特許 7489041 部材検査方法及び部材検査システム

(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】

(24)【登録日】2024-05-15

(45)【発行日】2024-05-23

(54)【発明の名称】部材検査方法及び部材検査システム

(51)【国際特許分類】

   G01N 29/07 20060101AFI20240516BHJP

【ＦＩ】

G01N29/07

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020136451

(22)【出願日】2020-08-12

(65)【公開番号】P2022032568

(43)【公開日】2022-02-25

【審査請求日】2023-02-17

(73)【特許権者】

【識別番号】504132272

【氏名又は名称】国立大学法人京都大学

(73)【特許権者】

【識別番号】515326321

【氏名又は名称】株式会社ＣＯＲＥ技術研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100121603

【弁理士】

【氏名又は名称】永田 元昭

(74)【代理人】

【識別番号】100141656

【弁理士】

【氏名又は名称】大田 英司

(74)【代理人】

【識別番号】100182888

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 弘

(74)【代理人】

【識別番号】100196357

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 吉章

(74)【代理人】

【識別番号】100067747

【弁理士】

【氏名又は名称】永田 良昭

(72)【発明者】

【氏名】塩谷 智基

(72)【発明者】

【氏名】橋本 勝文

(72)【発明者】

【氏名】小椋 紀彦

【審査官】村田 顕一郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－１８５６４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１５５６６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０９９１１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５６－１２１１５９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】国際公開第２０１８／０５１５３４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】桃木 昌平，ＡＥトモグラフィによるＡＥ源位置標定の精度向上，非破壊検査，2015年06月01日，第64巻 第6号，262-266

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２９／００－２９／５２

Ｇ０１Ｈ １／００－１７／００

Ｇ０１Ｍ １／００－９９／００

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

Ｓｃｏｐｕｓ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

評価対象である部材において、入力部に入力された弾性波が、前記弾性波を受信する受信部に到達する実測到達時間と、シミュレーションにより算出した仮想到達時間とを比較し、前記部材における欠陥部位の位置を判定する部材検査方法であって、
前記部材に対応する仮想部材において、前記欠陥部位を有する領域を仮想的に設定するとともに、前記入力部に対応する仮想入力部に入力した弾性波が前記受信部に対応する仮想受信部に到達する前記仮想到達時間をシミュレーション演算するシミュレーション工程と、
前記実測到達時間と前記仮想到達時間とを比較して、前記部材における前記欠陥部位の位置を判定する比較判定工程とで構成され、
前記シミュレーション工程において、
前記仮想部材を仮想領域に分割し、
分割されたそれぞれ前記仮想領域に、欠陥部位を有さない正常領域、又は、欠陥部位を有する欠陥領域を割り当てて割当パターンを生成し、
前記仮想入力部から前記仮想受信部まで前記弾性波が伝搬する経路を探索するとともに、前記経路における前記正常領域の距離を正常距離として算出し、前記経路における前記欠陥領域の距離を欠陥距離として算出し、
生成可能な前記割当パターンの数に応じて、前記正常距離及び前記欠陥距離と、前記正常領域及び前記欠陥領域における前記弾性波の伝搬速度とに基づいて前記仮想到達時間を算出し、
前記受信部を、前記入力部を包囲するように前記部材に複数配置するとともに、
前記仮想受信部を、前記仮想入力部を包囲するように前記仮想部材に複数設定する
部材検査方法。

【請求項2】

前記割当パターンを、無作為に設定する
請求項１に記載の部材検査方法。

【請求項3】

前記シミュレーション工程において、前記正常領域及び前記欠陥領域における前記弾性波の伝搬速度を設定する
請求項１又は請求項２に記載の部材検査方法。

【請求項4】

前記比較判定工程は、
複数配置された前記受信部のそれぞれに対応する実測到達時間と、前記仮想受信部のそれぞれに対応する仮想到達時間とを比較して、前記部材における前記欠陥部位の位置を評価する
請求項３に記載の部材検査方法。

【請求項5】

前記仮想到達時間が前記実測到達時間の許容範囲内と判定された複数の割当パターンにおいて、前記正常領域又は前記欠陥領域が重複する割合によって評価する
請求項１乃至請求項４のうちのいずれかに記載の部材検査方法。

【請求項6】

前記仮想領域を前記正常領域及び前記欠陥領域が割り当てられた割当パターンに基づいて存在確率を算定する
請求項４又は請求項５に記載の部材検査方法。

【請求項7】

前記シミュレーション工程と前記比較判定工程とを繰り返し行う構成とし、
前記比較判定工程後に、前記比較判定工程で前記正常領域と判定された前記仮想領域を正常領域として確定し、
前記シミュレーション工程において、
前記欠陥領域と判定された前記仮想領域を再分割し、分割された前記仮想領域を、欠陥部位を有さない正常領域、又は、欠陥部位を有する欠陥領域に再度割り当てる
請求項１乃至請求項６のうちのいずれかに記載の部材検査方法。

【請求項8】

前記部材において、前記入力部に弾性波を入力し、前記入力部に入力された前記弾性波が前記受信部に到達する実測到達時間を計測する実測工程を行う
請求項１乃至請求項７のうちのいずれかに記載の部材検査方法。

【請求項9】

前記部材が、多相材料で構成された
請求項１乃至請求項８のうちのいずれかに記載の部材検査方法。

【請求項10】

評価対象である部材において、入力部に入力された弾性波が、前記弾性波を受信する受信部に到達する実測到達時間と、シミュレーションにより算出した仮想到達時間とを比較し、前記部材における欠陥部位の位置を判定する部材検査システムであって、
前記部材に対応する仮想部材において、前記欠陥部位を有する領域を仮想的に設定するとともに、前記入力部に対応する仮想入力部に入力した弾性波が前記受信部に対応する仮想受信部に到達する前記仮想到達時間をシミュレーション演算するとともに、前記実測到達時間と前記仮想到達時間とを比較して、前記部材における前記欠陥部位の位置を判定する制御部を備え、
前記制御部は、
前記仮想部材を仮想領域に分割するとともに、分割されたそれぞれ前記仮想領域に、欠陥部位を有さない正常領域、又は、欠陥部位を有する欠陥領域を割り当てて割当パターンを生成し、
前記仮想入力部から前記仮想受信部まで前記弾性波が伝搬する経路を探索するとともに、前記経路における前記正常領域の距離を正常距離として算出し、前記経路における前記欠陥領域の距離を欠陥距離として算出し、
生成可能な前記割当パターンの数に応じて、前記正常距離及び前記欠陥距離と、前記正常領域及び前記欠陥領域における前記弾性波の伝搬速度とに基づいて前記仮想到達時間を算出し、
前記受信部を、前記入力部を包囲するように前記部材に複数配置するとともに、
前記仮想受信部を、前記仮想入力部を包囲するように前記仮想部材に複数設定する
部材検査システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、例えば、コンクリートなどの部材における欠陥部位の位置を判定する部材検査方法及び部材検査システムに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、コンクリート製の橋脚、梁、あるいはカルバートなどのコンクリート部材、シールドトンネルなど、鋼製部材とコンクリート部材との合成部材、さらには鋼製橋梁における鋼製部材などの部材では、繰り返される外力の作用による損傷が問題となっている。

【0003】

このような部材の維持管理を目的として、従来から非破壊・診断技術による内部品質評価が行われている。その一例として、弾性波を利用してコンクリート構造物の厚さや、内部の亀裂、劣化などを非破壊診断する方法が特許文献１に提案されている。

【0004】

この特許文献１に開示されている方法では、打撃手段によってコンクリート構造物に打撃を与えて弾性波と表面波を同時に発生させ、時間差で到来した表面波と弾性波の反射波をセンサーで受信する。そして、受信した測定データを表面波デジタル加速度と反射波デジタル加速度に分離して算出した時間軸上の相互相関係数を用いて、コンクリート構造物の内部における欠陥の大きさを指標化できるとされている。

【0005】

しかしながら、特許文献１に開示されている方法は、測定データに基づいて複雑な解析を行なう必要であるため、解析プロセスが複雑であり、演算処理にかかる負担が大きくなるといった問題があった。また、内部に空隙などの欠陥部位があった場合に、欠陥部位での反射波の挙動が不明確であり、欠陥部位の位置を判定するのが困難であるといった問題もあった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００２－２９６２５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

この発明は、上述の問題に鑑み、演算処理の負担を軽減できるとともに、部材における欠陥の有無を判定することができる部材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】

【0008】

この発明は、評価対象である部材において、入力部に入力された弾性波が、前記弾性波を受信する受信部に到達する実測到達時間と、シミュレーションにより算出した仮想到達時間とを比較し、前記部材における欠陥部位の位置を判定する部材検査方法であって、前記部材に対応する仮想部材において、前記欠陥部位を有する領域を仮想的に設定するとともに、前記入力部に対応する仮想入力部に入力した弾性波が前記受信部に対応する仮想受信部に到達する前記仮想到達時間をシミュレーション演算するシミュレーション工程と、前記実測到達時間と前記仮想到達時間とを比較して、前記部材における前記欠陥部位の位置を判定する比較判定工程とで構成され、前記シミュレーション工程において、前記仮想部材を仮想領域に分割し、分割されたそれぞれ前記仮想領域に、欠陥部位を有さない正常領域、又は、欠陥部位を有する欠陥領域を割り当てて割当パターンを生成し、前記仮想入力部から前記仮想受信部まで前記弾性波が伝搬する経路を探索するとともに、前記経路における前記正常領域の距離を正常距離として算出し、前記経路における前記欠陥領域の距離を欠陥距離として算出し、生成可能な前記割当パターンの数に応じて、前記正常距離及び前記欠陥距離と、前記正常領域及び前記欠陥領域における前記弾性波の伝搬速度とに基づいて前記仮想到達時間を算出し、前記受信部を、前記入力部を包囲するように前記部材に複数配置するとともに、前記仮想受信部を、前記仮想入力部を包囲するように前記仮想部材に複数設定することを特徴とする。

【0009】

またこの発明は、評価対象である部材において、入力部に入力された弾性波が、前記弾性波を受信する受信部に到達する実測到達時間と、シミュレーションにより算出した仮想到達時間とを比較し、前記部材における欠陥部位の位置を判定する部材検査システムであって、前記部材に対応する仮想部材において、前記欠陥部位を有する領域を仮想的に設定するとともに、前記入力部に対応する仮想入力部に入力した弾性波が前記受信部に対応する仮想受信部に到達する前記仮想到達時間をシミュレーション演算するとともに、前記実測到達時間と前記仮想到達時間とを比較して、前記部材における前記欠陥部位の位置を判定する制御部を備え、前記制御部は、前記仮想部材を仮想領域に分割するとともに、分割されたそれぞれ前記仮想領域に、欠陥部位を有さない正常領域、又は、欠陥部位を有する欠陥領域を割り当てて割当パターンを生成し、前記仮想入力部から前記仮想受信部まで前記弾性波が伝搬する経路を探索するとともに、前記経路における前記正常領域の距離を正常距離として算出し、前記経路における前記欠陥領域の距離を欠陥距離として算出し、生成可能な前記割当パターンの数に応じて、前記正常距離及び前記欠陥距離と、前記正常領域及び前記欠陥領域における前記弾性波の伝搬速度とに基づいて前記仮想到達時間を算出し、前記受信部を、前記入力部を包囲するように前記部材に複数配置するとともに、前記仮想受信部を、前記仮想入力部を包囲するように前記仮想部材に複数設定することを特徴とする。

