特開 2023-31042 探傷装置

(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】P2023031042

(43)【公開日】2023-03-08

(54)【発明の名称】探傷装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/90 20210101AFI20230301BHJP

【ＦＩ】

G01N27/90

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021136511

(22)【出願日】2021-08-24

(71)【出願人】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】110000936

【氏名又は名称】弁理士法人青海国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】瀬戸口 雄介

(72)【発明者】

【氏名】畠中 宏明

(72)【発明者】

【氏名】大橋 タケル

(72)【発明者】

【氏名】北村 俊也

【テーマコード（参考）】

2G053

【Ｆターム（参考）】

2G053AA11

2G053BA02

2G053BA15

2G053BC02

2G053BC14

2G053CA03

2G053CB10

2G053DA01

(57)【要約】

【課題】鋼床版のきずを舗装体側から検出する。
【解決手段】探傷装置は、励磁コイル１３２と、励磁コイル１３２に交流電流を印加し、電磁誘導により鋼床版に誘導電流を発生させる励磁部２１０と、誘導電流に基づく検出信号を検出する検出部２３０と、電磁波を送信する送信部と、送信された電磁波に基づく反射波を受信する受信部とを備える電磁波送受信部２５０と、反射波に基づき、鋼床版との間の距離を算出する距離算出部２６２と、距離算出部２６２によって算出された距離に基づく閾値と、検出信号とを比較する比較部２６４と、を備える。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

励磁コイルと、
前記励磁コイルに交流電流を印加し、電磁誘導により鋼床版に誘導電流を発生させる励磁部と、
前記誘導電流に基づく検出信号を検出する検出部と、
電磁波を送信する送信部と、送信された前記電磁波に基づく反射波を受信する受信部とを備える電磁波送受信部と、
前記反射波に基づき、前記鋼床版との間の距離を算出する距離算出部と、
前記距離算出部によって算出された前記距離に基づく閾値と、前記検出信号とを比較する比較部と、
を備える、探傷装置。

【請求項2】

前記比較部は、
前記検出信号に含まれるきず成分を、前記検出信号に含まれるリフトオフ成分の初期位相に基づいて変換し、
変換された前記きず成分と、前記閾値とを比較する、請求項１に記載の探傷装置。

【請求項3】

前記電磁波送受信部の前記送信部は、前記励磁コイルを通じて前記電磁波を送信し、
前記電磁波送受信部の前記受信部は、前記励磁コイルを通じて前記反射波を受信する、請求項１または２に記載の探傷装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、探傷装置に関する。

【背景技術】

【0002】

高速道路、橋梁等の道路は、鋼床版と、鋼床版の上面に積層された、アスファルト等の舗装体で構成される。鋼床版は、舗装体上を車両が通過することによって生じる経年疲労により、亀裂等のきずが生じる場合がある。

【0003】

そこで、鋼床版のきずを検査する技術として、超音波探傷法が利用されている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９－１４５１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、上記特許文献１に記載された超音波探傷法では、鋼床版側、つまり、道路の真下に探触子を接触させなければならない。このため、道路の下に足場等を組む必要があり、きずの検査に要するコストが莫大となるという問題があった。

【0006】

本開示は、このような課題に鑑み、鋼床版のきずを舗装体側から検出することが可能な探傷装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る探傷装置は、励磁コイルと、励磁コイルに交流電流を印加し、電磁誘導により鋼床版に誘導電流を発生させる励磁部と、誘導電流に基づく検出信号を検出する検出部と、電磁波を送信する送信部と、送信された電磁波に基づく反射波を受信する受信部とを備える電磁波送受信部と、反射波に基づき、鋼床版との間の距離を算出する距離算出部と、距離算出部によって算出された距離に基づく閾値と、検出信号とを比較する比較部と、を備える。

【0008】

また、比較部は、検出信号に含まれるきず成分を、検出信号に含まれるリフトオフ成分の初期位相に基づいて変換し、変換されたきず成分と、閾値とを比較してもよい。

【0009】

また、電磁波送受信部の送信部は、励磁コイルを通じて電磁波を送信し、電磁波送受信部の受信部は、励磁コイルを通じて反射波を受信してもよい。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、鋼床版のきずを舗装体側から検出することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、実施形態に係る探傷装置の探傷対象である道路を説明する図である。

