は、被打撃部を打撃部材で打撃することで繋がって、電流が流れるトリガー検出回路における、電流を検知したタイミングの情報である
請求項１、請求項２、請求項３または請求項４に記載の検査方法。
【請求項7】
検査対象物を、弾性波を用いて非破壊的に評価する検査機構であって、
前記検査対象物における所定の面を加振すると共に、前記加振のタイミングの情報であるトリガー情報が抽出可能に構成された加振機構と、
前記所定の面の異なる位置に配置される複数の振動センサで構成され、前記加振機構による前記所定の面への加振に基づく振動波形を検出する振動波形取得手段と、
複数の前記振動センサの少なくとも１つである、または、前記振動センサとは別に設けられ、前記検査対象物のＰ波速度を計測するＰ波速度取得手段と、
前記振動波形の中から反射したＰ波の波形を識別し、かつ、前記トリガー情報から前記Ｐ波の波形の観測が開始された時刻までの時間の情報を把握するために、複数の前記振動センサで測定された前記振動波形の情報、及び、前記トリガー情報を取得するＰ波反射情報取得手段とを備える
検査機構。
前記検査対象物における所定の面を加振すると共に、前記加振のタイミングの情報であるトリガー情報が抽出可能に構成された加振機構と、
前記所定の面の異なる位置に配置される複数の振動センサで構成され、前記加振機構による前記所定の面への加振に基づく振動波形を検出する振動波形取得手段と、
複数の前記振動センサの少なくとも１つである、または、前記振動センサとは別に設けられ、前記検査対象物のＰ波速度を計測するＰ波速度取得手段と、
前記振動波形の中から反射したＰ波の波形を識別し、かつ、前記トリガー情報から前記Ｐ波の波形の観測が開始された時刻までの時間の情報を把握するために、複数の前記振動センサで測定された前記振動波形の情報、及び、前記トリガー情報を取得するＰ波反射情報取得手段とを備える
検査機構。
【請求項8】
前記振動センサは、第１の振動センサと、第２の振動センサ、及び、第３の振動センサが３つ設けられ、
前記所定の面を平面視した際に、前記第１の振動センサと前記第２の振動センサを結ぶ方向と、前記第１の振動センサと前記第３の振動センサを結ぶ方向が、略直交する方向となるように、前記第１の振動センサ、前記第２の振動センサ及び前記第３の振動センサが配置された
請求項７に記載の検査機構。
前記所定の面を平面視した際に、前記第１の振動センサと前記第２の振動センサを結ぶ方向と、前記第１の振動センサと前記第３の振動センサを結ぶ方向が、略直交する方向となるように、前記第１の振動センサ、前記第２の振動センサ及び前記第３の振動センサが配置された
請求項７に記載の検査機構。
【請求項9】
前記第１の振動センサ、前記第２の振動センサ及び前記第３の振動センサの配置位置を規定する治具を備える
請求項８に記載の検査機構。
請求項８に記載の検査機構。
【請求項10】
前記加振機構は、圧電素子を介して、電気入力を機械出力に変換して加振を行う加振器を有し、
前記トリガー情報は、前記圧電素子への加振を指示する制御信号の発信時刻の情報である
請求項７、請求項８または請求項９に記載の検査機構。
前記トリガー情報は、前記圧電素子への加振を指示する制御信号の発信時刻の情報である
請求項７、請求項８または請求項９に記載の検査機構。
【請求項11】
前記加振器の端部に取り付けられ、前記加振器における前記所定の面と対向する面の面積を広げるフランジ部を備える
請求項１０に記載の検査機構。
請求項１０に記載の検査機構。
【請求項12】
前記加振機構は、前記所定の面に配置された被打撃部と、前記被打撃部を加振する打撃部材とを有し、
前記トリガー情報は、被打撃部を打撃部材で打撃することで繋がって、電流が流れるトリガー検出回路における、電流を検知したタイミングの情報である
請求項７、請求項８または請求項９に記載の検査機構。
前記トリガー情報は、被打撃部を打撃部材で打撃することで繋がって、電流が流れるトリガー検出回路における、電流を検知したタイミングの情報である
請求項７、請求項８または請求項９に記載の検査機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は検査方法及び検査機構に関する。詳しくは、検査対象物を非破壊的に評価する検査において、ターゲットとなる領域からの反射波を精度高く捉えることができ、かつ、再現性に優れた計測及び解析が可能な検査方法及び検査機構に係るものである。
【背景技術】
【0002】
従来、地中に埋設された基礎杭やコンクリート構造物、橋の橋脚、または、石や岩等の天然の鉱物等の検査対象物における、ひび割れや損傷の有無、その位置の検知、または、検査対象物の形状寸法や先端位置の確認等を行うために、非破壊的な検査が行われている。
【0003】
例えば、衝撃弾性波法を用いて、検査対象物に衝撃を与えた際に発生する反射波を検知して、亀裂位置の確認や先端位置を測定する検査方法が用いられている（例えば、非特許文献１参照）。
【0004】
ここで、非特許文献１に記載の検査方法では、評価対象となる杭等の検査対象物の上端面に、内部反射した弾性波の反射波波形を検出するセンサを配置している。
【0005】
また、非特許文献１に記載の検査方法では、検査対象物の上端面を作業者がハンマーで打撃して、打撃により生じた、検査対象物の内部を伝播する弾性波について、亀裂や先端位置で反射した反射波をセンサで検出し、亀裂の位置や、先端位置までの距離（例えば、杭であれば杭長）を算出できる方法となっている。
【0006】
また、非特許文献１に記載の検査方法では、弾性波の速度と、反射波が検出されるまでの伝播時間の情報を用いて、評価したい亀裂や先端位置までの長さを算出する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0007】
【非特許文献1】" NEXCO西日本イノベーションズ株式会社 技術開発 衝撃弾性波を用いた非破壊検査システム（StructureTap） 杭の非破壊調査（SIT：Sonic Integrity Test）"、[online]、［令和２年１２月２２日検索］、インターネット<URL: https://w-nexco-inv.co.jp/tech/sit_ctm/ >
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
ここで、非特許文献１に記載された検査方法では、センサで検査したいターゲットとなる領域（亀裂や先端の位置）からの反射波を検出するまでの伝播時間を測定するにあたり、ハンマーの打撃時に発生する弾性波の一部である表面波が、打撃された上端面を伝って、センサで検知された際の時間の情報が用いられている。
【0009】
より詳細には、センサで検出された反射波波形の中で、表面波の到達が反映された波形図における、最初の波の立ち上がり部分を検出した時刻を、反射波の伝播時間の起点（以下、「トリガー情報」と称する）として採用している。
【0010】
しかしながら、ハンマーの打撃位置や打撃力の違いにより、トリガー情報の元となる反射波波形において、表面波の立ち上がり部分が観察される位置は異なるものとなる。
【0011】
即ち、作業者の手作業によるハンマーの打撃位置や打撃力の違いでトリガー情報となる起点の時間が変わり、反射波の伝播時間において誤差が生じるため、より正確なトリガー情報を得るという点で改善の余地があった。
【0012】
また、非特許文献１に記載された検査方法では、弾性波の反射波波形の検出において、表面波と内部波を識別することなく、反射波の解析が行われていた。
【0013】
ここで、弾性波には、異なる媒体の界面に沿って伝播する表面波と、媒体の表面ではなく内部で振動する内部波が存在する。また、表面波には、レイリー波とラブ波が含まれ、内部波には、Ｐ波とＳ波が含まれている。
【0014】
そして、このような弾性波を用いた検査においては、内部波であり、進行方向に平行に振動し、弾性波の中で最も早く伝播する波動である「Ｐ波」に基づく反射波を捉えることで、検査対象物の亀裂や先端位置を、より正確に検知することができると考えられるが、非特許文献１に記載された検査方法では、Ｐ波とレイリー波を識別することなく取り扱っていた。
【0015】
そのため、例えば、検査の対象となる検査対象物の形状（例えば、折れ曲がった部分）や、亀裂が生じた位置等によっては、センサが検出した反射波波形におけるレイリー波に基づく波形情報から、亀裂の位置や先端位置までの距離を算出してしまう場合があり、より正確な距離を算出する上で不都合があった。
【0016】
本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであり、検査対象物を非破壊的に評価する検査において、ターゲットとなる領域からの反射波を精度高く捉えることができ、かつ、再現性に優れた計測及び解析が可能な検査方法及び検査機構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】