【0010】

前記部材は、コンクリートなどの多相材料や金属などの単一構成材料、コンクリートと金属との合成部材などを含む。
前記欠陥部位は、部材の内部に形成されたひび割れなどの亀裂や空隙、例えば施工不良などにより密実でない粗な状態などをさす。

【0011】

上述の前記仮想部材を仮想領域に分割しとは、仮想部材を均等な大きさで分割する場合や、不均等な大きさで分割する場合を含む。また、分割された仮想領域の大きさや分割する仮想部材の範囲を指定して分割する場合や、分割された仮想領域の大きさや分割する範囲を無作為に決定して分割する場合を含む。

【0012】

上述の欠陥部位を有さない正常領域、又は、欠陥部位を有する欠陥領域を割り当てて割当パターンを生成しとは、生成可能なすべての割当パターンを生成する場合や、生成可能なすべての割当パターンの一部のみを生成する場合を含む。

【0013】

また、生成可能なすべての割当パターンの一部のみを生成する場合、モンテカルロ法などを用いて、仮想領域に正常領域又は欠陥領域を無作為に割り当てて生成してもよいし、人為的に正常領域又は欠陥領域を割り当てて割当パターンを生成してもよい。さらには、特定の仮想領域に正常領域又は欠陥領域を人為的に割り当て、その他の仮想領域に正常領域又は欠陥領域をランダムに割り当てて割当パターンを生成してもよい。

【0014】

上述の前記パターン数に応じてとは、割り当てたすべての割当パターンに対して前記仮想到達時間を算出する場合の他、割当パターンの一部に対して前記仮想到達時間を算出する場合を含む。なお、割当パターンの一部に対して前記仮想到達時間を算出する場合、割当パターンをランダムに抽出してもよい。

【0015】

上述の前記弾性波の伝搬速度は、正常領域及び欠陥領域のそれぞれに対して所定の値や範囲を入力する構成としてもよいし、正常領域及び欠陥領域のそれぞれに対してあらかじめ既定値が設定された構成、既定値が設定された状態で所定の値や範囲を入力できる構成としてもよい。

【0016】

この発明により、演算処理の負担を軽減するとともに、部材における欠陥の有無を判定することができる。
詳述すると、評価対象である部材に対応する仮想部材を分割した仮想領域に正常領域及び欠陥領域を割り当てた割当パターンを複数生成し、割当パターンに応じて算出された仮想到達時間を実測到達時間と比較することで、実測到達時間の誤差の許容範囲内である仮想到達時間を判定することができる。

【0017】

このように実測到達時間の誤差の許容範囲内であると判定された仮想到達時間は、実測到達時間が計測された部材の構成と大差がないと考えられるため、仮想到達時間に対応する正常領域及び欠陥領域の領域を特定することで、部材における欠陥部位の位置を判定することができる。

【0018】

また、欠陥部位の判定方法として従来から行われている方法では、一般的に、仮想部材の全てが正常領域又は欠陥領域と設定した上で、設定された条件に基づいて仮想到達時間を算出し、算出された仮想到達時間と実測到達時間とを比較して差分を算出する。そして、その差分を収束するように設定条件を変更して再度仮想到達時間を算出し、算出された仮想到達時間と実測到達時間とを比較して差分を算出する。このように算出される差分が許容範囲内に収束するまで、設定条件を変更して再度仮想到達時間の算出工程と、算出された仮想到達時間と実測到達時間とを比較する工程とを繰り返し行っていた（逆問題解析）。

【0019】

これに対して本願発明では、仮想領域に正常領域又は欠陥領域を割り当てた割当パターンの数に応じて仮想到達時間を算出し、算出されたこの仮想到達時間と実測到達時間とを比較して、実測到達時間の誤差の許容範囲内である仮想到達時間を解として求める方法（順問題解析）である。すなわち、設定条件を変更して再度仮想到達時間を算出する算出工程と、算出された仮想到達時間と実測到達時間とを比較する工程を差分が収束するまで繰り返す必要がなく、欠陥部位の位置の判定に要する演算処理の負担を軽減できる。

【0020】

さらにまた、従来のように、設定条件を変更しながら仮想到達時間と実測到達時間との比較を繰り返し、実測到達時間との差分が収束するまで仮想到達時間を求める方法では、複数の欠陥部位が存在する場合に、その欠陥部位の中間部分も欠陥しているように評価されることがあった。すなわち、複数の欠陥部位の中間部分を含めて一つの欠陥部位として判定されることがあった。

【0021】

これに対して、本願発明では、複数の仮想領域に欠陥領域を配置させた割当パターンに基づいて算出された仮想到達時間を、実測到達時間と比較判定することができる。そして、この仮想到達時間が実測到達時間の許容範囲内であると判定された場合に、部材が複数の欠陥部位を有すると評価できるとともに、割当パターンに基づいてその複数の欠陥部位の位置を判定することができる。

【0022】

また、前記受信部が、前記部材に複数配置されているため、複数の受信部に対応する仮想受信部ごとに仮想到達時間を算出し、それぞれの受信部における実測到達時間と対応する仮想到達時間とを比較することができるため、より正確に欠陥部位の位置を判定することができる。

【0023】

この発明の態様として、前記割当パターンを、無作為に設定してもよい。
上述の無作為に設定とは、例えば、モンテカルロ法のように乱数を用いて、前記仮想領域に前記正常領域又は前記欠陥領域を割り当てた所定の数の割当パターンをランダムに生成する又は複数生成された割当パターンの中から所定の数の割当パターンをランダムに抽出することをさす。

【0024】

すなわち、仮想領域に正常領域又は欠陥領域をランダムに割り当てた割当パターンを所定の数だけ生成する場合や、前記仮想領域に前記正常領域又は前記欠陥領域を割り当てたすべての割当パターンの中から所定の数の割当パターンを無作為に抽出する場合を含む。

【0025】

この発明によると、割当パターンを無作為に選択することで、割当パターンにおける仮想到達時間と実測到達時間とを順に比較判定する場合と比べて、より早く実測到達時間の許容範囲内である正当することができる。

【0026】

また、仮想領域に対して正常領域又は欠陥領域を割り当てるすべての割当パターンに対して仮想到達時間を算出するのではなく、無作為に設定された所定の数の割当パターンに基づいて仮想到達時間を算出し、算出された仮想到達時間と実測到達時間と比較することで部材において欠陥部位が存在する位置の傾向を判定することができる。すなわち、仮想到達時間を算出するための割当パターンの数を減らしながら、欠陥部位が存在する位置の傾向を判定することができるため、欠陥部位の位置を判定するための演算処理の負担をより軽減できる。

【0027】

またこの発明の態様として、前記シミュレーション工程において、前記正常領域及び前記欠陥領域における前記弾性波の伝搬速度を設定してもよい。
上述の伝搬速度を設定とは、仮想部材を伝搬する弾性波の伝搬速度の範囲を設定する場合や、正常領域又は欠落領域における弾性波の伝搬速度を所定の値に設定する場合などを含む。

【0028】

この発明により、評価対象である部材の材質や材料の配合などに基づいて弾性波の伝搬速度を設定することができる。すなわち、部材に合わせてあらかじめ仮想到達時間を算出するための条件の一部を設定することができるため、演算処理にかかる負担をより軽減できるとともに、欠陥部位の位置を判定することができる。

【0029】

また、正常領域又は欠落領域における弾性波の伝搬速度を所定の値に設定する場合には、仮想到達時間を算出する際に弾性波の伝搬速度を変更する演算を行う必要がないため、仮想到達時間を算出するための演算処理の負担をより軽減できる。

【0030】

またこの発明の態様として、前記比較判定工程は、複数配置された前記受信部のそれぞれに対応する実測到達時間と、前記仮想受信部のそれぞれに対応する仮想到達時間とを比較して、前記部材における前記欠陥部位の位置を評価してもよい。

【0031】

この発明によると、所定の割当パターンにおいて、複数の仮想受信部に対する仮想到達時間が、対応する実測測到達時間の許容範囲内である割合を判定することができる。これにより、実測測到達時間の許容範囲内である割合が高い仮想到達時間に対応する割当パターンほど、実際の部材の構成と大差がないと評価することができる。したがって、割当パターンに対応する欠陥領域に基づいて部材の欠陥部位の位置を評価することができる。

【0032】

またこの発明の態様として、前記仮想到達時間が前記実測到達時間の許容範囲内と判定された複数の割当パターンにおいて、前記正常領域又は前記欠陥領域が重複する割合によって評価してもよい。
この発明により、複数の割当パターンに基づいて部材における欠陥の有無を評価することができる。

【0033】

詳述すると、実測到達時間の誤差の許容範囲内である複数の仮想到達時間に対応する割当パターンを比較することにより、割当パターンにおいて正常領域及び欠陥領域が重複している領域を明確にすることができる。

【0034】

このように、実測到達時間の誤差の許容範囲内である複数の仮想到達時間に基づいた割当パターンにおける正常領域及び欠陥領域の重複部分は、対応する部材においても欠落部位の存在しない部分及び欠落部位の存在する部分に対応している可能性が高いと評価することができる。したがって、仮想到達時間が実測到達時間の許容範囲内と判定された複数の割当パターンにおける正常領域及び欠陥領域の割合に応じて、部材における欠陥部位が存在する位置をより正確に評価することができる。

【0035】

またこの発明の態様として、前記仮想領域を、前記正常領域及び前記欠陥領域が割り当てられた割当パターンに基づいて存在確率を算定してもよい。
この発明により、部材において欠陥領域に対応する欠陥部位を有する可能性を期待値としてより評価することができ、部材における欠陥部位の有無を客観的に評価することができる。

【0036】

またこの発明の態様として、前記シミュレーション工程と前記比較判定工程とを繰り返し行う構成とし、前記比較判定工程後に、前記比較判定工程で前記正常領域と判定された前記仮想領域を正常領域として確定し、前記シミュレーション工程において、前記欠陥領域と判定された前記仮想領域を再分割し、分割された前記仮想領域を、欠陥部位を有さない正常領域、又は、欠陥部位を有する欠陥領域に再度割り当ててもよい。