【図2】図２は、実施形態に係る探傷装置を構成する車両を鉛直下方から見た図である。

【図3】図３は、電磁誘導探傷法を説明する第１の図である。

【図4】図４は、電磁誘導探傷法を説明する第２の図である。

【図5】図５は、実施形態に係るプローブの上面図である。

【図6】図６は、実施形態に係るプローブの第１の側面図である。

【図7】図７は、実施形態に係るプローブの第２の側面図である。

【図8】図８は、実施形態に係る探傷装置の機能ブロック図である。

【図9】図９は、プローブと鋼床版との間の距離が０であり、きずがない場合の検出信号を説明する図である。

【図10】図１０は、プローブと鋼床版との間の距離が０であり、きずがある場合の検出信号を説明する図である。

【図11】図１１は、プローブと鋼床版との間の距離が０超であり、きずがない場合の検出信号を説明する図である。

【図12】図１２は、プローブと鋼床版との間の距離が０超であり、きずがある場合の検出信号を説明する図である。

【図13】図１３は、きずがある場合の、変換後の検出信号を説明する図である。

【図14】図１４は、検定曲線を説明する図である。

【図15】図１５は、実施形態に係る探傷方法の処理の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に添付図面を参照しながら、本開示の実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0013】

図１は、本実施形態に係る探傷装置１００の探傷対象である道路１０を説明する図である。本実施形態の図１、および、後述する図２、図５～図７では、垂直に交わるＸ軸（水平方向、道路幅方向）、Ｙ軸（水平方向、道路長方向）、Ｚ軸（鉛直方向）を図示の通り定義している。

【0014】

図１に示すように、道路１０は、鋼床版２０と、舗装体３０とで構成される。鋼床版２０は、鋼製の部材で構成される床版である。鋼床版２０は、車両による鉛直下方の荷重を支持する。鋼床版２０は、デッキプレート４０と、主桁ウェブ４２と、垂直補鋼材４４と、横リブ４６と、Ｕリブ４８とを含む。

【0015】

デッキプレート４０は、略水平方向に延在する鋼板である。主桁ウェブ４２は、デッキプレート４０から鉛直下方に立設するとともに、道路１０の延在方向に延在する鋼板である。垂直補鋼材４４は、主桁ウェブ４２に設けられる鋼板である。垂直補鋼材４４は、上面がデッキプレート４０に溶接される。横リブ４６は、デッキプレート４０から鉛直下方に立設するとともに、道路１０の幅方向に延在する鋼板である。横リブ４６は、主桁ウェブ４２に接続される。Ｕリブ４８は、鉛直断面がＵ字形状の鋼板である。Ｕリブ４８は、道路１０の延在方向（道路長方向）に延在するように、デッキプレート４０に溶接される。

【0016】

舗装体３０は、デッキプレート４０上に積層される。舗装体３０は、アスファルト等で構成される。

【0017】

上記舗装体３０上を車両が通過することによって生じる経年疲労により、鋼床版２０における、デッキプレート４０とＵリブ４８との溶接部、および、デッキプレート４０と垂直補鋼材４４との溶接部等に、亀裂等のきずが生じる場合がある。亀裂は、溶接部からデッキプレート４０に向かって進展する。

【0018】

そこで、下記図２に示す探傷装置１００は、舗装体３０上から鋼床版２０におけるきずの有無を検査する。本実施形態において、探傷装置１００は、車両の通過方向（図１中、Ｙ軸方向、道路１０の延在方向、つまり、Ｕリブ４８の延在方向）に道路１０を走査しながら、きずの有無を検査する。

【0019】

［探傷装置１００］
図２は、本実施形態に係る探傷装置１００を構成する車両１１０を鉛直下方から見た図である。

【0020】

図２に示すように、探傷装置１００は、車両１１０と、アンテナ１２０と、プローブ１３０と、エンコーダ１４０と、マーキング機構１５０と、制御ユニット２００とを含む。

【0021】

車両１１０は、鋼床版２０におけるきずの有無を検査する際、舗装体３０上を走行（移動）する。車両１１０の下面１１２には、アンテナ１２０、プローブ１３０、エンコーダ１４０、マーキング機構１５０が一体的に固定される。本実施形態において、アンテナ１２０、プローブ１３０、エンコーダ１４０、および、マーキング機構１５０は、車両の走行方向の前側からこの順で設けられる。車両１１０内には、制御ユニット２００が設けられる。