【0017】
上記の目的を達成するために、本発明の検査方法は、検査対象物を、弾性波を用いて非破壊的に評価する検査方法であって、前記検査対象物中のＰ波速度を計測、または、推定するＰ波速度取得工程と、前記検査対象物における所定の面を加振する加振工程と、前記所定の面の異なる位置に設けた複数の振動センサで、前記加振に基づく振動波形を検出する振動波形取得工程と、複数の前記振動センサで測定された前記振動波形の情報、及び、前記加振工程における加振のタイミングの情報であるトリガー情報に基づき、前記振動波形の中から、ターゲット領域から反射したＰ波の波形を識別すると共に、前記トリガー情報から反射した前記Ｐ波の波形の観測が開始された時刻までの時間の情報であるＰ波観測時刻情報を取得するＰ波反射情報取得工程と、前記Ｐ波速度取得工程で得られた前記Ｐ波速度と、前記Ｐ波反射情報取得工程で得られた前記Ｐ波観測時刻情報に基づき、前記検査対象物における前記所定の面からターゲット領域までの深度を算出する深度算出工程とを備える。
【0018】
ここで、Ｐ波速度取得工程で、検査対象物中のＰ波速度を計測、または、推定することによって、検査の対象となる検査対象物の中を伝播するＰ波速度のパラメータの情報を取得することができる。なお、ここでいう「推定する」とは、検査対象物の形状やサイズ等によって、加振器及びセンサ等の計測装置で、Ｐ波速度が測定できない対象物について、対象物のサイズや形状、過去の知見等の基づき、Ｐ波速度を考慮して、一定の値を採用することを意味している。
【0019】
また、加振工程で、検査対象物における所定の面を加振することによって、検査対象物の内部に、一定の力で所定の面を加振して、加振による弾性波を生じさせることができる。なお、ここでいう所定の面とは、振動センサが配置可能な面であれば、必ずしも完全に平坦な面である必要はなく、多少の凹凸等を有する面も含まれるものと意味する。
【0020】
また、振動波形取得工程で、所定の面の異なる位置に設けた複数の振動センサで、加振に基づく振動波形を検出することによって、加振で生じた弾性波の振動波形を、所定の面の複数の位置で検出することができる。また、複数の振動センサが、所定の面の異なる位置に設けられたことによって、各振動センサで検出される弾性波の振動波形について、それぞれの形状が異なる振動波形図を取得可能となる。
【0021】
また、Ｐ波反射情報取得工程で、複数の振動センサで測定された振動波形の情報、及び、加振工程における加振のタイミングの情報であるトリガー情報に基づき、振動波形の中から、ターゲット領域から反射したＰ波の波形を識別することによって、加振で生じた弾性波が、検査対象物中にある亀裂、または、検査対象物の先端等で反射した反射波の中から、Ｐ波と表面波（レイリー波）を区別して、Ｐ波の波形情報を確認することが可能となる。即ち、まず、加振工程における加振のタイミングの情報であるトリガー情報を用いて、トリガー情報の時刻を波形図の起点として設定することで、複数の振動センサで検出する振動波形の図の始まりの位置（開始時刻）を揃えることができ、検出される複数の振動波形を比較することが可能となる。また、所定の面の異なる位置に設けた複数の振動センサにおいて、レイリー波は、センサの位置ごとに、トリガー情報を起点にしたセンサへの到達時刻が大きくずれるのに対して、検査対象物中の亀裂や先端位置で反射したＰ波は、センサの位置が異なっていても、トリガー情報を起点にしたセンサへの到達時刻が、ほぼ同時になるため、この点を利用することで、複数の振動波形図を比較して、各波形図の中での反射したＰ波を抽出することが可能となる。なお、ここでいう反射したＰ波の到達時刻における「ほぼ同時」とは、数マイクロ秒程度のずれを含むものを意味する。また、レイリー波のセンサへの到達時刻のずれは、数十マイクロ秒以上となる。
【0022】
また、Ｐ波反射情報取得工程で、複数の振動センサで測定された振動波形の情報、及び、加振工程における加振のタイミングの情報であるトリガー情報に基づき、振動波形の中から、ターゲット領域から反射したＰ波の波形を識別すると共に、トリガー情報から反射したＰ波の波形の観測が開始された時刻までの時間の情報であるＰ波観測時刻情報を取得することによって、弾性波の振動波形の中から、加振してから反射したＰ波がセンサで観測されるまでの伝播時間の情報を得ることができる。
【0023】
また、深度算出工程で、Ｐ波速度取得工程で得られたＰ波速度と、Ｐ波反射情報取得工程で得られたＰ波観測時刻情報に基づき、検査対象物における所定の面からターゲット領域までの深度を算出することによって、検査対象物におけるターゲット領域、即ち、亀裂の位置、または、先端位置等と、所定の面との距離を算出することができる。即ち、Ｐ波速度に、Ｐ波観測時刻情報を掛けて、その値を２で割ることで、所定の面と、Ｐ波が反射したターゲット領域との距離を算出することができる。
【0024】
また、Ｐ波反射情報取得工程で、複数の振動センサで測定された振動波形の情報について、複数の波形における、位相が略一致する領域、または、位相が合う領域に基づき、反射したＰ波の波形を識別する場合には、複数の振動波形図において、その位相を確認して、反射したＰ波と、レイリー波を区別して、反射したＰ波を抽出することが可能となる。なお、ここでいう位相とは、周期的な変化をする波形の１周期における波形の位置である。また、ここでいう、「位相が略一致する」または「位相が合う」とは、複数の振動センサで検出される振動波形図において、各振動波形図の形が完全に一致するものだけでなく、位相がわずかにずれたものも含まれることを意味する。また、ここでは、振動波形図の縦軸（電圧）及び横軸（時間）において、縦軸上の振幅の大きさの違いは無視して、横軸での数マイクロ秒程度のずれの範囲内で、正の電圧と、負の電圧の波形上の位置が揃った（波が同じ動きをしている）複数の波形図について、「位相が略一致する」または「位相が合う」とみなすものである。
【0025】
また、振動センサは、第１の振動センサと、第２の振動センサ、及び、第３の振動センサが３つ設けられ、所定の面を平面視した際に、第１の振動センサと第２の振動センサを結ぶ方向と、第１の振動センサと第３の振動センサを結ぶ方向が、略直交する方向となるように、第１の振動センサ、第２の振動センサ及び第３の振動センサが配置された場合には、より一層確実に、複数の振動波形の中から、反射したＰ波を抽出することが可能となる。振動センサが２つのみである際には、各センサに対するレイリー波の横からの入射または反射に対して、識別力が下がる、即ち、２つの振動波形図の中で、レイリー波の位相差がない領域が観測されることがある。ここで、３つ目の振動センサを用いることで、それ以外の２つの振動センサの振動波形図とは、レイリー波の波形が異なる波形図を取得しやすくなる。また、第１の振動センサと第２の振動センサを結ぶ方向と、第１の振動センサと第３の振動センサを結ぶ方向が、略直交する方向となるように、第１の振動センサ、第２の振動センサ及び第３の振動センサが配置されたことで、２つの振動センサの振動波形図にて、レイリー波の位相差がない領域があっても、３つ目の振動センサでは、その領域について、位相が異なるレイリー波が観測され、３つの振動波形図を元に、レイリー波と反射したＰ波を区別しやすくなる。これにより、より正確に、複数の振動波形の中から、反射したＰ波を抽出することができる。
【0026】
また、加振工程で、加振する位置を変えて、複数回、加振を行い、Ｐ波反射情報取得工程で、複数回の加振から測定された、複数の振動波形を加算して、反射したＰ波の波形を識別する場合には、振動センサで検出した振動波形図について、反射したＰ波を強調して、Ｐ波の波形を識別することが可能となる。即ち、加振する位置を変えることで、表面波であるレイリー波の位相は、加振した位置ごとに、位相が異なる波形が観測されるが、反射したＰ波については、加振した位置を変えても、各振動センサで観測される波形の位相が合うものとなる。そのため、複数の振動波形を加算した際に、振動波形図では、縦軸において、レイリー波の振幅に比べて、Ｐ波の振幅が相対的に大きくなり、Ｐ波を強調することができる。このことによれば、例えば、加振力が小さい場合や、検査対象物の計測対象が長い場合、または、Ｐ波の減衰が大きい場合等でも、Ｐ波を強調して、より精度良く、反射したＰ波を検出可能となる。
【0027】
また、加振工程における加振が、圧電素子を介して、電気入力を機械出力に変換して加振する加振器を用いて行い、トリガー情報が、圧電素子への加振を指示する制御信号の発信時刻の情報である場合には、圧電素子への加振を指示する制御信号の発信時刻を波形図の起点として、複数の振動センサで検出する振動波形の図の始まりの位置（開始時刻）を揃えることができる。また、制御信号の発信時刻であれば、都度、正確な時間の情報を取得できるため、加振位置の違いに関わらず、加振の時刻からずれのないトリガー情報とすることができる。