【0037】

この発明により、段階的に欠陥部位の位置を判定することができるため、演算処理の負担をより軽減しながら、部材における欠陥部位の位置を判定することができる。
詳述すると、前段階でのシミュレーション工程において、仮想部材を少数の仮想領域で分割し、仮想領域に対して正常領域及び欠陥領域を割り当てることができるため、正常領域及び欠陥領域に割り当てられる割当パターンの数を減らすことができる。このように少数に分割した仮想領域に対する仮想到達時間を実測到達時間と比較判定することで、演算処理にかかる負担を軽減しつつ、部材における欠陥部位の範囲を概略判定できる。

【0038】

そして、次に実行されるシミュレーション工程において、欠陥部位のないと判定された仮想領域を正常領域と確定するとともに、欠陥領域と判定された仮想領域を再分割し、仮想領域に正常領域又は欠陥領域を再度割り当てて仮想到達時間を算出することができる。これにより、仮想部材の全領域を細かく分割する場合に比べて、分割する領域を小さくできるため、演算処理にかかる負担を軽減できる。

【0039】

またこの発明の態様として、前記部材において、前記入力部に弾性波を入力し、前記入力部に入力された前記弾性波が前記受信部に到達する実測到達時間を計測する実測工程を行ってもよい。
この発明により、実測工程から連続して部材の欠陥部位の位置を評価することができる。そのため、欠陥部位の位置の評価結果に応じて、再度実測到達時間の再計測などを容易に行うことができ、作業性を向上させることができる。

【0040】

またこの発明の態様として、部材が、多相材料で構成されてもよい。
この発明により、コンクリートのような多相材料における欠陥部位を、計算処理の負担を軽減しながら、判定することができる。

【発明の効果】

【0041】

この発明により、演算処理の負担を軽減するとともに、部材における欠陥の有無を判定することができる部材検査方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0042】

【図1】部材のモデル図。

【図2】部材検査システムのブロック図。

【図3】部材検査方法のフローチャート。

【図4】シミュレーション工程のフローチャート。

【図5】比較判定工程のフローチャート。

【図6】シミュレーション工程における仮想部材のモデル図。

【図7】シミュレーション工程における仮想到達時間の算出方法の説明図。

【図8】シミュレーション工程における部材のモデル図。

【図9】割当パターンの評価方法の説明図。

【図10】複数の割当パターンに基づく部材の評価方法の説明図。

【図11】部材の評価を示す棒グラフ。

【図12】他の実施形態におけるシミュレーション工程及び比較判定工程のフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0043】

この発明の一実施態を以下図面とともに説明する。
図１はコンクリート部材Ｐｒのモデル図を示し、図２は部材検査システム１の概略ブロック図を示し、図３は部材検査方法のフローチャートを示し、図４はシミュレーション工程Ｓ１のフローチャートを示し、図５は比較判定工程Ｓ２のフローチャートを示す。

【0044】

図６はシミュレーション工程Ｓ１における仮想部材Ｐｆのモデル図を示し、図７は仮想到達時間Ｔｆの算出方法の説明図を示す。図８は再度のシミュレーション工程Ｓ１における仮想部材Ｐｆのモデル図を示し、図９は仮想到達時間Ｔｆの判定結果に基づく割当パターンの評価方法を説明する説明図を示す。図１０は複数の割当パターンに基づく部材の評価方法を説明する説明図を示し、図１１は仮想部材Ｐｆにおける欠陥領域の評価を示す棒グラフを示す。
なお、図７、図９、図１０では、欠陥領域Ｃを割り当てた仮想領域Ｖに斜線を入れ、欠陥領域Ｃを割り当てたことを表している。

【0045】

本発明である部材検査方法は、評価対象であるコンクリート部材Ｐｒにおいて、入力部Ｉｒに入力された弾性波Ｗが受信部Ｒｒに到達する実測到達時間Ｔｒと、仮想空間上で設定された仮想部材Ｐｆにおいて、入力部Ｉｒに対応する仮想入力部Ｉｆに入力されたと仮定された弾性波Ｗが受信部Ｒｒに対応する仮想受信部Ｒｆに到達する仮想到達時間Ｔｆとを比較し、コンクリート部材Ｐｒにおける欠陥部位Ｚの有無を判定する方法である。
以下、部材検査方法及び部材検査システム１について、図１乃至図１１に基づいて説明する。

【0046】

はじめに、評価対象であるコンクリート部材Ｐｒについてモデル図を用いて説明する。コンクリート部材Ｐｒはコンクリートで構成されており、図１に示すように、外観からはその位置を確認することのできない、ひび割れなどの亀裂や空隙などの欠陥部位Ｚが内部に存在する。なお、図１では、コンクリート部材Ｐｒの説明のため欠陥部位Ｚを明示している。

【0047】

このコンクリート部材Ｐｒには、弾性波Ｗを入力する入力部Ｉｒと、入力部Ｉｒから入力された弾性波Ｗを受信する複数（本実施形態のモデルでは１６個）の受信部Ｒｒが備えられており、入力部Ｉｒに入力された弾性波Ｗが受信部Ｒｒに到達した実測到達時間Ｔｒを計測することができる。

【0048】

次に、コンクリート部材Ｐｒにおける欠陥部位Ｚの有無を検査する部材検査システム１について簡単に説明する。
部材検査システム１は、図２に示すように、制御部１１と、入力装置１２と、記憶部１３と、表示部１４とを備えている。

【0049】

制御部１１は、部材検査方法のプログラムを実行するためのＣＰＵである。また、制御部１１は、入力部Ｉｒ及び受信部Ｒｒと接続されており、弾性波Ｗを入力する入力部Ｉｒの制御及び弾性波Ｗを受信する受信部Ｒｒの制御も行うことができる、なお、本実施形態では、制御部１１が入力部Ｉｒ及び受信部Ｒｒと接続されているが、必ずしも接続されている必要はない。

【0050】

入力装置１２は、部材検査システム１を用いて部材検査方法を行うにあたり、必要な情報を入力するための入力装置である。例えば、キーボードやマウス、タッチパネルなどである。
記憶部１３は、部材検査方法のプログラムや部材検査方法のプログラムを実行する際に用いる各種情報や結果を保存するための記憶装置であり、例えばメモリーやハードディスクある。記憶される情報などの例として、入力部Ｉｒに弾性波Ｗが入力された時刻や、それぞれの受信部Ｒｒが弾性波Ｗを受信した時刻や時間、それぞれの受信部Ｒｒに対して測定された実測到達時間Ｔｒなどを保存することができる。また、入力装置１２で入力された値や、制御部１１で演算された結果などを保存することができる。

【0051】

表示部１４は、部材検査方法のプログラムを実行させるのに必要な情報を入力させるＧＵＩや制御部１１による判定結果などを表示するディスプレイである。なお、表示することができれば構成に限定はない。

【0052】

次に、本願発明の部材検査方法の一例について説明する。
ここでは、仮想部材Ｐｆを少数の仮想領域Ｖに分割して欠陥部位Ｚの位置を概略判定し、概略判定の結果欠陥部位Ｚが存在するであろう仮想領域Ｖをさらに分割して欠陥部位Ｚの位置を判定する部材検査方法について説明する。

【0053】

部材検査方法は、部材検査システム１を用いて仮想到達時間Ｔｆを算出し、仮想到達時間Ｔｆと実測到達時間Ｔｒを比較する方法であり、図３に示すように、シミュレーション工程Ｓ１と、比較判定工程Ｓ２と、仮想領域判定工程Ｓ３と、正常領域確定工程Ｓ４で構成されている。また、部材検査方法とは別に実測工程Ｓ０を事前に実行している。なお、本実施形態における部材検査方法では、実測到達時間Ｔｒを計測する実測工程Ｓ０を事前に行っているが、実測工程Ｓ０は部材検査方法に組み込まれていても構わない。
また、部材検査システム１により、実測工程Ｓ０を制御してもよい。

【0054】

この実測工程Ｓ０は、評価対象であるコンクリート部材Ｐｒにおいて、入力部Ｉｒに入力された弾性波Ｗが複数配置された受信部Ｒｒに到達する実測到達時間Ｔｒを計測する工程である。
具体的には、実測工程Ｓ０は、打撃手段を用いて入力部Ｉｒから弾性波Ｗを入力する工程と、入力部Ｉｒに入力された弾性波Ｗをそれぞれの受信部Ｒｒで受信する工程と、入力部Ｉｒで入力された弾性波Ｗが受信部Ｒｒに到達する実測到達時間Ｔｒを計測する工程とで構成されている。

【0055】

シミュレーション工程Ｓ１は、弾性波Ｗが入力部Ｉｒに入力されたと仮定した場合に、受信部Ｒｒに到達すると考えられる仮想到達時間Ｔｆを、仮想空間上に設定された仮想部材Ｐｆを用いて算出する工程である。

【0056】

ここで、仮想部材Ｐｆは、仮想空間上にコンクリート部材Ｐｒに基づいて設定されたモデルであり、例えば体積や材質などの条件がコンクリート部材Ｐｒと同様となるように設定されている。また、仮想入力部Ｉｆ及び仮想受信部Ｒｆは、コンクリート部材Ｐｒにおける入力部Ｉｒ及び受信部Ｒｒと同じ位置となるように、仮想部材Ｐｆに配置されている。

【0057】

シミュレーション工程Ｓ１について詳述する。シミュレーション工程Ｓ１は、図４に示すように、仮想到達時間Ｔｆの許容値を設定する許容値設定工程Ｓ１０と、正常領域Ｎ及び欠陥領域Ｃにおける弾性波Ｗの伝搬速度を設定する速度設定工程Ｓ１１と、仮想部材Ｐｆを所定の仮想領域Ｖに分割する分割工程Ｓ１２と、仮想領域Ｖに正常領域Ｎ又は欠陥領域Ｃを割り当てた複数の割当パターンを生成する割当工程Ｓ１３と、生成された割当パターンから１つの割当パターンを選択するパターン選択工程Ｓ１４と、仮想到達時間Ｔｆの対象である仮想受信部Ｒｆを選択する受信部選択工程Ｓ１５と、仮想入力部Ｉｆから仮想受信部Ｒｆまでの距離を算出する距離算出工程Ｓ１６と、仮想到達時間Ｔｆを算出する時間算出工程Ｓ１７と、その他の仮想受信部Ｒｆについて仮想到達時間Ｔｆを算出したかを判定する算出判定工程Ｓ１８と、所定の数の割当パターンについて仮想到達時間Ｔｆを算出したかを判定するパターン数判定工程Ｓ１９とで構成される。