【0022】

アンテナ１２０は、後述する電磁波送受信部２５０から印加された電流に基づいて電磁波を送信したり、送信された電磁波に基づく反射波を受信したりする。電磁波は、舗装体３０（例えば、アスファルト）を透過する。このため、電磁波は、鋼床版２０で反射する。アンテナ１２０は、例えば、ビバルディ型アンテナ、クアドリッチホーンアンテナ、または、ボータイアンテナである。

【0023】

プローブ１３０は、電磁誘導探傷法（ＥＭＩＴ）用のプローブである。電磁誘導探傷法は、渦電流探傷法とも呼ばれる探傷法である。

【0024】

図３は、電磁誘導探傷法を説明する第１の図である。図４は、電磁誘導探傷法を説明する第２の図である。なお、図３、図４では、励磁と検出とを同一のコイルＣで行う場合を例に挙げる。

【0025】

図３に示すように、コイルＣに交流電流が印加されると、交流磁場が発生する（励磁）。そうすると、電磁誘導により、鋼床版２０において、交流磁場を打ち消す方向に誘導電流（渦電流Ｕ）が発生する。

【0026】

図４に示すように、鋼床版２０のおけるきずがある箇所では、渦電流Ｕが、きずによって遮られる。そうすると、きずがある箇所では、きずがない箇所と比較して、渦電流Ｕに乱れが生じる。

【0027】

したがって、電磁誘導探傷法では、コイルＣを通じて取得した渦電流Ｕの変化量をインピーダンスの変化として検出することで、きずの有無を検出する。

【0028】

図５は、本実施形態に係るプローブ１３０の上面図である。図６は、本実施形態に係るプローブ１３０の第１の側面図である。図７は、本実施形態に係るプローブ１３０の第２の側面図である。

【0029】

図５～図７に示すように、プローブ１３０は、励磁コイル１３２と、検出コイル１３４とを含む。

【0030】

本実施形態において、励磁コイル１３２は、第１励磁コイル１３２ａと、第２励磁コイル１３２ｂとを含む。

【0031】

第１励磁コイル１３２ａおよび第２励磁コイル１３２ｂは、略水平方向（図５～図７中、Ｙ軸方向）に近接して並置される。第２励磁コイル１３２ｂは、第１励磁コイル１３２ａの中心軸と略平行な中心軸を有する。第２励磁コイル１３２ｂは、第１励磁コイル１３２ａと巻き方向が逆である。例えば、図５において、第１励磁コイル１３２ａの巻き方向が時計回りである場合、第２励磁コイル１３２ｂの巻き方向は、反時計回りである。第２励磁コイル１３２ｂは、第１励磁コイル１３２ａに直列に接続される。

【0032】

第１励磁コイル１３２ａおよび第２励磁コイル１３２ｂは、鋼床版２０に積層された舗装体３０の表面の直交方向（図５～図７中、Ｚ軸方向）と、中心軸とが略平行となるように、舗装体３０上に設置される。

【0033】

検出コイル１３４は、第１励磁コイル１３２ａおよび第２励磁コイル１３２ｂの中心軸の方向（図５～図７中、Ｚ軸方向）の位置を異にして、第１励磁コイル１３２ａおよび第２励磁コイル１３２ｂに重畳される。本実施形態において、検出コイル１３４は、第１励磁コイル１３２ａおよび第２励磁コイル１３２ｂの近接部分に重畳される。検出コイル１３４は、第１励磁コイル１３２ａの中心軸および第２励磁コイル１３２ｂの中心軸と略平行な中心軸を有する。

【0034】

図２に戻って説明すると、エンコーダ１４０は、プローブ１３０が移動した経路の距離を示す経路情報を取得する。エンコーダ１４０によって取得された経路情報は、制御ユニット２００に出力される。

【0035】

マーキング機構１５０は、制御ユニット２００の制御指令に応じて、舗装体３０に指標（マーク）を付す。マーキング機構１５０は、例えば、チョークと、チョークを駆動するアクチュエータとを含む。