【0028】
また、加振工程における加振が、所定の面に配置した被打撃部を、打撃部材で打撃することで行い、トリガー情報が、被打撃部を打撃部材で打撃することで繋がって、電流が流れるトリガー検出回路における、電流を検知したタイミングの情報である場合には、被打撃部を打撃部材で打撃した際に、トリガー検出回路に流れる電流を検知したタイミングの時刻を、波形図の起点として、複数の振動センサで検出する振動波形の図の始まりの位置（開始時刻）を揃えることができる。また、電流の検知時刻であれば、都度、正確な時間の情報を取得できるため、加振位置の違いに関わらず、加振の時刻からずれのないトリガー情報とすることができる。
【0029】
また、上記の目的を達成するために、本発明の検査機構は、検査対象物を、弾性波を用いて非破壊的に評価する検査機構であって、前記検査対象物における所定の面に配置され、前記所定の面を加振すると共に、前記加振のタイミングの情報であるトリガー情報が抽出可能に構成された加振機構と、前記所定の面の異なる位置に配置される複数の振動センサで構成され、前記加振機構による前記所定の面への加振に基づく振動波形を検出する振動波形取得手段と、複数の前記振動センサの少なくとも１つである、または、前記振動センサとは別に設けられ、前記検査対象物のＰ波速度を計測するＰ波速度取得手段と、前記振動波形の中からＰ波の波形を識別し、かつ、前記トリガー情報から前記Ｐ波の波形の観測が開始された時刻までの時間の情報を把握するために、複数の前記振動センサで測定された前記振動波形の情報、及び、前記トリガー情報を取得するＰ波反射情報取得手段とを備える。
【0030】
ここで、加振機構が、検査対象物における所定の面を加振すると共に、加振のタイミングの情報であるトリガー情報が抽出可能に構成されたことによって、検査対象物の内部に、一定の力で所定の面を加振して、加振による弾性波を生じさせることができる。また、トリガー情報の時刻を波形図の起点として設定することで、複数の振動センサで検出する振動波形の図の始まりの位置（開始時刻）を揃えることができ、検出される複数の振動波形を比較することが可能となる。
【0031】
また、振動波形取得手段が、所定の面の異なる位置に配置される複数の振動センサで構成され、加振機構による所定の面への加振に基づく振動波形を検出することによって、加振で生じた弾性波の振動波形を、所定の面の複数の位置で検出することができる。また、複数の振動センサが、所定の面の異なる位置に設けられたことによって、各振動センサで検出される弾性波の振動波形について、それぞれの形状が異なる振動波形図を取得可能となる。
【0032】
また、Ｐ波速度取得手段が、複数の振動センサの少なくとも１つである、または、振動センサとは別に設けられ、検査対象物のＰ波速度を計測することによって、検査の対象となる検査対象物の中を伝播するＰ波速度のパラメータの情報を取得することができる。
【0033】
また、Ｐ波反射情報取得手段が、振動波形の中から反射したＰ波の波形を識別し、かつ、トリガー情報からＰ波の波形の観測が開始された時刻までの時間の情報を把握するために、複数の振動センサで測定された振動波形の情報、及び、トリガー情報を取得することによって、加振で生じた弾性波が、検査対象物中にある亀裂、または、検査対象物の先端等で反射した反射波の中から、Ｐ波と表面波（レイリー波）を区別して、反射したＰ波の波形情報を確認することが可能となる。また、弾性波の振動波形の中から、加振してから反射したＰ波がセンサで観測されるまでの伝播時間の情報を得ることができる。
【0034】
また、振動センサは、第１の振動センサと、第２の振動センサ、及び、第３の振動センサが３つ設けられ、所定の面を平面視した際に、第１の振動センサと第２の振動センサを結ぶ方向と、第１の振動センサと第３の振動センサを結ぶ方向が、略直交する方向となるように、第１の振動センサ、第２の振動センサ及び第３の振動センサが配置された場合には、より一層確実に、複数の振動波形の中から、反射したＰ波を抽出することが可能となる。
【0035】
また、第１の振動センサ、第２の振動センサ及び第３の振動センサの配置位置を規定する治具を備える場合には、３つの振動センサを配置する際に、治具を介して配置するだけで、第１の振動センサと第２の振動センサを結ぶ方向と、第１の振動センサと第３の振動センサを結ぶ方向が、略直交する方向となるように、容易に振動センサを配置することができる。
【0036】
また、加振機構が、圧電素子を介して、電気入力を機械出力に変換して加振を行う加振器を有し、トリガー情報が、圧電素子への加振を指示する制御信号の発信時刻の情報である場合には、圧電素子への加振を指示する制御信号の発信時刻を波形図の起点として、複数の振動センサで検出する振動波形の図の始まりの位置（開始時刻）を揃えることができる。また、制御信号の発信時刻であれば、都度、正確な時間の情報を取得できるため、加振位置の違いに関わらず、加振の時刻からずれのないトリガー情報とすることができる。
【0037】
また、加振器の端部に取り付けられ、加振器における所定の面と対向する面の面積を広げるフランジ部を備える場合には、検査対象物の所定の面に対して、ジェルやグリース等を介して加振器を取り付ける際に、所定の面にくっつける加振器側の面積が大きくなり、所定の面に加振器を取り付けやすくなる。
【0038】
また、加振機構が、所定の面に配置された被打撃部と、被打撃部を加振する打撃部材とを有し、トリガー情報が、被打撃部を打撃部材で打撃することで繋がって、電流が流れるトリガー検出回路における、電流を検知したタイミングの情報である場合には、被打撃部を打撃部材で打撃した際に、トリガー検出回路に流れる電流を検知したタイミングの時刻を、波形図の起点として、複数の振動センサで検出する振動波形の図の始まりの位置（開始時刻）を揃えることができる。また、電流の検知時刻であれば、都度、正確な時間の情報を取得できるため、加振位置の違いに関わらず、加振の時刻からずれのないトリガー情報とすることができる。
【発明の効果】
【0039】
本発明に係る検査方法は、検査対象物を非破壊的に評価する検査において、ターゲットとなる領域からの反射波を精度高く捉えることができ、かつ、再現性に優れた計測及び解析が可能なものとなっている。
また、本発明に係る検査機構は、検査対象物を非破壊的に評価する検査において、ターゲットとなる領域からの反射波を精度高く捉えることができ、かつ、再現性に優れた計測及び解析が可能なものとなっている。
また、本発明に係る検査機構は、検査対象物を非破壊的に評価する検査において、ターゲットとなる領域からの反射波を精度高く捉えることができ、かつ、再現性に優れた計測及び解析が可能なものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1】本発明を適用した検査方法の一例における一連の流れを示す概略フロー図である。
【図2】本発明を適用した検査機構の構成部材を示すブロック図である。
【図3】（ａ）は、ハンマー及び打撃ベースとトリガー検出回路を示す概略斜視図であり、（ｂ）は、打撃ベースの概略平面図であり、（ｃ）は、打撃ベースの概略正面図である。
【図4】打撃ベースを介して、検査対象物をハンマーで加振した際の弾性波の発生の様子を示す概略図である。
【図5】（ａ）は、検査機構Ａを構成する部材で、検査対象物における弾性波に基づくターゲット領域からの反射波を検出する際の構成部材の配置の一例を示す概略図であり、（ｂ）は、３つのＡＥセンサを平面視した際の各センサの位置関係を示す概略図である。
【図6】（ａ）は、ＡＥセンサ用の治具を示す概略図であり、（ｂ）は、治具及びフランジを介して３つのＡＥセンサを配置した状態を示す写真図であり、（ｃ）は、治具を用いずに３つのＡＥセンサを配置した状態を示す写真図である。
【図7】（ａ）は、各ＡＥセンサとフランジ及び治具を示す概略斜視図であり、（ｂ）は、フランジの構造を示す概略図であり、（ｃ）は、フランジを介してＡＥセンサの接触面積を広げて、検査対象物の上端面にＡＥセンサを取り付けた状態を示す概略断面図である。
【図8】弾性波による振動波形図から反射したＰ波を識別することを示す概略図である。
【図9】（ａ）は、加振器を固定して、１０回加振した場合の振動波形図を合算した図であり、（ｂ）は、加振器をランダムに移動させ、１０回加振した場合の振動波形図を合算した図であり、（ｃ）は、加振器をランダムに移動させ、１００回加振した場合の振動波形図を合算した図である。
【図10】検査対象物の内部を伝播するＰ波速度を測定する際の概略を示している。
【図11】モデル杭にてＰ波速度を計測するための振動波形図を示す概略図である。
【図12】（ａ）は、０ミリ秒から５ミリ秒までの振動波形図であり、（ｂ）は、２ミリ秒から３．２ミリ秒までの振動波形図である。
【図13】モデルコンクリート壁にてＰ波速度を計測するための振動波形図を示す概略図である。
