特許7842647IP Force 特許公報全文掲載

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コンクリートの圧縮強度の推定方法に関する。さらに詳述すると、レーザ誘起ブレイクダウン分光法を用いたコンクリートの圧縮強度の推定方法に関するものである。

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

しかしながら、特許文献１記載のＬＩＢＳによる圧縮強度推定方法について、本発明者等がコンクリートを用いた実験を行った結果、プラズマ内部で発生した元素固有の輝線が、プラズマ周辺部にある同元素の原子にて吸収され、スペクトル強度が見かけ低下する現象（自己吸収）が生じ、発光強度比を用いて適切に圧縮強度を推定することができないことが明らかになった。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

かかる目的を達成するため、本発明のコンクリートの圧縮強度推定法は、コンクリートのモルタル箇所にレーザパルスを照射してプラズマを誘起させ、当該プラズマの発光スペクトルの中のマグネシウムまたは鉄のいずれかの元素のイオン線と原子線とを含むスペクトルを計測し、計測したスペクトルに対してスペクトル強度の平均値で差し引き、その後にスペクトル強度の標準偏差で除したものを説明変数、圧縮強度試験で求めた圧縮強・・・　続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る

発明の効果[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明のコンクリートの圧縮強度推定法によれば、レーザ誘起ブレイクダウン分光法を用いてコンクリートの圧縮強度を推定することができる。

また、材料分類を行って得られたモルタルに分類されたスペクトルを用いてＰＬＳ回帰を行う場合、より適切なコンクリートの圧縮強度の推定が可能となる。

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】 コンクリート試験体に対してＬＩＢＳを実施する実験装置の一例を示す概略図である。
【図2】 レーザ光照射して得られた３９３～４２５ｎｍの波長領域における発光スペクトル図であり、（ａ）はモルタル、（ｂ）は石灰石、（ｃ）は山砂、（ｄ）は第１の主成分係数、（ｅ）は第２の主成分係数をそれぞれ示す。
【図3】 単純ベイズ分類器による分類領域と、材料ごとに計測した３９３～４２５ｎｍの波長領域のスペクトルを用いて主成分分析を行った時に得られたスコアプロットである。四角、丸、三角のプロットは、モルタル、石灰石、山砂のスペクトルから求めた主成分、実線は分類の境界を示している。
【図4】 カルシウムのイオン線（396.8 nm）と原子線（422.7 nm）の発光強度比及び自己吸収の効果を補正した発光強度比の圧縮強度依存性を示す図であり、（ａ）はカルシウムイオン線と原子線の発光強度比、（ｂ）は補正された発光強度比との相関を示す。
【図5】 レーザ1台を用いたレーザ光照射によりコンクリートのモルタル箇所を計測して微量元素のイオン線と原子線が観測される２４５～３１５ｎｍの波長領域のスペクトル図であり、（ａ）はモルタル、（ｂ）は石灰石、（ｃ）は山砂、（ｄ）は第１の主成分係数、（ｅ）は第２の主成分係数をそれぞれ示す。
【図6】 ２４５～３１５ｎｍの波長領域のスペクトルを使用した主成分分析によって得られた主成分を単純ベイズ分類器によって分類した結果を示すスコアプロットであり、（ａ）は１～５０回目のレーザ照射時、（ｂ）は５１～２００回目のレーザ照射時をそれぞれ示す。四角、丸、三角のプロットは、モルタル、石灰石、山砂のスペクトルから求めた主成分、実線は分類の境界を示している。
【図7】 マグネシウムのイオン線と原子線の発光強度比の圧縮強度依存性を示すグラフであり、（ａ）はシングルパルス照射、（ｂ）はダブルパルス照射を示す。
【図8】 部分的最小二乗回帰に用いる最適な成分数を決めるための１０回の公差検証により求めた推定平均二乗誤差と成分数との関係を示す図であり、（ａ）はシングルパルス照射、（ｂ）はダブルパルス照射の場合を示す。
【図9】 ６つの部分最小二乗成分を使用した場合の圧縮強度の推定結果と実測結果との相関を示す図である。

代表図 図1本件の代表的な図

１ コア（コンクリート試験体） ２ ローラ ３ モータ ４ 実験装置 ５ 自動ステージ ６ 対物レンズ ７ ダイクロイックフィルタ ８ レーザ ９ ミラー、 １０ 偏光ビームスプリッタ １１ 光ファイバ １２ 分光器 １３ 装置制御等用コンピュータ １５ レンズ １６ 遅延パルス発生器

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