【0036】

図８は、本実施形態に係る探傷装置１００の機能ブロック図である。図８に示すように、制御ユニット２００は、励磁部２１０と、検出部２３０と、Ａ／Ｄ変換器２４０と、電磁波送受信部２５０と、中央制御部２６０と、メモリ２７０と、表示装置２８０とを含む。

【0037】

励磁部２１０は、第１励磁コイル１３２ａおよび第２励磁コイル１３２ｂに交流電流を印加し、電磁誘導により鋼床版２０に誘導電流を発生させる。本実施形態において、励磁部２１０は、ファンクションジェネレータ２１２と、アンプ２１４とを含む。

【0038】

ファンクションジェネレータ２１２（図８中「Ｆ／Ｇ」で示す）は、所定の周波数の交流信号を発生させる。ファンクションジェネレータ２１２による交流信号は、アンプ２１４および検出部２３０に出力される。

【0039】

アンプ２１４（図８中「Ｂ／Ｐ」で示す）は、ファンクションジェネレータ２１２による交流信号を増幅し、第１励磁コイル１３２ａおよび第２励磁コイル１３２ｂに交流電流を印加する。そうすると、電磁誘導により鋼床版２０に誘導電流が発生する。上記したように、第１励磁コイル１３２ａの巻き方向と第２励磁コイル１３２ｂの巻き方向とは逆であるため、第１励磁コイル１３２ａおよび第２励磁コイル１３２ｂの近接部分では、同方向に電流が印加される。アンプ２１４は、例えば、バイポーラ電源である。

【0040】

検出部２３０は、例えば、ロックインアンプ（図８中「Ｌ／Ｉ」で示す）で構成される。検出部２３０は、ファンクションジェネレータ２１２から出力された交流信号（リファレンス信号）に基づき、検出コイル１３４によって検出された交流電圧から、第１励磁コイル１３２ａおよび第２励磁コイル１３２ｂに印加した電流の周波数成分（誘導電流に基づく検出信号）を抽出する。

【0041】

Ａ／Ｄ変換器２４０（図８中「Ａ／Ｄ」で示す）は、検出部２３０の出力値（アナログ信号）をデジタル信号に変換する。

【0042】

電磁波送受信部２５０は、例えば、周波数解析装置（図８中「Ｎ／Ａ」で示す）で構成される。電磁波送受信部２５０は、アンテナ１２０に電流を印加し、アンテナ１２０を通じて、舗装体３０の表面に電磁波を送信する送信部として機能する。また、電磁波送受信部２５０は、アンテナ１２０を通じて、鋼床版２０において反射された反射波（反射電磁波）を受信する受信部として機能する。そして、電磁波送受信部２５０は、反射波に基づく信号を解析し、反射波の周波数成分（スペクトル）を算出する。

【0043】

中央制御部２６０は、ＣＰＵ（中央処理装置）を含む半導体集積回路で構成される。中央制御部２６０は、ＲＯＭからＣＰＵを動作させるためのプログラムやパラメータ等を読み出す。中央制御部２６０は、ワークエリアとしてのＲＡＭや他の電子回路と協働して探傷装置１００全体を管理および制御する。

【0044】

メモリ２７０は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ等で構成される。メモリ２７０は、中央制御部２６０に用いられるプログラムや各種データを記憶する。本実施形態において、メモリ２７０は、後述する検定曲線を記憶する。

【0045】

表示装置２８０は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等で構成される。

【0046】

本実施形態において、中央制御部２６０は、距離算出部２６２と、比較部２６４、信号保存部２６６として機能する。

【0047】

距離算出部２６２は、電磁波送受信部２５０によって算出されたスペクトルにおけるピークの時間に基づき、プローブ１３０と鋼床版２０との間の距離を算出する。

【0048】

比較部２６４は、まず、検出部２３０によって得られた検出信号からリフトオフ信号を取り除く。リフトオフ信号は、プローブ１３０と鋼床版２０との間の距離に基づくノイズである。

【0049】

具体的に説明すると、検出部２３０によって得られる、誘導電流に基づく検出信号は、きずに基づくきず信号（交流磁場変化）Ｓ_Ｆと、プローブ１３０と鋼床版２０との間の距離に基づくリフトオフ信号Ｓ_Ｌとを含む。