【図14】（ａ）は、０ミリ秒から５ミリ秒までの振動波形図であり、（ｂ）は、１．５ミリ秒から３ミリ秒までの振動波形図である。
【発明を実施するための形態】
【0041】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
なお、以下に示す内容は本発明を適用した検査方法の一例及び検査機構の一例であり、本発明の内容はこれに限定されるものではなく、適宜設定変更することが可能である。
なお、以下に示す内容は本発明を適用した検査方法の一例及び検査機構の一例であり、本発明の内容はこれに限定されるものではなく、適宜設定変更することが可能である。
【0042】
なお、以下の説明においては、図５（ａ）を基準に、図中の上下を「上又は上側」、「下又は下側」及び「上下方向又は鉛直方向」と称する。また、図５（ａ）を基準に、図中の検査対象物９の上端の面を「上端面」と称する。
【0043】
本発明を適用した検査機構の一例である検査機構Ａは、地中に埋設された基礎杭やコンクリート構造物、橋の橋脚、防波堤、または、石や岩等の天然の鉱物等の内部構造や形状等を調べたい検査対象物を非破壊的に評価する検査ためのものである。また、本発明を適用した検査方法の一例である検査方法は、検査機構Ａを用いて行う方法である。
【0044】
【0045】
また、検査対象物の所定の面（例えば、上端面）に、後述する加振器を配置して、所定の面に対して、加振器で加振を行う（図１のＳＴＥＰ２）。この加振により、検査対象物に弾性波が生じ、検査の対象としたいターゲット領域（亀裂の位置や先端位置）からの反射波を観察することが可能となる。
【0046】
次に、検査対象物の所定の面上の異なる位置に配置した複数のＡＥセンサで、弾性波の振動波形図を検出する（図１のＳＴＥＰ３）。各ＡＥセンサでは、弾性波に基づく振動波形図が検出され、次のステップでのＰ波の識別と、ＡＥセンサへのＰ波の到達時刻の抽出に用いられる。
【0047】
続いて、複数のＡＥセンサで検出された各振動波形図を比較して、弾性波の中から、表面波（レイリー波）と、Ｐ波を識別する。また、加振器の加振を制御する制御信号が発せられた時刻の情報であるトリガー信号を起点として、ＡＥセンサに、反射したＰ波が到達したＰ波の到達時刻を抽出する。
【0048】
上記の流れで取得されたＰ波速度の情報と、ＡＥセンサへのＰ波の到達時刻の情報に基づき、検査対象物における、所定の面からターゲット領域までの深度（距離）を算出する（図１のＳＴＥＰ５）。
【0049】
概略、以上のような流れで、加振に基づく弾性波のうち、反射したＰ波の情報から、検査対象物におけるターゲット領域までの深度（距離）を調べることが可能となる。なお、詳細な内容については後述する。
【0050】
［検査機構Ａ］
次に、本発明を適用した検査機構Ａの構成について説明する。
図２に示すように、検査機構Ａは、加振器１と、センサ群２と、計測装置３と、解析装置４を備えている。また、検査機構Ａを構成する各部材間は、信号情報を送受信可能なケーブル（符号省略）で接続されている。
次に、本発明を適用した検査機構Ａの構成について説明する。
図２に示すように、検査機構Ａは、加振器１と、センサ群２と、計測装置３と、解析装置４を備えている。また、検査機構Ａを構成する各部材間は、信号情報を送受信可能なケーブル（符号省略）で接続されている。
【0051】
また、センサ群２は、ＡＥセンサ２０と、ＡＥセンサ２１と、ＡＥセンサ２２の３つのＡＥセンサから構成されている（図２参照）。
【0052】
ここで、加振器１は、計測対象となる検査対象物のうち、所定の面に設置され、同所定の面を加振して、検査対象物の内部に弾性波を生じさせる装置である。
【0053】
また、加振器１は、圧電素子を用いた装置であり、電気入力を機械出力に変換して加振を行う部材である。なお、ここでいう加振器１が、本願請求項における加振機構に相当する部材である。
【0054】
また、ＡＥセンサ２０、２１及び２２（センサ群２）は、計測対象となる検査対象物の所定の面上であり、それぞれが異なる位置に設置され、加振器から生じた弾性波を検出して、ＡＥ信号に変換するセンサ群である、なお、ここでいうセンサ群２が、本願請求項における振動波形取得手段に相当する部材である。
【0055】
また、ＡＥセンサ２０、２１及び２２は、そのうちのいずれか１つを、後述するＰ波速度の計測方法におけるＰ波を検出するセンサとして用いることができる。なお、ここでいうＡＥセンサが、本願請求項におけるＰ波速度取得手段に相当する部材である。
【0056】
また、検査機構Ａは、加振器アンプ５と、加振器電源６を有している。また、加振器アンプ５は、コンピュータから送信された加振器１の加振を制御する加振器制御信号を増幅する増幅器である。また、加振器電源６は、加振器１及び加振器アンプ５に対する電力の供給源である。
【0057】
また、検査機構Ａは、センサ群２を構成する各ＡＥセンサ２０、２１及び２２のそれぞれに接続されたプリアンプ７と、各プリアンプ７に接続されたプリアンプ用電源８を有している。
【0058】
また、プリアンプ７は、各ＡＥセンサ２０、２１及び２２で検出した弾性波に基づくＡＥ信号を増幅する増幅器である。また、プリアンプ用電源８は、プリアンプ７に対する電力の供給源である。
【0059】
また、計測装置３は、各ＡＥセンサ２０、２１及び２２から送信され、プリアンプ７で増幅されたＡＥ信号（アナログ信号）を、デジタル信号へと変換して、計測データとして解析装置４に送信する装置である。
【0060】
また、計測装置３は、解析装置４から送信され、加振器アンプ５で増幅された加振器制御信号を、トリガー信号として受信して、解析装置４に送信する装置である。また、トリガー信号とは、加振器１における圧電素子への加振を指示する制御信号の発信時刻の情報である。なお、ここでいうトリガー信号が、本願請求項におけるトリガー情報に相当するものである。
【0061】
また、解析装置４は、計測装置３から送信されたデジタル信号からなる計測データ（各ＡＥセンサの検出に基づくデータ）及びトリガー信号について、表示、分析、及び記録するための部材である。なお、ここでいう、解析装置４が、本願請求項におけるＰ波反射情報取得手段に相当する部材である。
【0062】
また、解析装置４は、パーソナルコンピュータ端末（パソコン）、プリンタ等の各種情報処理機器から構成されている。解析装置４は、計測データをデジタル値として記録し、弾性波の波形図としてビジュアル表示し、計測した波形はパソコンに転送し、その結果を解析すると共に、紙媒体に対してプリントアウト可能となっている。
【0063】
ここで、検査機構Ａでは、必ずしも、センサ群２が、ＡＥセンサで構成される必要はなく、振動波形が取得可能なセンサであれば、特に限定されるものではなく、加振の際の打撃力や、利用する弾性波の周波数等に応じて、適宜選択することができる。例えば、ＡＥセンサ以外に、速度センサ、変位センサ、加速度センサ等も採用しうる。また、ＡＥセンサは、振動波形を検出する感度が良好である点で利点を有している。
【0064】
また、本発明を適用した検査機構では、上述した圧電素子を用いた加振器１の代わりに、次のような加振機構を採用することもできる。
【0065】
ここで、図３（ａ）に示す加振機構１Ａは、電極付きのハンマー１１と、電極付きの打撃ベース１２と、計測装置１３を有している。また、ハンマー１１と計測装置１３の間と、打撃ベース１２と計測装置１３の間は、導線Ｌで繋がっている。
【0066】
この加振機構Ａでは、ハンマー１１で打撃ベース１２を打撃した際に、ハンマー１１が打撃ベース１２に接触することで、ハンマー１１、打撃ベース１２及び計測装置１３が繋がって、電流が流れるトリガー検出回路が形成される。また、打撃ベース１２を介して、検査対象物の所定の面に対して、打撃に伴い、弾性波を生じさせることができる。
【0067】
即ち、ハンマー１１で打撃ベース１２を打撃したことでトリガー検出回路に流れる電流を、計測装置１３で検知することで、その電流を検知した時刻を、加振のタイミングの情報であるトリガー情報とすることができる。
【0068】
また、打撃ベース１２は、検査対象物の所定の面に載置されて使用される。この打撃ベース１２は、略三角形状の外形を有する板状のベース部１２２と、ベース部１２２の頂点の位置、かつ、底面側に設けられた、半球状の３つの設置部１２０と、ベース部１２２の真ん中の位置、かつ、天面側に設けられた半球状の打撃部１２１で構成されている（図３（ｂ）及び図３（ｃ）参照）。
【0069】
また、ベース部１２２は、打撃ベース１２の本体である。また、打撃部１２１は、ハンマー１１の打撃を受ける部分である。また、設置部１２２は、打撃部１２１をハンマー１１で打撃された際に生じる弾性波を、検査対象物の所定の面に伝達する部分である。
【0070】