【0058】

許容値設定工程Ｓ１０は、実測到達時間Ｔｒと比較された仮想到達時間Ｔｆが、実測到達時間Ｔｒと一致すると判定される範囲を設定する工程である。
速度設定工程Ｓ１１は、正常領域Ｎ及び欠陥領域Ｃが割り当てられた仮想領域Ｖに、正常領域Ｎ及び欠陥領域Ｃに対応する弾性波Ｗの伝搬速度を設定する工程である。本実施形態における伝搬速度の設定は、所定の値を入力する構成としている。なお、伝搬速度の設定は、この構成に限らず、例えば、仮想部材Ｐｆの材質に基づいてあらかじめ既定値が入力されていてもよいし、所定の速度範囲を入力する構成としてもよく、また、所定の速度範囲からランダムに伝搬速度を選択する構成であってもよい。

【0059】

分割工程Ｓ１２は、仮想空間上でコンクリート部材Ｐｒに対応するように設定された仮想部材Ｐｆを、所定の数の仮想領域Ｖに分割する工程である。ここで、仮想部材Ｐｆの分割は、仮想領域Ｖが所定の数となるように仮想部材Ｐｆを均等に分割するように設定されている。

【0060】

なお、仮想部材Ｐｆの分割は、上記の設定に基づく分割方法に限定されず、例えば、仮想領域Ｖの体積を指定する設定とすることもできるし、分割したい範囲を指定できるような設定とすることもできる。さらにまた、分割する範囲や仮想領域Ｖの体積を無作為に決定する設定とすることもできる。また、仮想部材Ｐｆの分割は、仮想領域Ｖが均等な体積となるように分割する設定に限定されず、不均等に分割するように設定とすることもできる。

【0061】

割当工程Ｓ１３は、分割されたそれぞれの仮想領域Ｖに、欠陥部位Ｚが存在しない正常領域Ｎと欠陥部位Ｚが存在する欠陥領域Ｃを割り当てた割当パターンを生成する工程である。この工程では、モンテカルロ法を用いて仮想領域Ｖに正常領域Ｎ又は欠陥領域Ｃをランダムに割り当てた割当パターンを所定の数だけ生成する。ここで、仮想領域Ｖに正常領域Ｎ又は欠陥領域Ｃを割り当てる割当パターンの最大数は、２^ｎ通り（仮想部材Ｐｆを分割した仮想領域Ｖの数をｎとする。）となる。
なお、割当工程Ｓ１３は、他の方法を用いて仮想領域Ｖに正常領域Ｎ又は欠陥領域Ｃをランダムに割り当てた割当パターンを所定の数だけ生成する構成とすることもできる。

【0062】

パターン選択工程Ｓ１４は、割当工程Ｓ１３で生成された所定の数の割当パターンから、一つの割当パターンを選択する工程である。なお、生成された割当パターンの選択は、例えば生成された順番に割当パターンを選択してもよいし、ランダムに選択してもよい。

【0063】

受信部選択工程Ｓ１５は、パターン選択工程Ｓ１４において選択された割当パターンにおいて、仮想部材Ｐｆに設定された複数の仮想受信部Ｒｆから一つ選択する工程である。
距離算出工程Ｓ１６は、仮想入力部Ｉｆから受信部選択工程Ｓ１５において選択された仮想受信部Ｒｆまでの経路Ｐを探索し、経路Ｐのうち正常領域Ｎに含まれる経路Ｐの距離（正常距離Ｌｎ）と、欠陥領域Ｃに含まれる経路Ｐの距離（欠陥距離Ｌｃ）とを算出する工程である。

【0064】

時間算出工程Ｓ１７は、距離算出工程Ｓ１６で算出された正常距離Ｌｎと欠陥距離Ｌｃと、速度設定工程Ｓ１１で設定した正常領域Ｎ及び欠陥領域Ｃにおける弾性波Ｗの伝搬速度に基づいて、弾性波Ｗが仮想入力部Ｉｆに入力されたと仮定した場合において、弾性波Ｗが仮想受信部Ｒｆに到達する仮想到達時間Ｔｆを算出する工程である。

【0065】

算出判定工程Ｓ１８は、割当工程Ｓ１３で設定した割当パターンにおいて、複数ある仮想受信部Ｒｆの数に応じて仮想到達時間Ｔｆを算出したかを判定する工程である。複数ある仮想受信部Ｒｆの数に応じて仮想到達時間Ｔｆを算出していない場合には（算出判定工程Ｓ１８：Ｎｏ）、受信部選択工程Ｓ１５～時間算出工程Ｓ１７を繰り返し行う。複数ある仮想受信部Ｒｆの数に応じて仮想到達時間Ｔｆを算出した場合には（算出判定工程Ｓ１８：Ｙｅｓ）、割当工程Ｓ１３で設定した割当パターンでの仮想到達時間Ｔｆの算出を終了する。

【0066】

パターン数判定工程Ｓ１９は、割当工程Ｓ１３で生成したすべての割当パターンについて仮想到達時間Ｔｆを算出したかを判定する工程である。所定の数の割当パターンついて仮想到達時間Ｔｆを算出していない場合には（パターン数判定工程Ｓ１９：Ｎｏ）、割当工程Ｓ１３に戻り、割当工程Ｓ１３～算出判定工程Ｓ１８を繰り返し行う。すべての数の割当パターンについて仮想到達時間Ｔｆを算出した場合には（パターン数判定工程Ｓ１９：Ｙｅｓ）シミュレーション工程Ｓ１を終了する。
なお、割当工程Ｓ１３で生成した割当パターンの数は、コンクリート部材Ｐｒを評価するのに十分に適した数をさす。

【0067】

比較判定工程Ｓ２は、実測工程Ｓ０で計測された実測到達時間Ｔｒと、シミュレーション工程Ｓ１で算出された仮想到達時間Ｔｆを比較し、コンクリート部材Ｐｒにおける欠陥部位Ｚの位置を判定する工程である。
具体的には、比較判定工程Ｓ２は、仮想到達時間Ｔｆに対応する実測到達時間Ｔｒを読み込む時間読込工程Ｓ２１と、シミュレーション工程Ｓ１で仮想到達時間Ｔｆを算出した割当パターンを選択する割当選択工程Ｓ２２と、仮想到達時間Ｔｆと実測到達時間Ｔｒとを比較し、仮想到達時間Ｔｆが実測到達時間Ｔｒの誤差の範囲内にあるか否かを判定する時間判定工程Ｓ２３と、時間判定工程Ｓ２３の結果に基づき割当パターンを評価する評価工程Ｓ２４と、すべての割当パターンについて比較判定したかを判定する割当判定工程Ｓ２５と、割当パターンの評価結果に基づいてコンクリート部材Ｐｒを評価する部材評価工程Ｓ２６とで構成されている。

【0068】

時間読込工程Ｓ２１は、実測工程Ｓ０で計測した実測到達時間Ｔｒを読み込む工程である。
割当選択工程Ｓ２２は、シミュレーション工程Ｓ１において仮想到達時間Ｔｆを算出した所定の数の割当パターンから一つの割当パターンを選択するとともに、割当パターンに対応する仮想到達時間Ｔｆを読み込む工程である。

【0069】

時間判定工程Ｓ２３は、割当選択工程Ｓ２２で選択された割当パターンにおける仮想到達時間Ｔｆを、時間読込工程Ｓ２１で読み込まれた実測到達時間Ｔｒと比較し、仮想到達時間Ｔｆが実測到達時間Ｔｒの誤差の範囲内にあるか否かを判定する工程である。具体的には、割当選択工程Ｓ２２で選択された割当パターンにおいて、複数の仮想受信部Ｒｆに対応して算出されたそれぞれの仮想到達時間Ｔｆを、受信部Ｒｒで計測されたそれぞれの実測到達時間Ｔｒと比較し、仮想到達時間Ｔｆが実測到達時間Ｔｒの誤差の範囲内にあるか否かを判定する。

【0070】

評価工程Ｓ２４は、時間判定工程Ｓ２３での比較判定結果に応じて、実測到達時間Ｔｒを算出するのに用いた割当パターンを評価する工程である。例えば、すべての仮想到達時間Ｔｆが対応する実測到達時間Ｔｒの誤差の範囲内にある場合には、仮想部材Ｐｆの割当パターンはコンクリート部材Ｐｒの構成と大差がないと評価することができる。また、すべての仮想到達時間Ｔｆが対応する実測到達時間Ｔｒの誤差の範囲外にある場合には、仮想部材Ｐｆの割当パターンはコンクリート部材Ｐｒの構成と異なると評価することができる。

【0071】

割当判定工程Ｓ２５は、生成されたすべての割当パターンについて仮想到達時間Ｔｆと実測到達時間Ｔｒとを比較判定したかを判定する工程である。すべての割当パターンについて比較判定していない場合には（Ｓ２５：Ｎｏ）、割当選択工程Ｓ２２～評価工程Ｓ２４を繰り返し行う。すべての割当パターンについて比較判定している場合には（Ｓ２５：Ｙｅｓ）、割当パターンの評価結果に基づきコンクリート部材Ｐｒを評価する（部材評価工程Ｓ２６）。

【0072】

部材評価工程Ｓ２６は、割当パターンの評価結果に基づいて、コンクリート部材Ｐｒを評価する工程である。
具体的には、評価工程Ｓ２４でコンクリート部材Ｐｒの構成と大差がないと評価された複数の割当パターンを読み込み、特定の仮想領域Ｖに割り当てられた正常領域Ｎ及び欠陥領域Ｃが重複する割合を算出する。このように正常領域Ｎ又は欠陥領域Ｃが重複する仮想領域Ｖは、コンクリート部材Ｐｒの構成と大差がないと評価された複数の割当パターンに基づいているため、この仮想部材Ｐｆにおける正常領域Ｎ及び欠陥領域Ｃは、仮想部材Ｐｆ対応するコンクリート部材Ｐｒにおける欠陥部位Ｚの位置として評価することができる。

【0073】

仮想領域判定工程Ｓ３はシミュレーション工程Ｓ１で分割された仮想領域Ｖが所定の体積よりも小さいかを判定する工程である。この仮想領域判定工程Ｓ３は、仮想領域Ｖをさらに分割してコンクリート部材Ｐｒにおける欠陥部位Ｚが存在する領域をさらに特定するかを判定するために行う。

【0074】

仮想領域Ｖが所定の体積よりも大きい場合には（Ｓ３：Ｎｏ）、仮想部材Ｐｆのうち比較判定工程Ｓ２において正常領域Ｎと確定された仮想領域Ｖに対して正常領域Ｎを割り当て（正常領域確定工程Ｓ４）、シミュレーション工程Ｓ１と比較判定工程Ｓ２を繰り返し行う。仮想領域Ｖが所定の体積よりも小さい場合には（Ｓ３：Ｎｏ）、部材検査方法を終了する。
なお、仮想領域判定工程Ｓ３における比較対象である体積は、適宜設定することができる。