【0050】

きず信号Ｓ_Ｆは、下記式（１）で示される。リフトオフ信号Ｓ_Ｌは下記式（２）で示される。
Ｓ_Ｆ＝Ａ_Ｆｅｘｐ（ｉωｔ） …式（１）
Ｓ_Ｌ＝Ａ_Ｌｅｘｐ（ｉφ） …式（２）
上記式（１）において、Ａ_Ｆは、きず信号の振幅を示す。ｉは、複素定数を示す。ωは、周波数を示す。ｔは、時間を示す。
上記式（２）において、Ａ_Ｌは、リフトオフ信号の振幅を示す。ｉは、複素定数を示す。φは、初期位相を示す。

【0051】

探傷装置１００によって道路１０を走査（車両１１０が道路１０を移動）する際に、車両１１０を構成する１または複数の車輪１１４が、舗装体３０に生じた轍等の凹部に嵌ったり、舗装体３０に生じた凸部に乗り上げたりして、車両１１０の下面１１２と舗装体３０の表面との間の距離、すなわち、プローブ１３０と舗装体３０の表面と間の距離が変動する場合がある。この場合、仮に、舗装体３０の厚みが一定であったとしても、舗装体３０の表面とプローブ１３０との間の距離が変動し、プローブ１３０と鋼床版２０との間の距離が変動する。また、車両の走行によって舗装体３０が削れたり、舗装体３０の補修によって舗装体３０の厚みが増加したりして、舗装体３０の厚みが変動すると、仮に、舗装体３０の表面とプローブ１３０との間の距離が一定であったとしても、プローブ１３０と鋼床版２０との間の距離が変動する。

【0052】

きず信号Ｓ_Ｆは、リフトオフ信号Ｓ_Ｌと異なる位相で検出されるが、プローブ１３０と鋼床版２０との間の距離が大きくなるに従い、きず信号の振幅Ａ_Ｆが低下し、検出信号からきず信号Ｓ_Ｆを識別することができなくなってしまう。

【0053】

図９は、プローブ１３０と鋼床版２０との間の距離が０であり、きずがない場合の検出信号を説明する図である。図１０は、プローブ１３０と鋼床版２０との間の距離が０であり、きずがある場合の検出信号を説明する図である。図１１は、プローブ１３０と鋼床版２０との間の距離が０超であり、きずがない場合の検出信号を説明する図である。図１２は、プローブ１３０と鋼床版２０との間の距離が０超であり、きずがある場合の検出信号を説明する図である。

【0054】

探傷装置１００において、リフトオフ信号Ｓ_Ｌが最小であるときに、リサージュ波形の基準点が原点（０，０）となるように調整（原点補正）が行われる。そして、原点補正を行った後に、探傷装置１００を用いて探傷が行われる。したがって、図９、図１０に示すように、プローブ１３０と鋼床版２０との間の距離が０（ゼロ）である場合、リサージュ波形の基準点は、原点（０，０）となる。リサージュ波形は、励磁電圧を基準とした、検出信号のｓｉｎ成分（振幅、図９～図１２中、縦軸）およびｃｏｓ成分（位相、図９～図１２中、横軸）の変動を示す。つまり、プローブ１３０と鋼床版２０との間の距離が０である場合、リサージュ波形において、原点を基準点として、検出信号のｓｉｎ成分およびｃｏｓ成分が変動する。

【0055】

図９に示すように、きずがない場合、検出信号のｓｉｎ成分およびｃｏｓ成分の変動幅は、概ねゼロである。また、図１０に示すように、きずがある場合、検出信号のｓｉｎ成分およびｃｏｓ成分の変動幅は、きずがない場合と比較して大きくなる。

【0056】

一方、図１１、図１２に示すように、プローブ１３０と鋼床版２０との間の距離が０超である場合、リサージュ波形の基準点は、原点ではない点となる。例えば、図１１、図１２に示す場合において、基準点は、（２．０，１．０）となる。