この打撃ベース１２では、略三角形状のベース部１２２において、その真ん中に打撃部１２１が設けられ、かつ、ベース部１２２の各頂点の位置の底面側に設置部１２２が設けられたことで、ハンマー１１で打撃された際に生じる弾性波を、各設置部１２２から検査対象物の所定の面（面９００）に伝えることができる（図４参照）。
【0071】
このことによれば、３つの設置部１２２で同時に加振することと同じ現象が生じ、３点で生じた弾性波に基づき、指向性のある弾性波Ｅ（平面波に近い弾性波）を生じさせることができる（図４参照）。この結果、ＡＥセンサで、検査対象物のターゲット領域から反射したＰ波を、より精度高く検知しやすくすることができる。なお、図４においては、符号Ｂを付した矢印で、ハンマー１１の打撃を示している。
【0072】
このように、本発明を適用した検査機構では、ハンマー１１と打撃ベース１２を用いて、トリガー情報を取得することも可能である。なお、打撃ベース１２の形状及び構造は、必ずしも上記した内容に限定されるものではなく、打撃時の電流が検出可能であり、ハンマー１１からの打撃に基づく弾性波を、検査対象物の所定の面に伝達できるものであれば、特に限定されるものではない。
【0073】
続いて、検査機構Ａの構成部材の配置について、概略図を用いて、配置の一例を説明する。
図５（ａ）では、地表面Ｇを有する地中に埋設された検査対象物９に対して、検査機構Ａを構成する部材で、弾性波に基づくターゲット領域からの反射波を検出する際の概略を示している。
図５（ａ）では、地表面Ｇを有する地中に埋設された検査対象物９に対して、検査機構Ａを構成する部材で、弾性波に基づくターゲット領域からの反射波を検出する際の概略を示している。
【0074】
ここで、検査対象物９とは、例えば、地中に埋設された基礎杭やコンクリート構造物、橋の橋脚、防波堤、または、石や岩等の天然の鉱物等である。また、検査対象物９は、地中に埋設されたものに限らず、地面の上に載置されたものであってもよい。また、コンクリート体のように人工物に限らず、天然の石や岩も対象となる。また、ここでのターゲット領域とは、例えば、検査対象物における、ひび割れや損傷のある箇所、または、検査対象物の先端等である。
【0075】
図５（ａ）に示すように、検査対象物９の上端面９０には、加振器１が配置されている。
【0076】
図５（ａ）に示すように、上端面９０の加振器１と異なる位置に、ＡＥセンサ２０、ＡＥセンサ２１、及びＡＥセンサ２２が配置されている。
【0077】
また、加振器１、ＡＥセンサ２０、ＡＥセンサ２１、及びＡＥセンサ２２はそれぞれ、ケーブル（符号省略）を介して、計測装置３と繋がっており、計測装置３との間で、信号情報の送受信が可能に構成されている（図５（ａ）参照）。
【0078】
また、検査対象物９の上端面９０に配置した加振器１が、上端面９０を加振して生じた弾性波は、内部波または表面波（図５（ａ）中の符号Ｓ参照）として伝播される。
【0079】
また、検査対象物９のターゲット領域、ここでは、検査対象物の地中の先端位置９１（底部）で反射したＰ波（図５（ａ）中の符号Ｒ参照）が、上端面９０の異なる位置に配置されたＡＥセンサ２０、ＡＥセンサ２１、及びＡＥセンサ２２のそれぞれで検出されるように構成されている。
【0080】
また、検査機構Ａでは、検査対象物の先端位置９１で反射したＰ波が、加振器１による加振から、各ＡＥセンサ２０、２１及び２２に到達するまでの時間は、ほぼ同じ時間となっている。この点についての詳細は後述する。
【0081】
また、解析装置４（図示省略）から、加振器１における圧電素子への加振を指示する制御信号の発信時刻の情報は、トリガー信号として加振器アンプ５（図示省略）で増幅され、計測装置３に送信されるように構成されている（図５（ａ）参照）。
【0082】
また、検査対象物９の上端面９０を平面視した状態で、ＡＥセンサ２０及びＡＥセンサ２１を結ぶ方向（符号Ｙで示す方向）と、ＡＥセンサ２０及びＡＥセンサ２２を結ぶ方向（符号Ｘで示す方向）とが、略直交する方向となるように、３つのＡＥセンサ２０、２１及び２２が配置されている（図５（ｂ）参照）。
【0083】
なお、図５（ａ）においては、ＡＥセンサが３つ設けられていることを概略的に示しているにすぎず、平面視した状態での、３つのＡＥセンサの位置関係を正確に反映していない。
【0084】
また、本発明の検査機構Ａでは、ＡＥセンサ２０、ＡＥセンサ２１、及びＡＥセンサ２２の３つのＡＥセンサの配置位置を規定するための専用の治具１０（図６（ａ）参照）を用いることができる。
【0085】
ここで、治具１０は、３つの嵌合孔１００と、各嵌合孔を繋ぐ連結部１０１、連結部１０２及び連結部１０３で構成されている（図６（ａ）参照）。３つの嵌合孔１００は、ＡＥセンサ２０、ＡＥセンサ２１、及びＡＥセンサ２２を配置可能な孔径に形成されている。また、連結部１０１と、連結部１０２とは、略直交する方向に形成されている。
【0086】
この治具１０における３つの嵌合孔１００に、各ＡＥセンサ２０、２１、及び２２を配置するだけで、ＡＥセンサ２０及びＡＥセンサ２１を結ぶ方向と、ＡＥセンサ２０及びＡＥセンサ２２を結ぶ方向とが、略直交する方向となるように、各ＡＥセンサの位置を規定することができる。なお、参考までに、治具１０に各ＡＥセンサを配置した状態の写真図を図６（ｂ）に示す。
【0087】
また、治具１０における連結部１０１、連結部１０２及び連結部１０３の長さは、検査に使用する弾性波の波長に合わせて、その長さを適宜設定することができる。例えば、弾性の周波数が低い場合には、その波長が長いので、連結部１０１等の長さを長く設定する。また、弾性の周波数が高い場合には、その波長が短いので、連結部１０１等の長さを短く設定することができる。
【0088】
また、本発明を適用した検査機構において、３つのＡＥセンサを用いる場合、必ずしも、治具１０を用いる必要はなく、個々のＡＥセンサを単体で、対象面に設置することも可能である。図６（ｃ）では、治具１０を用いずに、ＡＥセンサ２０及びＡＥセンサ２１を結ぶ方向と、ＡＥセンサ２０及びＡＥセンサ２２を結ぶ方向とが、略直交する方向となるように、各ＡＥセンサ２０、２１、及び２２を配置している。
【0089】
また、３つのＡＥセンサの端部には、フランジ２００が取り付けられている（図６（ｂ）及び図７（ａ）参照）。なお、図６（ｂ）及び図７（ａ）では、治具１０に取り付けた各ＡＥセンサの下端側に、フランジ２００が取り付けられている。
【0090】
このフランジ２００は、真ん中にＡＥセンサを差込み可能な凹部（符号省略）が形成され（図７（ｂ）参照）、ＡＥセンサの下端側の外周面に取り付けられている。フランジ２００は、検査対象物の面９００に、ＡＥセンサ２０を取り付ける際に、ＡＥセンサ２０の端部の面積を大きくして、面９００に取り付けやすくするための部材である（図７（ｃ）参照）。
【0091】
また、図７（ｃ）では、ＡＥセンサ２０を用いて例示しているが、ＡＥセンサ２０及びフランジ２００の下端面に、ジェルやシリコングリス等の接着部材２１０を付けて、面９００にＡＥセンサ２０を固定している。
【0092】
このように、フランジ２００を用いることで、面９００に対するＡＥセンサ２０の接触面積が広くなり、ジェル等の接着部材２１０で、ＡＥセンサ２０の下端を面９００にしっかりと取り付けることができる。
【0093】
例えば、検査対象物の側面に対して、ＡＥセンサを取り付ける際（ＡＥセンサの長手歩行が水平方向に向く場合）にも、フランジ２００を用いることで、接着部材２１０を介して、側面に容易にＡＥセンサを取り付け可能となる。
【0094】
また、ジェル等の接着部材２１０により、ＡＥセンサ２０と、所定の面の間に空気が入らないようにして、振動波形の検出の感度を担保することができる。
【0095】
ここで、必ずしも、検査機構Ａにおいて、３つのＡＥセンサを用いる必要はなく、２つのＡＥセンサや、４つ以上のＡＥセンサを用いることも可能である。但し、ＡＥセンサが２つのみである際には、各センサに対するレイリー波の横からの入射または反射に対して、識別力が下がることが考慮されるが、３つ目のＡＥセンサを用いることで、それ以外の２つのＡＥセンサの振動波形図とは、レイリー波の波形が異なる波形図を取得しやすくなり、表面波（レイリー）と、Ｐ波を識別する精度が向上することから、検査機構Ａでは、３つのＡＥセンサが用いられることが好ましい。
【0096】
また、必ずしも、検査機構Ａにおいて、ＡＥセンサ２０及びＡＥセンサ２１を結ぶ方向と、ＡＥセンサ２０及びＡＥセンサ２２を結ぶ方向とが、略直交する方向となるように、各ＡＥセンサを配置する必要はない。例えば、ＡＥセンサ２０及びＡＥセンサ２１を結ぶ線上から外れた位置で、略直交する位置関係にない位置に、ＡＥセンサ２２を配置することも可能である。但し、３つ目のＡＥセンサを用いる際に、それ以外の２つのＡＥセンサの振動波形図とは、レイリー波の波形が異なる波形図を、より一層、取得しやすくなる点から、ＡＥセンサ２０及びＡＥセンサ２１を結ぶ方向と、ＡＥセンサ２０及びＡＥセンサ２２を結ぶ方向とが、略直交する方向となるように、各ＡＥセンサを配置することが好ましい。