【0075】

以下、上述の部材検査方法について、簡易化されたモデルを用いて具体的に説明する。
なお今回のモデルでは、均等に１６分割された仮想部材Ｐｆにおける欠陥部位Ｚの位置を判定することにより、コンクリート部材Ｐｒでの欠陥部位Ｚの位置を判定する方法について説明する。

【0076】

はじめに、図６に示すように、コンクリート部材Ｐｒに対応するように体積などの諸条件を入力した仮想部材Ｐｆを仮想空間上で設定し、コンクリート部材Ｐｒにおける入力部Ｉｒに対応する位置に仮想入力部Ｉｆを設定するとともに、コンクリート部材Ｐｒにおける受信部Ｒｒに対応する位置に仮想受信部Ｒｆを設定する。なお、図１に示すコンクリート部材Ｐｒに合わせて、仮想入力部Ｉｆは１個、仮想受信部Ｒｆは１６個設定されている。

【0077】

次に、弾性波Ｗが仮想入力部Ｉｆに入力されたと場合に、弾性波Ｗが仮想受信部Ｒｆに到達する仮想到達時間Ｔｆを算出するシミュレーション工程Ｓ１を開始する。
はじめに、実測到達時間Ｔｒと比較判定する仮想到達時間Ｔｆの許容値を設定する（許容値設定工程Ｓ１０）。具体的には、実測到達時間Ｔｒと比較判定において、仮想到達時間Ｔｆが実測到達時間Ｔｒと一致すると判定される許容誤差として、±５０μｓｅｃと設定する。

【0078】

また、正常領域Ｎが割り当てられる仮想領域Ｖにおける弾性波Ｗの伝搬速度を、欠陥部位Ｚの無いコンクリートにおける弾性波Ｗの伝搬速度である『４０００ｍ／ｓｅｃ』と設定し、欠陥領域Ｃが割り当てられる仮想領域Ｖにおける弾性波Ｗの伝搬速度を、欠陥部位Ｚがあるコンクリートにおける弾性波Ｗの伝搬速度の一例である『２７００ｍ／ｓｅｃ』と設定する（速度設定工程Ｓ１１）。

【0079】

次に、図６に示すように、仮想部材Ｐｆを均等な大きさの仮想領域Ｖで４分割する（分割工程Ｓ１２）。ここで、仮想部材Ｐｆを４分割して形成された仮想領域Ｖをそれぞれ仮想領域Ｖ１～仮想領域Ｖ４とする。

【0080】

そして、分割されたそれぞれの仮想領域Ｖに対して、欠陥部位Ｚが存在しない正常領域Ｎ、又は、欠陥部位Ｚが存在する欠陥領域Ｃを、モンテカルロ法を用いてランダムに割り当てた複数の割当パターンをランダムに生成する（割当工程Ｓ１３）。この際に生成される割当パターンの最大数は２^４（１６）通りである。なお、割当パターンの生成は、コンクリート部材Ｐｒを評価するのに適した数だけの割当パターンをランダムに生成してもよいし、すべての（１６通りの）割当パターンを生成させてもよい。

【0081】

そして、生成された割当パターンのうちの一つが選択される（パターン選択工程Ｓ１４）。例えば、図７に示すように、仮想領域Ｖ１及び仮想領域Ｖ３に正常領域Ｎを割り当て、仮想領域Ｖ２及び仮想領域Ｖ４に欠陥領域Ｃが割り当てられた割当パターンが選択されたとする。

【0082】

また、仮想到達時間Ｔｆを算出する対象である仮想受信部Ｒｆを選択する（受信部選択工程Ｓ１５）。例えば、図７における仮想領域Ｖ４の上端中央に配置された仮想受信部Ｒｆ１を選択する。そして、仮想入力部Ｉｆから仮想受信部Ｒｆ１までの弾性波Ｗの経路Ｐを探索し、経路Ｐにおける仮想領域Ｖ１の距離（正常距離Ｌｎ）と、経路Ｐにおける仮想領域Ｖ２及び仮想領域Ｖ４の距離（欠陥距離Ｌｃ）とを算出する（距離算出工程Ｓ１６）。

【0083】

そして、このように算出された正常距離Ｌｎ及び欠陥距離Ｌｃと、正常領域Ｎ及び欠陥領域Ｃに設定された弾性波Ｗの伝搬速度に基づいて、弾性波Ｗが仮想入力部Ｉｆに入力されたと仮定した場合に、弾性波Ｗが仮想受信部Ｒｆ１に到達する仮想到達時間Ｔｆを算出する（時間算出工程Ｓ１７）。

【0084】

次に、割当工程Ｓ１３において仮想領域Ｖに正常領域Ｎ及び欠陥領域Ｃを割り当てた割当パターンに対して、仮想受信部Ｒｆ１以外の仮想受信部Ｒｆについて仮想到達時間Ｔｆを算出しているかを判定する（Ｓ１８）。
仮想受信部Ｒｆ１以外の仮想受信部Ｒｆについて仮想到達時間Ｔｆを算出していない場合（算出判定工程Ｓ１８：Ｎｏ）、仮想受信部Ｒｆ１以外の仮想受信部Ｒｆを選択して（受信部選択工程Ｓ１５）、選択された仮想受信部Ｒｆに対応する仮想到達時間Ｔｆを同様に算出する（距離算出工程Ｓ１６、時間算出工程Ｓ１７）。

【0085】

そして、すべての仮想受信部Ｒｆについて仮想到達時間Ｔｆを算出したら（算出判定工程Ｓ１８：Ｙｅｓ）、仮想領域Ｖに対して正常領域Ｎ又は欠陥領域Ｃを割り当てる他の割当パターンについても、仮想到達時間Ｔｆを算出しているかを判定する（パターン数判定工程Ｓ１９）。

【0086】

他の割当パターンについて仮想到達時間Ｔｆを算出していない場合には（パターン数判定工程Ｓ１９：Ｎｏ）、他の割当パターンを選択し、対応する仮想到達時間Ｔｆを算出する（パターン選択工程Ｓ１４～算出判定工程Ｓ１８）。
一方、他のパターンについて仮想到達時間Ｔｆを算出していた場合（パターン数判定工程Ｓ１９：Ｙｅｓ）、シミュレーション工程Ｓ１を終了し、比較判定工程Ｓ２を実行する。

【0087】

比較判定工程Ｓ２では、実測工程Ｓ０で測定したデータから実測到達時間Ｔｒを読み込むとともに（時間読込工程Ｓ２１）、生成された複数の割当パターンから１つの割当パターンを選択する（割当選択工程Ｓ２２）。

【0088】

そして、仮想到達時間Ｔｆと実測到達時間Ｔｒを比較して、仮想到達時間Ｔｆが実測到達時間Ｔｒの誤差の許容範囲内（±５０μｓｅｃ以内）であるか否かを判定し（時間判定工程Ｓ２３）、判定結果に基づいて仮想到達時間Ｔｆに対応する割当パターンを評価する（評価工程Ｓ２４）。なお、評価工程Ｓ２４における評価方法については後述する。

【0089】

次に、シミュレーション工程Ｓ１で生成されたすべての割当パターンにおいて、仮想到達時間Ｔｆと実測到達時間Ｔｒが比較判定されたかを判定する（割当判定工程Ｓ２５）。すべての割当パターンにおいて仮想到達時間Ｔｆと実測到達時間Ｔｒが比較判定されていない場合には（割当判定工程Ｓ２５：Ｎｏ）、新たな割当パターンを選択するとともに、仮想到達時間Ｔｆと実測到達時間Ｔｒと比較判定して、判定結果に基づいて仮想到達時間Ｔｆに対応する割当パターンを評価する（割当選択工程Ｓ２２～評価工程Ｓ２４）。

【0090】

一方、すべての仮想到達時間Ｔｆが対応する実測到達時間Ｔｒと比較判定されている場合（割当判定工程Ｓ２５：Ｙｅｓ）、対応する実測到達時間Ｔｒの誤差の許容範囲内であると判定された仮想到達時間Ｔｆに基づいて、コンクリート部材Ｐｒにおける欠陥部位Ｚの位置を評価し（部材評価工程Ｓ２６）、比較判定工程Ｓ２を終了する。なお、部材評価工程Ｓ２６における仮想部材Ｐｆの評価については後述する。

【0091】

次に、シミュレーション工程Ｓ１で分割した仮想領域Ｖが所定の体積よりも小さいかを判定する（仮想領域判定工程Ｓ３）。仮想領域Ｖが所定の範囲よりも大きい場合には（仮想領域判定工程Ｓ３：Ｎｏ）、部材評価工程Ｓ２６において正常領域Ｎと評価された仮想領域Ｖを欠陥部位Ｚの無い領域として確定し（正常領域確定工程Ｓ４）、シミュレーション工程Ｓ１及び比較判定工程Ｓ２を実行する。

【0092】

ここで、シミュレーション工程Ｓ１では、実測到達時間Ｔｒの許容誤差を再設定するとともに（許容値設定工程Ｓ１０）、欠陥部位Ｚの無いと確定された領域を除いた部分を再分割することとなる（分割工程Ｓ１２）。
具体的には、実測到達時間Ｔｒと比較判定において、仮想到達時間Ｔｆが実測到達時間Ｔｒと一致すると判定される許容誤差として、±１０μｓｅｃと設定する。

【0093】

また、図７におけるモデルにおいて、仮想領域Ｖ１及び仮想領域Ｖ３には欠陥部位Ｚが無いと評価された場合、図８に示すように、仮想領域Ｖ１及び仮想領域Ｖ３に対応する仮想領域Ｖ１１ついては正常領域Ｎとして確定し（正常領域確定工程Ｓ４）、仮想領域Ｖ２及び仮想領域Ｖ４を再分割する（分割工程Ｓ１２）。なお、図８に示す例では、仮想領域Ｖ２及び仮想領域Ｖ４をそれぞれ４分割し、仮想領域Ｖ２に対応する仮想領域Ｖを仮想領域Ｖ２１～仮想領域Ｖ２４とし、仮想領域Ｖ４に対応する仮想領域Ｖを仮想領域Ｖ４１～仮想領域Ｖ４４としている。

【0094】

このように分割された仮想領域Ｖ２及び仮想領域Ｖ４に対して正常領域Ｎ又は欠陥領域Ｃを割り当てた割当パターンをランダムに生成する（割当工程Ｓ１３）。
この場合における正常領域Ｎ又は欠陥領域Ｃを割り当てる割当パターンの最大数は、２^８（＝２５６）通りとなる。このため、一回目のシミュレーション工程Ｓ１における割当パターンの最大数と、二回目のシミュレーション工程Ｓ１における割当パターンの最大数の合計は、２７２通りとなる。