【0057】

また、プローブ１３０と鋼床版２０との間の距離が大きくなるほど、検出信号のｓｉｎ成分およびｃｏｓ成分の変動の基準点は、原点（０，０）から離隔していく。例えば、図９～図１２に示す例では、プローブ１３０と鋼床版２０との間の距離が大きくなるほど、基準点は、原点から右上方向（リフトオフ信号Ｓ_Ｌと同位相）に離隔する。

【0058】

なお、プローブ１３０と鋼床版２０との間の距離に拘わらず、図１１に示すように、きずがない場合、検出信号のｓｉｎ成分およびｃｏｓ成分の変動幅は、概ねゼロである。また、図１２に示すように、きずがある場合、検出信号のｓｉｎ成分およびｃｏｓ成分の変動幅は、きずがない場合と比較して大きくなる。

【0059】

きずの評価は、検出信号のｓｉｎ成分の変動幅に基づいて行われる。ここで、検出信号にリフトオフ信号Ｓ_Ｌが含まれると、きず信号Ｓ_Fのｓｉｎ成分の変動幅が不明瞭となってしまう。

【0060】

そこで、比較部２６４は、検出信号に含まれるきず信号Ｓ_Ｆ（きず成分）を、検出信号に含まれるリフトオフ信号Ｓ_Ｌ（リフトオフ成分）の初期位相φに基づいて変換する。

【0061】

上記したように、きず信号Ｓ_Ｆとリフトオフ信号Ｓ_Ｌとは、異なる現象に基づくものである。このため、きず信号Ｓ_Ｆとリフトオフ信号Ｓ_Ｌとは、位相が異なる（上記式（１）の「ωｔ」と、上記式（２）の「φ」）。

【0062】

そこで、本実施形態において、比較部２６４は、リフトオフ信号Ｓ_Ｌの位相角が０となるように、検出信号を変換する。そうすると、変換後のリフトオフ信号Ｓ_Ｌ´のｓｉｎ成分は０となる。また、変換後のきず信号Ｓ_Ｆ´は、下記式（３）で表すことができる。
Ｓ_Ｆ´＝Ａ_Ｆｅｘｐ｛ｉ（ωｔ－φ）｝ …式（３）

【0063】

図１３は、きずがある場合の、変換後の検出信号を説明する図である。変換後の検出信号では、リフトオフ信号Ｓ_Ｌ´のｓｉｎ成分が０となり、図１３に示すように、きず信号Ｓ_Ｆ´のｓｉｎ成分がＡ_Ｆｓｉｎ（ωｔ－φ）となる。このため、きず信号Ｓ_Ｆ´のｓｉｎ成分の変動幅を明瞭に識別することができ、高精度にきずを評価することができる。つまり、変換後の検出信号の信号強度Ｓｃを算出することで、高精度にきずを評価することが可能となる。なお、変換後の検出信号の信号強度Ｓｃは、リサージュ波形における縦軸（ｓｉｎ成分）の最小値（マイナスのピーク）から最大値（プラスのピーク）までの値（２×Ａ_Ｆｓｉｎ（ωｔ－φ））である。

【0064】

そして、比較部２６４は、メモリ２７０に記憶された検定曲線を参照し、距離算出部２６２によって算出された、プローブ１３０と鋼床版２０との間の距離から閾値を決定する。

【0065】

図１４は、検定曲線３００を説明する図である。図１４に示すように、検定曲線３００は、きずと判定される信号強度Ｓｃと、プローブ１３０と鋼床版２０との間の距離（リフトオフ）［ｍｍ］とが関連付けられた曲線である。検定曲線３００は、所定のきずが形成された試験片を、探傷装置１００によって探傷することで予め作成される。図１４に示すように、検定曲線３００では、プローブ１３０と鋼床版２０との間の距離が大きくなるほど、信号強度Ｓｃが小さくなる。

【0066】

比較部２６４は、検定曲線３００を参照し、距離算出部２６２によって算出された、プローブ１３０と鋼床版２０との間の距離から閾値を決定する。例えば、プローブ１３０と鋼床版２０との間の距離が８０ｍｍである場合、閾値は、０．３６に決定される。また、プローブ１３０と鋼床版２０との間の距離が５０ｍｍである場合、閾値は、１７．３に決定される。