【0097】
また、検査対象物９の上端面９０は、必ずしも平坦な面である必要はなく、加振器１の加振により弾性波を生じさせることができ、各ＡＥセンサ２０、２１、及び２２で、弾性波に基づく反射波が検出可能であれば、上端面９０は、多少の凹凸がある面であってもよい。また、ＡＥセンサを配置する面は、必ずしも上端面である必要はなく、検査対象物の側面にＡＥセンサを配置することもできる。
【0098】
［Ｐ波の識別］
次に、検査機構Ａで検査対象物に生じた弾性波に基づく振動波形から、Ｐ波を識別する解析の一例について説明する。
次に、検査機構Ａで検査対象物に生じた弾性波に基づく振動波形から、Ｐ波を識別する解析の一例について説明する。
【0099】
図８（ａ）及び図８（ｂ）には、加振器１で、検査対象物の上端面を加振して、同所定の面上であり、異なる位置に配置した、２つのＡＥセンサで弾性波に基づく振動波形を検出した際の波形図を示している。なお、図８（ａ）及び図８（ｂ）では、横軸が時間（秒）を表し、縦軸は、弾性波がＡＥセンサで変換された電気信号に基づく電圧（Ｖ）を表している。
【0100】
本事例では、２つのＡＥセンサは、検査対象物の上端面の略中央部の領域であり、かつ、互いに異なる位置に配置されている。また、更に別の、２つのＡＥセンサは、上端面の略中央部ではなく、上端面の左端から１００ｍｍ離れた領域であり、かつ、互いに異なる位置に配置されている。
【0101】
また、図８（ａ）は、上端面の略中央部に配置された２つのＡＥセンサで検出した波形図であり、図８（ｂ）は、上端面の左端から１００ｍｍ離れた位置に配置された２つのＡＥセンサで検出した波形図である。また、検査対象物の上端面で、加振器１を配置した位置は、図８（ａ）及び図８（ｂ）の測定において同一の位置である。
【0102】
また、図８（ａ）の矢印Ｓ１で示す起点の時間、及び、図８（ｂ）の矢印Ｓ２で示す起点の時間は、加振器１の圧電素子への加振を指示する制御信号の発信時刻の情報であるトリガー信号により規定されている。即ち、矢印Ｓ１の時間と、矢印Ｓ２の時間は同一時刻である。
【0103】
ここで、図８（ａ）においては、符号Ｐ１を付した矢印の時間（時間Ｐ１）において、２つのＡＥセンサで検出した２つの波形について、位相が合う（位相が略一致する）領域が観察されている（図８（ａ）の符号Ｈ１で示す範囲）。
【0104】
なお、ここでいう「位相が合う（または位相が略一致する）」とは、複数のＡＥセンサで検出される振動波形図において、各振動波形図の形が完全に一致するものだけでなく、位相がわずかにずれたものも含まれることを意味する。また、ここでいう「位相が合う（または位相が略一致する）」とは、振動波形図の縦軸（電圧）及び横軸（時間）において、縦軸上の振幅の大きさの違いは無視して、横軸での数マイクロ秒程度のずれの範囲で、正の電圧と、負の電圧の波形上の位置が揃った（波が同じ動きをしている）複数の波形図について、「位相が略一致する」または「位相が合う」とみなすものである。
【0105】
ここで、表面波（レイリー波）と、反射したＰ波を識別するにあたっては、レイリー波は、ＡＥセンサの位置ごとに、トリガー情報を起点にしたセンサへの到達時刻が大きくずれるのに対して、検査対象物中のターゲット領域（先端位置等）で反射したＰ波は、ＡＥセンサの位置が異なっていても、トリガー情報を起点にした各ＡＥセンサへの到達時刻が、ほぼ同時になるという性質を利用している。
【0106】
即ち、図８（ａ）に示すように、振動波形の初期段階から時間Ｐ１までは、２つのＡＥセンサにおいてレイリー波が観測され、各ＡＥセンサで検出したレイリー波の波形は、位相があっていない波形図となる。
【0107】
一方、図８（ａ）に示す、時間Ｐ１からの波形図では、符号Ｈ１の範囲で、２つのＡＥセンサにおいて観測した波形の位相が合う部分が観測される。この点について、時間Ｐ１のタイミングで、ほぼ同時に、検査対象物のターゲット領域で反射したＰ波が、２つのＡＥセンサに到達したものとみなすことができる。
【0108】
これにより、２つのＡＥセンサの振動波形図で、波形図の位相が合う領域を観察することで、ターゲット領域から反射したＰ波の到達時刻（反射波到達時間）を確認することができる。また、弾性波の振動波形図の中で、レイリー波とＰ波を識別することが可能となる。なお、ここでいう「Ｐ波の到達時刻」が、本願請求項におけるＰ波観測時刻情報である。
【0109】
ここで取得した「Ｐ波の到達時刻」と後述する「Ｐ波速度」の情報から、検査対象物中のターゲット領域までの深度（距離）を算出することができる。
【0110】
なお、ここでいう、２つのＡＥセンサにおける、Ｐ波の到達した時間における「ほぼ同時」とは、数マイクロ秒程度のずれを含むものを意味する。また、レイリー波のセンサへの到達時刻のずれは、数十マイクロ秒以上となる。また、Ｐ波及びレイリー波の到達時刻のずれは、いずれも、ターゲット領域までの距離、センサ間隔、及び、加振器からセンサ群までの距離により変わるものである。
【0111】
また、図８（ｂ）においても、符号Ｐ２を付した矢印の時間（時間Ｐ２）において、２つのＡＥセンサで検出した２つの波形について、位相が合う（位相が略一致する）領域が観察されている（図８（ｂ）の符号Ｈ２で示す範囲）。
【0112】
即ち、図８（ｂ）でも、振動波形の初期段階から時間Ｐ２までは、２つのＡＥセンサにおいてレイリー波が観測され、各ＡＥセンサで検出したレイリー波の波形は、位相があっていない波形図となる。
【0113】
一方、図８（ｂ）に示す、時間Ｐ２からの波形図では、符号Ｈ２の範囲で、２つのＡＥセンサにおいて観測した波形の位相が合う部分が観測される。この点について、時間Ｐ１のタイミングで、ほぼ同時に、検査対象物のターゲット領域で反射したＰ波が、２つのＡＥセンサに到達したものとみなすことができる。
【0114】
このように、検査対象物の上端面における、略中央部とは異なる領域（左端から１０ｍｍの領域）においても、２つのＡＥセンサの振動波形図で、波形図の位相が合う領域を観察することで、ターゲット領域から反射した「Ｐ波の到達時刻」を確認することができる。また、弾性波の振動波形図の中で、レイリー波とＰ波を識別することが可能となる。なお、図８（ａ）に示す時間Ｐ１と、図８（ｂ）に示す時間Ｐ２とは、ほぼ同時の時刻となっている。
【0115】
以上のように、本発明では、検査対象物の上端面における配置位置が異なる、少なくとも２つのＡＥセンサで検出した振動波形図から、波形図の位相が合う領域を観察して、レイリー波とＰ波を識別し、かつ、センサへの「Ｐ波の到達時刻」を確認することができる。
【0116】
［打撃位置の変更と打撃回数の増加］
本発明を適用した検査方法では、加振器１で加振する位置を変えながら、加振の回数を増やして、ＡＥセンサでの計測値を加算することで、振動波形図において、ターゲット領域から反射したＰ波を強調することができる。
本発明を適用した検査方法では、加振器１で加振する位置を変えながら、加振の回数を増やして、ＡＥセンサでの計測値を加算することで、振動波形図において、ターゲット領域から反射したＰ波を強調することができる。
【0117】
このＰ波の強調では、加振器１による加振の位置が異なっても、反射したＰ波は、トリガー情報を起点にしたＡＥセンサへの到達時刻が、ほぼ同時になるという性質と、レイリー波は、加振器１による加振の位置ごとに、トリガー情報を起点にしたセンサへの到達時刻が大きくずれるという性質を利用している。
【0118】
ここで、図９（ａ）には、配置位置が異なる２つのＡＥセンサで、加振器１の加振の位置を固定して、１０回加振した際の、１回ずつの加振に基づくＡＥセンサでの計測値を合算した振動波形図を示している。なお、図９（ａ）では、Ｐ波が強調できない事例を示している。
【0119】
この図９（ａ）の事例では、加振器１による加振の位置が固定されているため、２つのＡＥセンサでは、表面波（レイリー波）の波形も同じものが１０回計測されるため、ＡＥセンサでの計測値を合算しても、レイリー波も、反射したＰ波も同様に、縦軸の振幅が大きくなり、振動波形の中でＰ波のみを強調することはできない。
【0120】
しかしながら、加振器１で加振する位置を変えながら、２つのＡＥセンサの配置位置は固定したまま、加振の回数を増やすと、ＡＥセンサでの計測値を合算した振動波形図において、反射したＰ波を観測した領域の波形の振幅を大きくしてＰ波を強調することができる。
【0121】
例えば、図９（ｂ）では、図９（ａ）と同じ位置に２つのＡＥセンサを配置して、加振器１の加振の位置をランダムに移動させながら、１０回加振した際の、１回ずつの加振に基づくＡＥセンサでの計測値を合算した振動波形図を示している。
【0122】