【0095】

例えば、仮想部材Ｐｆを１６等分して正常領域Ｎ又は欠陥領域Ｃを割り当てる割当パターン数は、２^１６通り（６５５３６通り）であるため、欠陥部位Ｚがない領域を概略判定しながら繰り返し計算を行うことで、生成する割当パターンの数及び割当パターンも基づいて算出される仮想到達時間Ｔｆの数を大幅に削減できる。したがって、正常領域Ｎ及び欠陥領域Ｃを割り当てた割当パターンの生成及び割当パターンに基づいて仮想到達時間Ｔｆを算出する演算処理にかかる負荷を軽減できる。

【0096】

また、仮想領域Ｖ１１を正常領域Ｎとして固定するため、仮想領域Ｖ１１に対応する仮想受信部Ｒｆについては、仮想到達時間Ｔｆを算出する必要がないため、仮想到達時間Ｔｆを算出及び仮想到達時間Ｔｆと実測到達時間Ｔｒとの比較にかかる演算処理の負担も軽減できる。

【0097】

このように仮想領域Ｖ２及び仮想領域Ｖ４を分割した仮想領域Ｖに対して正常領域Ｎ又は欠陥領域Ｃを割り当てて生成した割当パターンに対して、仮想到達時間Ｔｆを算出するとともに（シミュレーション工程Ｓ１）、仮想到達時間Ｔｆが実測到達時間Ｔｒの誤差の許容範囲内（±５０μｓｅｃ以内）であるかを比較判定して割当パターンを評価し、割当パターンの評価結果に基づいて、仮想到達時間Ｔｆに基づいてコンクリート部材Ｐｒにおける欠陥部位Ｚの位置を評価する（比較判定工程Ｓ２）。

【0098】

そして、シミュレーション工程Ｓ１で分割した仮想領域Ｖが所定の体積よりも小さいかを再度判定し（仮想領域判定工程Ｓ３）、仮想領域Ｖが所定の体積よりも大きい場合には（仮想領域判定工程Ｓ３：Ｎｏ）、部材評価工程Ｓ２６において正常領域Ｎと評価された仮想領域Ｖを欠陥部位Ｚの無い領域として再度正常領域Ｎと確定し（正常領域確定工程Ｓ４）、仮想領域Ｖが所定の体積よりも小さくなるまでシミュレーション工程Ｓ１～正常領域確定工程Ｓ４を繰り返す。
仮想領域Ｖが所定の体積よりも小さい場合には（仮想領域判定工程Ｓ３：Ｙｅｓ）、部材検査方法を終了する。

【0099】

なお、許容値設定工程Ｓ１０における実測到達時間Ｔｒと比較判定する仮想到達時間Ｔｆの許容値は、適宜設定を変更することができる。本実施形態における二回目の許容値設定工程Ｓ１０～正常領域確定工程Ｓ４では、実測到達時間Ｔｒと比較判定において、仮想到達時間Ｔｆが実測到達時間Ｔｒと一致すると判定される許容誤差として、±１０μｓｅｃと設定する。

【0100】

次に、比較判定工程Ｓ２における割当パターンの評価方法（評価工程Ｓ２４）について、図９に基づいて説明する。
ここで図９は、割当パターンの評価方法を説明する説明図であり、図９（ａ）は仮想領域Ｖ２３及び仮想領域Ｖ４２に欠陥領域Ｃを割り当て、他の仮想領域Ｖに正常領域Ｎを割り当てた割当パターン（『割当パターンＴ１』とする。）を示し、図９（ｂ）は仮想領域Ｖ２３及び仮想領域Ｖ４１に欠陥領域Ｃを割り当て、他の仮想領域Ｖに正常領域Ｎを割り当てた割当パターン（『割当パターンＴ２』とする。）を示す。

【0101】

例えば、比較判定工程Ｓ２において、図９（ａ）に示すように、選択された割当パターンＴ１におけるそれぞれの仮想受信部Ｒｆ（Ｒｆ１～Ｒｆ７）に対応する仮想到達時間Ｔｆと、対応する受信部Ｒｒにおける実測到達時間Ｔｒを比較判定した結果、Ｒｆ１～Ｒｆ３における仮想到達時間Ｔｆは、実測到達時間Ｔｒの誤差の許容範囲外であり、Ｒｆ４～Ｒｆ７における仮想到達時間Ｔｆは、実測到達時間Ｔｒの誤差の許容範囲内であったとする。この場合、仮想到達時間Ｔｆの一部（５７．１％）が対応する実測到達時間Ｔｒの誤差の許容範囲外であるため、割当パターンＴ１はコンクリート部材Ｐｒの構成と異なるものと評価できる。したがって、割当パターンＴ１はコンクリート部材Ｐｒの評価に適さないものと評価される。

【0102】

一方で、比較判定工程Ｓ２において、図９（ｂ）に示すように、選択された割当パターンＴ２におけるそれぞれの仮想受信部Ｒｆ（Ｒｆ１～Ｒｆ７）に対応する仮想到達時間Ｔｆと、対応する受信部Ｒｒにおける実測到達時間Ｔｒを比較判定した結果、Ｒｆ１～Ｒｆ７における仮想到達時間Ｔｆは、すべて実測到達時間Ｔｒの誤差の許容範囲内であったとする。この場合、すべての仮想到達時間Ｔｆが対応する実測到達時間Ｔｒの誤差の許容範囲内であるため、割当パターンＴ２はコンクリート部材Ｐｒの構成と大差がないと評価できる。したがって、割当パターンＴ１はコンクリート部材Ｐｒの評価に適したものと評価される。

【0103】

なお、割当パターンにおけるすべての仮想到達時間Ｔｆの数に対する、実測到達時間Ｔｒの誤差の許容範囲内と判定された仮想到達時間Ｔｆの数の割合を用いて、対応する割当パターンがコンクリート部材Ｐｒの構成を示す期待値を算出することもできる。そして、この期待値に基づいてコンクリート部材Ｐｒを評価に適しているかを判定してもよい。

【0104】

次に、コンクリート部材Ｐｒを評価する評価方法（部材評価工程Ｓ２６）について、図１０及び図１１に基づいて説明する。
図１０は、仮想領域Ｖに正常領域Ｎ又は欠陥領域Ｃを割り当てた割当パターンを示す。詳しくは、図１０における割当パターンは、図８と同様に、図７における割当パターンでの仮想領域Ｖ１及び仮想領域Ｖ３を正常領域Ｎで確定し、仮想領域Ｖ２及び仮想領域Ｖ４をさらに４分割したモデルに基づくものである。

【0105】

具体的には、図１０（ａ）は仮想領域Ｖ４３及び仮想領域Ｖ４４に欠陥領域Ｃを割り当て、他の仮想領域Ｖに正常領域Ｎを割り当てた割当パターンを示し、図１０（ｂ）は仮想領域Ｖ２４及び仮想領域Ｖ４１に欠陥領域Ｃを割り当て、他の仮想領域Ｖに正常領域Ｎを割り当てた割当パターンを示す。

【0106】

図１０（ｃ）は仮想領域Ｖ２３及び仮想領域Ｖ４１に欠陥領域Ｃを割り当て、他の仮想領域Ｖに正常領域Ｎを割り当てた割当パターンを示し、図１０（ｄ）は仮想領域Ｖ２３及び仮想領域Ｖ４２に欠陥領域Ｃを割り当て、他の仮想領域Ｖに正常領域Ｎを割り当てた割当パターンを示す。図１０（ｅ）は仮想領域Ｖ２３及び仮想領域Ｖ２４、仮想領域Ｖ４１に欠陥領域Ｃを割り当てて、他の仮想領域Ｖに正常領域Ｎを割り当てた割当パターンを示し、図１０（ｆ）は仮想領域Ｖ２３及び仮想領域Ｖ４１、仮想領域Ｖ４２に欠陥領域Ｃを割り当てて、他の仮想領域Ｖに正常領域Ｎを割り当てた割当パターンを示す。

【0107】

また、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）の割当パターンに基づいて算出した仮想到達時間Ｔｆは、一部が実測到達時間Ｔｒの誤差（図中のε）の許容範囲外であったとし、図１０（ｃ）乃至図１０（ｆ）の割当パターンに基づいて算出した仮想到達時間Ｔｆはすべて実測到達時間Ｔｒの誤差（図中のε）の許容範囲内であったとする。

【0108】

上述のように、評価工程Ｓ２４において、実測到達時間Ｔｒと仮想到達時間Ｔｆを比較判定した結果、仮想到達時間Ｔｆが実測到達時間Ｔｒの誤差の許容範囲外であった割当パターン（図１０（ａ）及び図１０（ｂ））はコンクリート部材Ｐｒの評価に適さないものと評価される（評価工程Ｓ２４）。

【0109】

一方で、評価工程Ｓ２４において、実測到達時間Ｔｒと仮想到達時間Ｔｆを比較判定した結果、すべての仮想到達時間Ｔｆが実測到達時間Ｔｒの誤差の許容範囲内であった割当パターン（図１０（ｃ）乃至図１０（ｆ））はコンクリート部材Ｐｒの評価に適したもの評価される（評価工程Ｓ２４）。

【0110】

コンクリート部材Ｐｒを評価する部材評価工程Ｓ２６では、この評価工程Ｓ２４での評価に基づき、評価工程Ｓ２４において実測到達時間Ｔｒの誤差の許容範囲内であると判定された全ての割当パターンを読み込み、複数の割当パターンにおいて正常領域Ｎ及び欠陥領域Ｃの重複度に基づいてコンクリート部材Ｐｒを評価する。

【0111】

例えば、図１０（ｃ）乃至図１０（ｆ）に示すように、仮想到達時間Ｔｆが実測到達時間Ｔｒの誤差の許容範囲内であると判定された割当パターンにおいて、仮想領域Ｖ２３はすべての仮想到達時間Ｔｆに対して割り当てられていることから、仮想部材Ｐｆにおける仮想領域Ｖ２３に対応する位置に欠陥部位Ｚが存在する可能性が高いと評価することができる。

【0112】

また、仮想領域Ｖ４１は図１０（ｄ）を除く３パターンにおいて欠陥領域Ｃが割り当てられているため、仮想部材Ｐｆにおける仮想領域Ｖ４１に対応する位置も、仮想領域Ｖ２３よりは可能性が低いものの、欠陥部位Ｚが存在する可能性が十分に高いと評価することができる。