【0067】

そして、比較部２６４は、決定した閾値と、変換後の信号強度Ｓｃ（変換後のきず成分のｓｉｎ成分）とを比較する。その結果、信号強度Ｓｃが閾値以上であると判定した場合、比較部２６４は、きずがあると判定する。そして、比較部２６４は、マーキング機構１５０を駆動して、舗装体３０にマークを付す。

【0068】

一方、信号強度Ｓｃが閾値未満であると判定した場合、比較部２６４は、きずがないと判定する。

【0069】

信号保存部２６６は、検出信号、および、プローブ１３０と鋼床版２０との間の距離を、エンコーダ１４０によって取得された経路情報に関連付けて、メモリ２７０に記憶する。

【0070】

［探傷方法］
続いて、上記探傷装置１００を用いた、道路１０を探傷する探傷方法について説明する。図１５は、本実施形態に係る探傷方法の処理の流れを示すフローチャートである。図１５に示すように、本実施形態に係る探傷方法は、終了判定工程Ｓ１１０、信号取得工程Ｓ１２０、信号変換工程Ｓ１３０、距離算出工程Ｓ１４０、閾値決定工程Ｓ１５０、比較工程Ｓ１６０、マーク工程Ｓ１７０、保存工程Ｓ１８０、移動工程Ｓ１９０を含む。以下、各工程について説明する。

【0071】

［終了判定工程Ｓ１１０］
中央制御部２６０は、所定の探傷範囲の走査が終了したか否かを判定する。その結果、探傷範囲の走査が終了していないと判定した場合（Ｓ１１０におけるＮＯ）、中央制御部２６０は、信号取得工程Ｓ１２０に処理を移す。一方、探傷範囲の走査が終了したと判定した場合（Ｓ１１０におけるＹＥＳ）、中央制御部２６０は、当該探傷方法を終了する。

【0072】

［信号取得工程Ｓ１２０］
励磁部２１０は、第１励磁コイル１３２ａおよび第２励磁コイル１３２ｂに交流電流を印加する。検出部２３０は、検出コイル１３４を通じて検出信号を取得し、Ａ／Ｄ変換器２４０は、検出信号をデジタル信号に変換する。

【0073】

電磁波送受信部２５０は、アンテナ１２０に電流を印加し、アンテナ１２０を通じて、舗装体３０の表面に電磁波を送信する。そして、電磁波送受信部２５０は、アンテナ１２０を通じて、鋼床版２０において反射された反射波を受信する。電磁波送受信部２５０は、反射波に基づく信号を解析し、スペクトルを算出する。

【0074】

また、エンコーダ１４０は、経路情報を取得し、制御ユニット２００に出力する。

【0075】

［信号変換工程Ｓ１３０］
比較部２６４は、信号取得工程Ｓ１２０において取得された検出信号に含まれるきず信号Ｓ_Ｆを、検出信号に含まれるリフトオフ信号Ｓ_Ｌの初期位相φに基づいて変換する。

【0076】

［距離算出工程Ｓ１４０］
距離算出部２６２は、信号取得工程Ｓ１２０において取得されたスペクトルに基づき、プローブ１３０と鋼床版２０との間の距離を算出する。

【0077】

［閾値決定工程Ｓ１５０］
比較部２６４は、メモリ２７０に記憶された検定曲線３００を参照し、距離算出工程Ｓ１４０において算出された、プローブ１３０と鋼床版２０との間の距離から閾値を決定する。

【0078】

［比較工程Ｓ１６０］
比較部２６４は、信号変換工程Ｓ１３０において変換された検出信号の信号強度Ｓｃが、閾値決定工程Ｓ１５０において決定された閾値以上であるか否かを判定する。その結果、信号強度Ｓｃが閾値以上であると判定した場合（Ｓ１６０におけるＹＥＳ）、比較部２６４は、マーク工程Ｓ１７０に処理を移す。一方、信号強度Ｓｃが閾値以上ではない（Ｓ１６０におけるＮＯ）、つまり、信号強度Ｓｃが閾値未満であると判定した場合、比較部２６４は、保存工程Ｓ１８０に処理を移す。