この図９（ｂ）の事例では、加振器１による加振の位置をランダムに移動させたことで、１回ごとの振動波形図では、レイリー波の波形が異なるものが計測される。ここで、レイリー波の位相は、加振の位置が変わることで大きく変化する。そのため、１０回分の計測値を合算しても、同一の波形のレイリー波の振幅が大きくなる現象は生じない。
【0123】
一方、反射したＰ波の波形は、加振の位置が異なっても、１回ごとの振動波形図で、ＡＥセンサに、ほぼ同時にＰ波が到達して、同様の形状の波形が観測される。従って、１０回分の計測値を合算すると、１回の計測値よりも、Ｐ波の波形の振幅が大きくなる。この結果、１０回分の計測値を合算して振動波形図を表示することで、Ｐ波のみが強調された振動波形図とすることができる。
【0124】
また、Ｐ波のみの強調は、加振器１による加振の位置をランダムに移動させながらの加振の回数を増やすことで、より顕著に表すことができる。
【0125】
例えば、図９（ｃ）では、図９（ａ）と同じ位置に２つのＡＥセンサを配置して、加振器１の加振の位置をランダムに移動させながら、１００回加振した際の、１回ずつの加振に基づくＡＥセンサでの計測値を合算した振動波形図を示している。
【0126】
ここで、図９（ｂ）及び図９（ｃ）の振動波形図を比較すると、加振器１による加振の位置をランダムに移動させながらの加振の回数を増やしたことに伴い、反射したＰ波の波形を示す領域で、より一層、Ｐ波の波形が強調されていることが確認できる。
【0127】
【0128】
このように、本発明を適用した検査方法では、加振器１で加振する位置を変えながら、加振の回数を増やして、ＡＥセンサでの計測値を加算することで、振動波形図において、ターゲット領域から反射したＰ波を強調することができる。
【0129】
このことによれば、例えば、加振器１の加振力が小さい場合や、検査対象物の計測対象が長い場合、または、Ｐ波の減衰が大きい場合等でも、Ｐ波を強調して、より精度良く、反射したＰ波を検出することが可能となる。
【0130】
［Ｐ波速度の計測］
次に、検査機構Ａで検査対象物におけるＰ波速度を測定する際の構成部材の配置及びＰ波速度の算出方法について、概略図を用いて、配置の一例を説明する。
図１０では、地表面Ｇを有する地中に埋設された検査対象物９に対して、地上に露出している部分を利用して、検査対象物９の内部を伝播するＰ波速度を測定する際の概略を示している。
次に、検査機構Ａで検査対象物におけるＰ波速度を測定する際の構成部材の配置及びＰ波速度の算出方法について、概略図を用いて、配置の一例を説明する。
図１０では、地表面Ｇを有する地中に埋設された検査対象物９に対して、地上に露出している部分を利用して、検査対象物９の内部を伝播するＰ波速度を測定する際の概略を示している。
【0131】
この検査対象物９の中でのＰ波速度の測定では、検査対象物９における、地上に露出している部分の一方の側面（図１０中の左側の側面）にＡＥセンサ２０を配置し、かつ、もう一方の側面（図１０中の右側の側面）に加振器１を配置して、ＡＥセンサ２０と加振器１が対向するようにしている。
【0132】
ここで、ＡＥセンサ２０は、加振器１で加振された弾性波を直接計測する。このＡＥセンサ２０と加振器１の位置関係では、弾性波のうち、Ｐ波がＡＥセンサで最初に計測される。
【0133】
そのため、振動波形図において、加振の開始から弾性波到達時刻を計測すると、これはＰ波到達時刻として取り扱うことができる。また、ＡＥセンサ２０と加振器１の間の「離隔距離（符号Ｌ１）」を計測しておく。
【0134】
そうして、ＡＥセンサ２０で検出した振動波形図から分かる「Ｐ波到達時刻」と、ＡＥセンサ２０と加振器１の間の「離隔距離（Ｌ１）」に基づき、「離隔距離（Ｌ１）」を「Ｐ波到達時刻」で割ることで、この検査対象物９の中での「Ｐ波速度」のパラメータを算出することができる。
【0135】
また、上述した、ＡＥセンサ２０と加振器１とが対向する位置関係の代わりに、ＡＥセンサ２０の軸心方向と直交する方向に、その軸心を向けて加振器１を配置する構成も採用しうる（図１０参照）。
【0136】
この直交する位置関係では、例えば、検査対象物９における、地上に露出している部分の一方の側面（図１０中の左側の側面）にＡＥセンサ２０を配置すると共に、上端面９０上で、かつ、加振器１の軸心（図１０中の符号Ｃ１）が、ＡＥセンサ２０の軸心（図１０中の符号Ｃ１）と直交するように、加振器１を配置している。
【0137】
ここで、ＡＥセンサ２０は、加振器１で加振された弾性波について、斜め方向に入ってくる波を計測するものとなる。なお、振動波形図において、加振の開始から弾性波到達時刻を計測すると、これをＰ波到達時刻として取り扱うことができる点は同様である。また、ＡＥセンサ２０と加振器１の間の「離隔距離（符号Ｌ２）」を計測しておく。
【0138】
そうして、ＡＥセンサ２０で検出した振動波形図から分かる「Ｐ波到達時刻」と、ＡＥセンサ２０と加振器１の間の「離隔距離（Ｌ２）」に基づき、「離隔距離（Ｌ２）」を「Ｐ波到達時刻」で割ることで、やはり、この検査対象物９の中での「Ｐ波速度」のパラメータを算出することができる。このように、ＡＥセンサに対して、加振器１を直交する方向に配置して、Ｐ波速度を計測することもできる。
【0139】
さらに、検査対象物の形状や、地中での埋設の状況によっては、上述したように、ＡＥセンサや加振器が配置できない場合がある。例えば、検査対象物が平らな床等の場合には、ＡＥセンサや加振器が配置できないことが想定される。そのようなケースでは、Ｐ波速度を測定するのではなく、検査対象物のサイズや形状、過去の知見等の基づき、Ｐ波速度を推定して、この推定値をＰ波速度として採用し、後述する深度距離の算出に用いることができる。
【0140】
ここで、Ｐ波速度の測定に用いるセンサは、必ずしも、反射したＰ波の識別に用いるＡＥセンサ２０を用いる必要はない。例えば、ＡＥセンサ２０等とは別に、Ｐ波速度の計測用のセンサを用いてもよい。
【0141】
［深度の計算方法］
これまでに説明した、検査対象物のターゲット領域から反射したＰ波に関する、ＡＥセンサへの「Ｐ波の到達時刻」の情報と、検査対象物中の「Ｐ波速度」の情報に基づき、検査対象物の上端面からターゲット領域までの深度（距離）を算出することができる。
これまでに説明した、検査対象物のターゲット領域から反射したＰ波に関する、ＡＥセンサへの「Ｐ波の到達時刻」の情報と、検査対象物中の「Ｐ波速度」の情報に基づき、検査対象物の上端面からターゲット領域までの深度（距離）を算出することができる。
【0142】
このターゲット領域までの深度（距離）の算出は、次の「式（１）」で算出できる。『「Ｐ波速度」×「Ｐ波の到達時刻」÷２・・・式（１）』。この式１に、反射したＰ波の検出と、Ｐ波速度の計測の、それぞれの工程で取得したパラメータの数値を当てはめることで、検査対象物におけるＰ波を反射したターゲット領域までの深度（距離）、即ち、ひび割れや損傷のある箇所、または、検査対象物の先端位置までの距離の情報を算出することができる。なお、ターゲット領域までの深度の算出方法は、上述した式による方法に限定されるものではなく、既知の物理的または数学的な手法を用いることができる。
【0143】
このように本発明を適用した検査機構Ａ、または、検査方法では、弾性波を用いて、検査対象物のターゲット領域で反射したＰ波を精度高く捉えて、ターゲット領域までの距離を計測することができる。
【0144】
特に、弾性波のうち、レイリー波とＰ波を識別して、Ｐ波の波形情報に基づいて、正確な検査結果を得ることが可能となる。
【0145】
また、本発明を適用した検査機構Ａ、または、検査方法では、加振器、複数のＡＥセンサ、計測装置及び解析装置という比較的簡易な構成で、正確な検査を実現できるものとなっている。
【0146】
また、本発明を適用した検査機構Ａ、または、検査方法では、Ｐ波がターゲット領域に当たって戻ってくるまでの時間、Ｐ波速度及びレイリー波の速度等のパラメータを測定することができる。
【0147】
また、本発明を適用した検査機構Ａ、または、検査方法では、関節的に、検査対象物における途中に発生した傷の有無、検査対象物が岩盤に接触しているかどうか、検査対象物の断面が膨らんだり細くなっていたりしないかを確認することができる。また、検査対象物の初期状態との比較を行うことで、経年劣化を把握することも可能である。
【0148】
以上のように、本発明の検査方法は、検査対象物を非破壊的に評価する検査において、ターゲットとなる領域からの反射波を精度高く捉えることができ、かつ、再現性に優れた計測及び解析が可能なものとなっている。
また、本発明の検査機構は、検査対象物を非破壊的に評価する検査において、ターゲットとなる領域からの反射波を精度高く捉えることができ、かつ、再現性に優れた計測及び解析が可能なものとなっている。
また、本発明の検査機構は、検査対象物を非破壊的に評価する検査において、ターゲットとなる領域からの反射波を精度高く捉えることができ、かつ、再現性に優れた計測及び解析が可能なものとなっている。
【実施例0149】