【0113】

これに対して、仮想領域Ｖ４２は２パターンにおいて欠陥領域Ｃが割り当てられ、仮想領域Ｖ２４は１パターンのみで欠陥領域Ｃが割り当てられている。このことから、コンクリート部材Ｐｒにおける仮想領域Ｖ４２及び仮想領域Ｖ２４に対応する位置には、欠陥部位Ｚが存在する可能性はあるものの、仮想領域Ｖ２３や仮想領域Ｖ４１と比べて可能性は低いと評価することができる。

【0114】

このように、実測到達時間Ｔｒの誤差の許容範囲内であると判定されたすべての仮想到達時間Ｔｆに基づいて、正常領域Ｎ及び欠陥領域Ｃと割り当てられた割当パターンを読み込み、欠陥領域Ｃが割り当てられている仮想領域Ｖの割合に基づいて、コンクリート部材Ｐｒにおける欠陥部位Ｚの位置を評価することができる。

【0115】

また、実測到達時間Ｔｒの誤差の許容範囲内であると判定された仮想到達時間Ｔｆに基づいて、特定の仮想領域Ｖに欠陥領域Ｃが割り当てられている割当パターン数を、実測到達時間Ｔｒの誤差の許容範囲内であると判定された仮想到達時間Ｔｆの数で割ることにより、仮想部材Ｐｆにおいて所定の仮想領域Ｖに欠陥領域Ｃが存在する存在確率を算出することができる。これにより、コンクリート部材Ｐｒにおける所定の領域に欠陥部位Ｚが存在する確率を算出することができる（図１１（ａ）参照）。

【0116】

さらにまた、実測到達時間Ｔｒの誤差の許容範囲内であると判定された仮想到達時間Ｔｆの数に対する、正常領域Ｎと割り当てられた割付パターン数と、欠陥領域Ｃと割り当てられた割付パターン数とを用いることにより、それぞれの仮想領域Ｖにおける弾性波Ｗの伝搬速度の期待値を算出することができる。

【0117】

具体的には、下記数式により仮想領域Ｖにおける弾性波Ｗの伝搬速度の期待値Ｖｉを算出することができる。

【0118】

【数1】

【0119】

ここで、ｆ_４０００は、実測到達時間Ｔｒの誤差の許容範囲内であると判定された仮想到達時間Ｔｆにおいて、分割された仮想領域Ｖが４０００（ｍ／ｓｅｃ）となる割付パターン数を全割付パターン数で除算した値であり、ｆ_２７００は、実測到達時間Ｔｒの誤差の許容範囲内であると判定された仮想到達時間Ｔｆにおいて、分割された仮想領域Ｖが２７００（ｍ／ｓｅｃ）となる割付パターン数を全割付パターン数で除算した値である。

【0120】

例えば、図１０に示すように、仮想領域Ｖ２１では、実測到達時間Ｔｒの誤差の許容範囲内であると判定された仮想到達時間Ｔｆに対応する割当パターンのすべてにおいて正常領域Ｎと評価されているため、仮想領域Ｖ２１における伝搬速度の期待値Ｖｉは４０００ｍ／ｓｅｃ（４０００×１＋２７００×０）となる。

【0121】

一方、仮想領域Ｖ２４では実測到達時間Ｔｒの誤差の許容範囲内であると判定された仮想到達時間Ｔｆに対応する割当パターンにおける正常領域Ｎ及び欠陥領域Ｃの割合は、それぞれ０．７５と０．２５である。このため、仮想領域Ｖ２４における伝搬速度の期待値Ｖｉは３６７５ｍ／ｓｅｃ（４０００×０．７５＋２７００×０.２５）となる。

【0122】

このように、数式１を用いることで、仮想領域Ｖにおける弾性波Ｗの伝搬速度の期待値を算出することができ（図１１（ｂ）参照）、この期待値に基づきコンクリート部材Ｐｒにおける仮想領域Ｖに対応する位置での欠陥部位Ｚがない可能性を客観的に評価することができる。

【0123】

このように、部材検査方法は、評価対象であるコンクリート部材Ｐｒにおいて、入力部Ｉｒに入力された弾性波Ｗが、弾性波Ｗを受信する受信部Ｒｒに到達する実測到達時間Ｔｒと、シミュレーションにより算出した仮想到達時間Ｔｆとを比較し、コンクリート部材Ｐｒにおける欠陥部位Ｚの位置を判定する方法である。詳しくは、コンクリート部材Ｐｒに対応する仮想部材Ｐｆにおいて、欠陥部位Ｚを有する領域を仮想的に設定するとともに、入力部Ｉｒに対応する仮想入力部Ｉｆに入力した弾性波Ｗが受信部Ｒｒに対応する仮想受信部Ｒｆに到達する仮想到達時間Ｔｆをシミュレーション演算するシミュレーション工程Ｓ１と、実測到達時間Ｔｒと仮想到達時間Ｔｆとを比較して、コンクリート部材Ｐｒにおける欠陥部位Ｚの位置を判定する比較判定工程Ｓ２とで構成されている。そして、シミュレーション工程Ｓ１において、仮想部材Ｐｆを仮想領域Ｖに分割し、分割されたそれぞれの仮想領域Ｖに、欠陥部位Ｚを有さない正常領域Ｎ、又は、欠陥部位Ｚを有する欠陥領域Ｃを割り当てて割当パターンを生成する。また、仮想入力部Ｉｆから仮想受信部Ｒｆまで弾性波Ｗが伝搬する経路Ｐを探索するとともに、経路Ｐにおける正常領域Ｎの距離を正常距離Ｌｎとして算出し、経路Ｐにおける欠陥領域Ｃの距離を欠陥距離Ｌｃとして算出する。そして、生成可能な割当パターンの数に応じて、正常距離Ｌｎ及び欠陥距離Ｌｃと、正常領域Ｎ及び欠陥領域Ｃにおける弾性波Ｗの伝搬速度とに基づいて仮想到達時間Ｔｆを算出する。

【0124】

これにより、演算処理の負担を軽減するとともに、コンクリート部材Ｐｒにおける欠陥部位Ｚの位置を判定することができる。
詳述すると、評価対象であるコンクリート部材Ｐｒに対応する仮想部材Ｐｆを分割した仮想領域Ｖに正常領域Ｎ及び欠陥領域Ｃを割り当てた割当パターンを複数生成し、割当パターンに応じて算出された仮想到達時間Ｔｆを実測到達時間Ｔｒと比較することで、実測到達時間Ｔｒの誤差の許容範囲内である仮想到達時間Ｔｆを判定することができる。

【0125】

このように実測到達時間Ｔｒの誤差の許容範囲内であると判定された仮想到達時間Ｔｆは、実測到達時間Ｔｒが計測されたコンクリート部材Ｐｒの構成と大差がないと考えられるため、仮想到達時間Ｔｆに対応する正常領域Ｎ及び欠陥領域Ｃの領域を特定することで、コンクリート部材Ｐｒにおける欠陥部位Ｚの位置を判定することができる。

【0126】

またこの部材検査方法では、仮想領域Ｖに正常領域Ｎ又は欠陥領域Ｃを割り当てた割当パターンの数に応じて仮想到達時間Ｔｆを算出し、算出されたこの仮想到達時間Ｔｆと実測到達時間Ｔｒとを比較して、実測到達時間Ｔｒの誤差の許容範囲内である仮想到達時間Ｔｆを解として求める方法である。すなわち、設定条件を変更しながら仮想到達時間Ｔｆを算出する工程と、算出された仮想到達時間Ｔｆと実測到達時間Ｔｒとを比較する工程とを繰り返す必要がなく、欠陥部位Ｚの位置の判定に要する演算処理にかかる負担を軽減できる。

【0127】

さらにまた、複数の仮想領域Ｖに欠陥領域Ｃを配置させた割当パターンに基づいて算出された仮想到達時間Ｔｆを、実測到達時間Ｔｒと比較判定することができる。そして、この仮想到達時間Ｔｆが実測到達時間Ｔｒの許容範囲内であると判定された場合に、コンクリート部材Ｐｒが複数の欠陥部位Ｚを有すると評価できるとともに、割当パターンに基づいてその複数の欠陥部位Ｚの位置を判定することができる。

【0128】

また、割当パターンを、無作為に作成することにより、仮想領域Ｖに対して正常領域Ｎ又は欠陥領域Ｃを割り当てるすべての割当パターンに対して仮想到達時間Ｔｆを算出するのではなく、無作為に設定された所定の数の割当パターンに基づいて仮想到達時間Ｔｆを算出できる。これにより、算出された仮想到達時間Ｔｆと実測到達時間Ｔｒと比較することでコンクリート部材Ｐｒにおいて欠陥部位Ｚが存在する位置の傾向を判定することができる。

【0129】

すなわち、仮想到達時間Ｔｆを算出するための割当パターンの数を減らしながら、欠陥部位Ｚが存在する位置の傾向を判定することができるため、欠陥部位Ｚの位置を判定するための演算処理の負担をより軽減できる。

【0130】

なお、本実施形態では、割当パターンを無作為に生成しているが、例えば、仮想領域Ｖに正常領域Ｎ又は欠陥領域Ｃを割り当ててすべて又は一部の割当パターンを生成し（割当工程Ｓ１３）、生成された割当パターンから所定の数の割当パターンを無作為に選択してもよい（パターン選択工程Ｓ１４）。

【0131】

さらにまた、シミュレーション工程Ｓ１において、正常領域Ｎ及び欠陥領域Ｃにおける弾性波Ｗの伝搬速度を設定することにより、コンクリート部材Ｐｒの材質や材料の混成条件などに基づいて弾性波Ｗの伝搬速度を設定することができる。すなわち、コンクリート部材Ｐｒに合わせてあらかじめ仮想到達時間Ｔｆを算出するための条件の一部を設定することができるため、演算処理にかかる負担をより軽減できるとともに、欠陥部位Ｚの位置を判定することができる。

【0132】

また、正常領域Ｎ又は欠落領域における弾性波Ｗの伝搬速度を所定の値に設定する場合には、仮想到達時間Ｔｆを算出する際に弾性波Ｗの伝搬速度を変更する演算を行う必要がないため、仮想到達時間Ｔｆを算出するための演算処理の負担をより軽減できる。

【0133】

また、受信部Ｒｒが、コンクリート部材Ｐｒに複数配置されていることにより、複数の受信部Ｒｒに対応する仮想受信部Ｒｆごとに仮想到達時間Ｔｆを算出し、それぞれの受信部Ｒｒにおける実測到達時間Ｔｒと対応する仮想到達時間Ｔｆとを比較することができるため、より正確に欠陥部位Ｚの位置を判定することができる。

【0134】

さらに、比較判定工程Ｓ２は、複数配置された受信部Ｒｒのそれぞれに対応する実測到達時間Ｔｒと、仮想受信部Ｒｆのそれぞれに対応する仮想到達時間Ｔｆとを比較して、コンクリート部材Ｐｒにおける欠陥部位Ｚの位置を評価する。