【0079】

［マーク工程Ｓ１７０］
比較部２６４は、マーキング機構１５０を駆動して、舗装体３０にマークを付す。

【0080】

［保存工程Ｓ１８０］
信号保存部２６６は、検出信号、および、プローブ１３０と鋼床版２０との間の距離を、エンコーダ１４０によって取得された経路情報に関連付けて、メモリ２７０に記憶する。

【0081】

［移動工程Ｓ１９０］
探傷装置１００を構成する車両１１０は、今回、信号取得工程Ｓ１２０を実行した第１位置から第２位置へ、所定時間以内に移動する。第２位置は、車両１１０の移動方向（図２中、Ｙ軸方向）の位置が、第１位置とは異なる位置である。

【0082】

以上説明したように、本実施形態に係る探傷装置１００は、アンテナ１２０、プローブ１３０、および、制御ユニット２００を備える。したがって、本実施形態に係る探傷装置１００は、鋼床版２０のきずを舗装体３０側から検出することが可能となる。

【0083】

また、上記したように、比較部２６４は、検出信号に含まれるきず成分を、検出信号に含まれるリフトオフ成分の初期位相に基づいて変換する。これにより、比較部２６４は、検出信号からきず成分（きずに起因する信号）を選択的に抽出することが可能となる。

【0084】

また、上記したように、比較部２６４は、プローブ１３０と鋼床版２０との間の距離に基づく閾値と、信号強度Ｓｃとを比較する。これにより、比較部２６４は、きずを高精度に検出することができる。

【0085】

また、上記したように、本実施形態に係る探傷装置１００は、マーキング機構１５０を備える。これにより、ユーザに、きずの位置を視覚的に把握させることが可能となる。

【0086】

また、上記したように、探傷装置１００を用いた探傷方法は、終了判定工程Ｓ１１０から移動工程Ｓ１９０までを繰り返す。つまり、探傷装置１００は、車両１１０の走行に応じて、時分割で、きずの有無を検出する。これにより、探傷装置１００は、車両１１０が走行した、道路１０上の領域すべてを網羅的に探傷することができる。

【0087】

以上、添付図面を参照しながら実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

【0088】

例えば、上述した実施形態において、励磁コイル１３２が、第１励磁コイル１３２ａおよび第２励磁コイル１３２ｂを備える場合を例に挙げた。しかし、プローブ１３０が備える励磁コイル１３２の数に限定はない。例えば、プローブ１３０は、１の励磁コイル１３２を備えていてもよいし、３以上の励磁コイル１３２を備えてもよい。同様に、プローブ１３０は、複数の検出コイル１３４を備えてもよい。また、プローブ１３０は、検出コイル１３４に代えて、磁気センサを備えてもよい。

【0089】

また、上記実施形態において、比較部２６４が、検出信号に含まれるきず成分を、検出信号に含まれるリフトオフ成分の初期位相に基づいて変換する場合を例に挙げた。しかし、比較部２６４が、検出信号に含まれるきず成分を、検出信号に含まれるリフトオフ成分の初期位相に基づいて変換せずともよい。この場合、比較部２６４は、検出部２３０によって得られた検出信号と、閾値とを比較する。

【0090】

また、上記実施形態において、探傷装置１００がアンテナ１２０を備える場合を例に挙げた。しかし、探傷装置１００は、アンテナ１２０を備えずともよい。この場合、電磁波送受信部２５０は、アンテナ１２０に代えて、励磁コイル１３２を送信部および受信部として機能させてもよい。なお、この際、励磁部２１０が印加する交流電流の周波数と、電磁波送受信部２５０が印加する交流電流の周波数とを異ならせるとよい。これにより、探傷装置１００は、鋼床版２０との間の距離を算出するための専用のアンテナ１２０を省略することができる。

【0091】

また、上記実施形態において、制御ユニット２００が、車両１１０に設けられる場合を例に挙げた。しかし、制御ユニット２００は、車両１１０と離隔した場所に設けられていてもよい。

【0092】

本開示は、例えば、持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標１２「持続可能な消費と生産のパターンを確保する」に貢献することができる。

【符号の説明】

【0093】

１００ 探傷装置
１３２ 励磁コイル
２０ 鋼床版
２１０ 励磁部
２３０ 検出部
２５０ 電磁波送受信部
２６２ 距離算出部
２６４ 比較部

【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】

【図15】