以下、本発明の実施例を説明する。
【0150】
［杭計測例］
本発明を適用した検査機構及び検査方法を用いて、地中に埋設された杭の先端位置の計測を行った。
本発明を適用した検査機構及び検査方法を用いて、地中に埋設された杭の先端位置の計測を行った。
【0151】
（１）Ｐ波速度の測定
最終的な計測対象である杭は、地中に埋設され、上端面のみが地表に露出しているため、本計測では、地中に埋設された杭と同じ部材で形成され、同程度の長さを有する、地中に埋めていないモデル杭にて、Ｐ波速度を計測した。モデル杭の一端に加振器１を、他端にＡＥセンサ２０を配置して、加振器１で加振を行い、ＡＥセンサ２０で弾性波を検出した。また、モデル杭の杭長は６ｍである。
最終的な計測対象である杭は、地中に埋設され、上端面のみが地表に露出しているため、本計測では、地中に埋設された杭と同じ部材で形成され、同程度の長さを有する、地中に埋めていないモデル杭にて、Ｐ波速度を計測した。モデル杭の一端に加振器１を、他端にＡＥセンサ２０を配置して、加振器１で加振を行い、ＡＥセンサ２０で弾性波を検出した。また、モデル杭の杭長は６ｍである。
【0152】
図１１に示すように、ＡＥセンサ２０で、弾性波（Ｐ波）を最初に検出したのは、０．００１２９４秒（１．２９４ミリ秒）であった。また、モデル杭の杭長は６ｍであることから、Ｐ波速度は、「６ｍ÷１．２９４ｍｓ＝４６３６ｍ／ｓ」と算出された。
【0153】
（２）計測対象の杭における反射したＰ波の検出
次に、地中に埋設された杭の上端面に、加振器１と、３つのＡＥセンサ２０、２１及び２２を、それぞれ異なる位置に配置した。また、治具１０を用いて、ＡＥセンサ２０及びＡＥセンサ２１を結ぶ方向と、ＡＥセンサ２０及びＡＥセンサ２２を結ぶ方向とが、略直交する方向となるように、各ＡＥセンサを配置した。加振器１で、杭の上端面に加振を行い、加振により生じた弾性波を各ＡＥセンサで検出した。
次に、地中に埋設された杭の上端面に、加振器１と、３つのＡＥセンサ２０、２１及び２２を、それぞれ異なる位置に配置した。また、治具１０を用いて、ＡＥセンサ２０及びＡＥセンサ２１を結ぶ方向と、ＡＥセンサ２０及びＡＥセンサ２２を結ぶ方向とが、略直交する方向となるように、各ＡＥセンサを配置した。加振器１で、杭の上端面に加振を行い、加振により生じた弾性波を各ＡＥセンサで検出した。
【0154】
図１２（ａ）に示すように、トリガー信号を起点として、加振直後は、レイリー波の振動波形が検出され、時間の経過共に、レイリー波が減衰していく波形が観察された。３つのＡＥセンサ２０、２１及び２２におけるレイリー波に該当する波形図では、各波形の位相が異なっている。
【0155】
また、振動波形図のおける２ミリ秒から３．３ミリ秒（０．００２秒～０．００３２秒）の波形図を拡大すると（図１２（ｂ）参照）、２．５６９ミリ秒から、ＡＥセンサ２０、２１及び２２で検出した３つの波形の位相が一致している様子が観察された。この内容から、加振で生じた弾性波のうち、杭の先端（下端）で反射したＰ波が、２．５６９ミリ秒のタイミングで、ＡＥセンサ２０、２１及び２２に到達したことが分かる。よって、ターゲット領域である杭の先端位置から反射したＰ波に関する、ＡＥセンサへの「Ｐ波の到達時刻」は２．５６９ミリ秒であることが確認された。
【0156】
そして、「Ｐ波の到達時刻」と「Ｐ波速度」の値に基づき、杭の上端面から先端までの深度は、「２．５６９ｍｓ×４６３６ｍ／ｓ÷２＝５．９４５ｍ」と算出された。なお、本事例で計測対象とした杭は、モデル杭と同じ長さであったことから、本事例では、実際の杭長（６ｍ）に対して、０．８％程短い杭長が算出できた結果となった。
【0157】
［コンクリート体計測例］
本発明を適用した検査機構及び検査方法を用いて、地中に埋設されたコンクリート壁の先端位置の計測を行った。
本発明を適用した検査機構及び検査方法を用いて、地中に埋設されたコンクリート壁の先端位置の計測を行った。
【0158】
（３）Ｐ波速度の測定
最終的な計測対象であるコンクリート壁は、地中に埋設され、上端面のみが地表に露出しているため、本計測では、地中に埋設されたコンクリート壁と同じ部材で形成され、同様の形状とサイズを有する、地中に埋めていないモデルコンクリート壁にて、Ｐ波速度を計測した。モデルコンクリート壁の一端に加振器１を、他端にＡＥセンサ２０を配置して、加振器１で加振を行い、ＡＥセンサ２０で弾性波を検出した。また、モデルコンクリート壁の長さは３．６４ｍである。
最終的な計測対象であるコンクリート壁は、地中に埋設され、上端面のみが地表に露出しているため、本計測では、地中に埋設されたコンクリート壁と同じ部材で形成され、同様の形状とサイズを有する、地中に埋めていないモデルコンクリート壁にて、Ｐ波速度を計測した。モデルコンクリート壁の一端に加振器１を、他端にＡＥセンサ２０を配置して、加振器１で加振を行い、ＡＥセンサ２０で弾性波を検出した。また、モデルコンクリート壁の長さは３．６４ｍである。
【0159】
図１３に示すように、ＡＥセンサ２０で、弾性波（Ｐ波）を最初に検出したのは、０．００１０３７秒（１．０３７ミリ秒）であった。また、モデルコンクリート壁の長さは３．６４ｍであることから、Ｐ波速度は、「３．６４ｍ÷１．０３７ｍｓ＝３５１０ｍ／ｓ」と算出された。
【0160】
（４）計測対象のコンクリート壁における反射したＰ波の検出
次に、地中に埋設されたコンクリート壁の上端面に、加振器１と、３つのＡＥセンサ２０、２１及び２２を、それぞれ異なる位置に配置した。また、治具１０を用いて、ＡＥセンサ２０及びＡＥセンサ２１を結ぶ方向と、ＡＥセンサ２０及びＡＥセンサ２２を結ぶ方向とが、略直交する方向となるように、各ＡＥセンサを配置した。加振器１で、コンクリート壁の上端面に加振を行い、加振により生じた弾性波を各ＡＥセンサで検出した。
次に、地中に埋設されたコンクリート壁の上端面に、加振器１と、３つのＡＥセンサ２０、２１及び２２を、それぞれ異なる位置に配置した。また、治具１０を用いて、ＡＥセンサ２０及びＡＥセンサ２１を結ぶ方向と、ＡＥセンサ２０及びＡＥセンサ２２を結ぶ方向とが、略直交する方向となるように、各ＡＥセンサを配置した。加振器１で、コンクリート壁の上端面に加振を行い、加振により生じた弾性波を各ＡＥセンサで検出した。
【0161】
図１４（ａ）に示すように、トリガー信号を起点として、加振直後は、レイリー波の振動波形が検出され、時間の経過共に、レイリー波が減衰していく波形が観察された。３つのＡＥセンサ２０、２１及び２２におけるレイリー波に該当する波形図では、各波形の位相が異なっている。
【0162】
また、振動波形図のおける１．５ミリ秒から３ミリ秒（０．００１５秒～０．００３秒）の波形図を拡大すると（図１４（ｂ）参照）、２．１１５ミリ秒から、ＡＥセンサ２０、２１及び２２で検出した３つの波形の位相が一致している様子が観察された。この内容から、加振で生じた弾性波のうち、コンクリート壁の先端で反射したＰ波が、２．１１５ミリ秒のタイミングで、ＡＥセンサ２０、２１及び２２に到達したことが分かる。よって、ターゲット領域であるコンクリート壁の先端位置から反射したＰ波に関する、ＡＥセンサへの「Ｐ波の到達時刻」は２．１１５ミリ秒であることが確認された。
【0163】
そして、「Ｐ波の到達時刻」と「Ｐ波速度」の値に基づき、コンクリート壁の上端面から先端までの深度は、「２．１１５ｍｓ×３５１０ｍ／ｓ÷２＝３．７１１ｍ」と算出された。なお、本事例で計測対象としたコンクリート壁は、モデルコンクリート壁と同じ長さであったことから、本事例では、実際のコンクリート壁の長さ（３．６４ｍ）に対して、２％程長い、コンクリート壁の長さが算出できた結果となった。
【符号の説明】
【0164】
Ａ 検査機構
１ 加振器
１Ａ 加振機構
１１ 電極付きのハンマー
１２ 打撃ベース
１２０ 設置部
１２１ 打撃部
１２２ ベース部
１３ 計測装置
２ センサ群
２０ ＡＥセンサ
２１ ＡＥセンサ
２２ ＡＥセンサ
２００ フランジ
２１０ 接着部材
３ 計測装置
４ 解析装置
５ 加振器アンプ
６ 加振器電源
７ プリアンプ
８ プリアンプ用電源
９ 検査対象物
９０ 上端面
９１ 先端位置
９００ 面
１０ 治具
１００ 嵌合孔
１０１ 連結部
１０２ 連結部
１０３ 連結部
１ 加振器
１Ａ 加振機構
１１ 電極付きのハンマー
１２ 打撃ベース
１２０ 設置部
１２１ 打撃部
１２２ ベース部
１３ 計測装置
２ センサ群
２０ ＡＥセンサ
２１ ＡＥセンサ
２２ ＡＥセンサ
２００ フランジ
２１０ 接着部材
３ 計測装置
４ 解析装置
５ 加振器アンプ
６ 加振器電源
７ プリアンプ
８ プリアンプ用電源
９ 検査対象物
９０ 上端面
９１ 先端位置
９００ 面
１０ 治具
１００ 嵌合孔
１０１ 連結部
１０２ 連結部
１０３ 連結部
【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】