【0135】

これにより、所定の割当パターンにおいて、複数の仮想受信部Ｒｆに対する仮想到達時間Ｔｆが、対応する実測測到達時間の許容範囲内である割合を判定することができる。したがって、実測測到達時間の許容範囲内である割合が高い仮想到達時間Ｔｆに対応する割当パターンほど、実際のコンクリート部材Ｐｒの構成と大差がないと評価することができる。これにより、割当パターンに対応する欠陥領域Ｃに基づいてコンクリート部材Ｐｒの欠陥部位Ｚの位置を評価することができる。

【0136】

また、仮想到達時間Ｔｆが実測到達時間Ｔｒの許容範囲内と判定された複数の割当パターンにおいて、正常領域Ｎ又は欠陥領域Ｃが重複する割合を評価することにより、コンクリート部材Ｐｒにおける欠陥部位Ｚが存在する位置を評価することができる。

【0137】

詳述すると、実測到達時間Ｔｒの誤差の許容範囲内である複数の仮想到達時間Ｔｆに対応する割当パターンを比較することにより、割当パターンにおいて正常領域Ｎ及び欠陥領域Ｃが重複している領域を明確にすることができる。

【0138】

このように、実測到達時間Ｔｒの誤差の許容範囲内である複数の仮想到達時間Ｔｆに基づいた割当パターンにおける正常領域Ｎ及び欠陥領域Ｃの重複部分は、対応するコンクリート部材Ｐｒにおいても欠落部位の存在しない部分及び欠落部位の存在する部分に対応している可能性が高いと評価することができる。したがって、仮想到達時間Ｔｆが実測到達時間Ｔｒの許容範囲内と判定された複数の割当パターンにおける正常領域Ｎ及び欠陥領域Ｃの割合に応じて、コンクリート部材Ｐｒにおける欠陥部位Ｚが存在する位置をより正確に評価することができる。

【0139】

さらにまた、仮想領域Ｖを、正常領域Ｎ及び欠陥領域Ｃが割り当てられた割当パターンに基づく存在確率で算定することにより、コンクリート部材Ｐｒにおいて欠陥領域Ｃに対応する箇所を欠陥部位Ｚを有する可能性を期待値としてより評価することができる。したがって、コンクリート部材Ｐｒにおける欠陥部位Ｚの有無を客観的に評価することができる。

【0140】

また、シミュレーション工程Ｓ１と比較判定工程Ｓ２とを繰り返し行う構成とし、比較判定工程Ｓ２後に、比較判定工程Ｓ２で正常領域Ｎと判定された仮想領域Ｖを正常領域Ｎとして確定し、シミュレーション工程Ｓ１において、欠陥領域Ｃと判定された仮想領域Ｖを再分割し、分割された仮想領域Ｖを、欠陥部位Ｚを有さない正常領域Ｎ、又は、欠陥部位Ｚを有する欠陥領域Ｃに再度割り当てることができる。

【0141】

これにより、段階的に欠陥部位Ｚの位置を判定することができるため、演算処理の負担をより軽減しながら、コンクリート部材Ｐｒにおける欠陥部位Ｚの位置を判定することができる。
詳述すると、前段階でのシミュレーション工程Ｓ１において、仮想部材Ｐｆを少数の仮想領域Ｖで分割し、仮想領域Ｖに対して正常領域Ｎ及び欠陥領域Ｃを割り当てることができるため、正常領域Ｎ及び欠陥領域Ｃに割り当てられる割当パターンの数を減らすことができる。このように少数に分割した仮想領域Ｖに対する仮想到達時間Ｔｆを実測到達時間Ｔｒと比較判定することで、演算処理にかかる負担を軽減しつつ、コンクリート部材Ｐｒにおける欠陥部位Ｚの範囲を大まかに限定することができる。

【0142】

そして、次に実行されるシミュレーション工程Ｓ１において、欠陥部位Ｚのないと判定された仮想領域Ｖを正常領域Ｎと確定するとともに、欠陥領域Ｃと判定された仮想領域Ｖを再分割し、仮想領域Ｖに正常領域Ｎ又は欠陥領域Ｃを再度割り当てて仮想到達時間Ｔｆを算出することができる。これにより、仮想部材Ｐｆの全領域を細かく分割する場合に比べて、細かく分割する領域を小さくできるため、演算処理にかかる負担を軽減できる。

【0143】

また、コンクリート部材Ｐｒにおいて、入力部Ｉｒに弾性波Ｗを入力し、入力部Ｉｒに入力された弾性波Ｗが受信部Ｒｒに到達する実測到達時間Ｔｒを計測する実測工程Ｓ０を行うことにより、実測工程Ｓ０から連続してコンクリート部材Ｐｒの欠陥部位Ｚの位置を評価することができる。そのため、欠陥部位Ｚの位置の評価結果に応じて、再度実測到達時間Ｔｒの再計測などを容易に行うことができ、作業性を向上させることができる。

【0144】

また、コンクリート部材Ｐｒが、多相材料で構成されていることにより、コンクリートのような多相材料における欠陥部位Ｚを、計算処理の負担を軽減しながら、判定することができる。

【0145】

この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施形態を得ることができる。
例えば、本実施形態において、割当工程Ｓ１３において、仮想領域Ｖに対して正常領域Ｎ又は欠陥領域Ｃを割り当てた割当パターンを所定の数だけ生成しているが、例えば全ての割当パターンを生成してもよい。この場合、パターン選択工程Ｓ１４で選択する割当パターンをランダムに選択するとともに、繰り返し選択する割当パターンの数を所定の数としてもよい。

【0146】

また、本実施形態において、前段階として仮想部材Ｐｆを少数の仮想領域Ｖで分割し、欠陥部位Ｚの位置を大まかに判定した後に、欠陥部位Ｚが存在しているであろう領域を再分割することで段階的に欠陥部位Ｚの位置を判定する構成としている。しかしながら、仮想部材Ｐｆ最初からを細かく分割して、欠陥部位Ｚの位置を判定する構成としてもよい。

【0147】

また、本実施形態では、仮想部材Ｐｆを均等な大きさで分割しているが、例えば、仮想部材Ｐｆを不均等な大きさで分割してもよいし、分割された仮想領域Ｖの大きさや分割する仮想部材Ｐｆの範囲を指定して分割してもよい。また、分割された仮想領域Ｖの大きさや分割する範囲を無作為に決定して分割してもよい。

【0148】

さらにまた、本実施形態においては、正常領域Ｎと欠陥領域Ｃに対する弾性波Ｗの伝搬速度を『４０００（ｍ／ｓｅｃ）』と『２７００（ｍ／ｓｅｃ）』とにしているが、この二つに限定することはなく適宜設定することができる。すなわち、伝搬速度は二値化に限定することはなく、所定の範囲（例えば２０００～５０００（ｍ／ｓｅｃ）などのように。）で入力された伝搬速度から適宜選択されてもよい。また、『２０００，３０００，４０００、５０００（ｍ／ｓｅｃ）』のように『１０００（ｍ／ｓｅｃ）』刻みで入力する構成や、『２０００，２１００，２２００，…，４８００，４９００，５０００（ｍ／ｓｅｃ）』のように『１００（ｍ／ｓｅｃ）』刻みで入力する構成とすることもできる。

【0149】

さらにまた、本実施形態では、複数に分割した仮想領域Ｖを正常領域Ｎ及び欠陥領域Ｃに割り当てた複数の割当パターンを生成し、生成された割当パターンにおける仮想到達時間Ｔｆと実測到達時間Ｔｒを比較判定しているが、必ずしもこの構成に限定されない。例えば、図１２に示すように、一の割当パターンに対して仮想到達時間Ｔｆと実測到達時間Ｔｒと比較判定し、欠陥部位Ｚ有無を判定してもよい。

【0150】

以下、図１２に基づいて簡単に説明する。
なお、図１２において、本実施形態における工程と同じ工程には同じ付番を付し、その説明は省略する。

【0151】

この方法では、割当工程Ｓ１３の代わりに、仮想領域Ｖに正常領域Ｎ又は欠陥領域Ｃを割り当てた一の割当パターンをランダムに生成し、この割当パターンに対して仮想到達時間Ｔｆを算出する（受信部選択工程Ｓ１５～算出判定工程Ｓ１８）。そして、算出された仮想到達時間Ｔｆを実測到達時間Ｔｒと比較し（時間判定工程Ｓ２３）、仮想到達時間Ｔｆが実測到達時間Ｔｒの許容誤差の範囲内か否かを判定する（時間評価工程Ｓ２３－２）。仮想到達時間Ｔｆが実測到達時間Ｔｒの許容誤差の範囲外の場合（時間評価工程Ｓ２３－２：Ｎｏ）、割当工程Ｓ１３－１に戻り、新たな割当パターンを生成し（割当工程Ｓ１３－１）、割当パターンに対する仮想到達時間Ｔｆを算出する。そして、仮想到達時間Ｔｆが実測到達時間Ｔｒの許容誤差の範囲内となるまで計算を繰り返す。

【0152】

仮想到達時間Ｔｆが実測到達時間Ｔｒの許容誤差の範囲内である場合（時間評価工程Ｓ２３－２：Ｙｅｓ）、時間判定工程Ｓ２３－１の結果に基づき割当パターンを評価し（評価工程Ｓ２４）、割当パターンの評価結果に基づいてコンクリート部材Ｐｒを評価する（部材評価工程Ｓ２６）。この方法により、計算時間の負担が大幅に軽減される可能性が上がる。

【0153】

なお、仮想到達時間Ｔｆが実測到達時間Ｔｒの許容誤差の範囲内である割当パターンが複数見つかるまで、割当工程Ｓ１３－１～時間評価工程Ｓ２３－２を繰り返してもよい。この場合には、複数の時間判定工程Ｓ２３－１の結果に基づき割当パターンを評価し（評価工程Ｓ２４）、割当パターンの評価結果に基づいてコンクリート部材Ｐｒを評価する（部材評価工程Ｓ２６）。

【符号の説明】

【0154】

１ 部材検査システム
１１ 制御部
Ｐｒ コンクリート部材
Ｐｆ 仮想部材
Ｉｒ 入力部
Ｉｆ 仮想入力部
Ｒｒ 受信部
Ｒｆ 仮想受信部
Ｔｒ 実測到達時間
Ｔｆ 仮想到達時間
Ｗ 弾性波
Ｚ 欠陥部位
Ｓ０ 実測工程
Ｓ１ シミュレーション工程
Ｓ２ 比較判定工程
Ｖ 仮想領域
Ｎ 正常領域
Ｃ 欠陥領域
Ｐ 経路
Ｌｎ 正常距離
Ｌｃ 欠陥距離

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】