构造物评价系统、构造物评价装置以及构造物评价方法制造方法及图纸

实施方式的构造物评价系统具有多个传感器、位置标定部以及评价部。多个传感器检测弹性波。位置标定部根据由所述多个传感器分别检测出的多个弹性波，标定弹性波的发生源的位置。评价部根据基于所述弹性波的发生源的位置标定结果得到的示出所述发生源的位置的弹性波源分布和传感器的有无，评价构造物的劣化状态。

Structure evaluation system, structure evaluation device and structure evaluation method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】构造物评价系统、构造物评价装置以及构造物评价方法
本专利技术的实施方式涉及构造物评价系统、构造物评价装置以及构造物评价方法。
技术介绍
通过在桥梁、岩盘等构造物的表面设置传感器(例如AE(AcousticEmission，声发射)传感器)，能够检测从构造物内部的损伤部位发生的弹性波。通过在构造物的表面设置多个传感器，能够根据传感器之间的弹性波到达时刻的差，标定弹性波的发生源(以下称为“弹性波源”)的位置。另外，通过从外部对构造物提供冲击也会发生弹性波，所以能够标定弹性波源的位置。但是，在弹性波的传播路径中有损伤的情况下，弹性波的传播被妨碍，所以利用传感器的弹性波的检测精度降低。其结果，弹性波源的位置标定精度也降低。利用这样的构造物的特性，能够根据位置标定出的弹性波源的分布的错乱检测构造物内部的损伤。然而，取决于在构造物内部有损伤的区域和传感器的设置位置的关系，有时会错误地评定弹性波源的位置。其结果，存在构造物的劣化状态的评价精度降低的情况。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2004-125721号公报
技术实现思路
本专利技术想要解决的问题在于提供一种能够提高构造物的劣化状态的评价精度的构造物评价系统、构造物评价装置以及构造物评价方法。实施方式的构造物评价系统具有多个传感器、位置标定部以及评价部。多个传感器检测弹性波。位置标定部根据由所述多个传感器分别检测出的多个弹性波，标定弹性波的发生源的位置。评价部根据基于所述弹性波的发生源的位置标定结果得到的示出所述发生源的位置的弹性波源分布和传感器的有无，评价构造物的劣化状态。附图说明图1是示出第1实施方式中的构造物评价系统的结构的图。图2是示出在对构造物施与了均匀的冲击的情况下通过位置标定部进行弹性波源的位置标定而生成的弹性波源分布的图。图3是图2中的弹性波源分布的等密图。图4A是在损伤的正下方设置有传感器的情况下的构造物的剖面图。图4B是在损伤的正下方未设置传感器的情况下的构造物的剖面图。图5是示出第1实施方式中的构造物评价装置进行的劣化状态的评价处理的流程的流程图。图6是示出第2实施方式中的构造物评价系统的结构的图。图7是示出第2实施方式中的构造物评价装置进行的劣化状态的评价处理的流程的流程图。图8是示出第3实施方式中的构造物评价系统的结构的图。图9是用于说明第3实施方式中的构造物评价装置具备的校正部的处理的图。图10是示出第3实施方式中的构造物评价装置进行的劣化状态的评价处理的流程的流程图。具体实施方式以下，参照附图说明实施方式的构造物评价系统、构造物评价装置以及构造物评价方法。(第1实施方式)图1是示出第1实施方式中的构造物评价系统100的结构的图。构造物评价系统100被用于构造物的健全性的评价。在以下的说明中，评价意味着根据某个基准确定构造物的健全性的程度即构造物的劣化状态。此外，在以下的说明中，作为构造物的一个例子，以由混凝土构成的桥梁为例子进行说明，但构造物无需限定于桥梁。例如，构造物只要是伴随裂缝的产生或者发展、或者外部的冲击(例如雨、人工降雨等)而发生弹性波的构造物，则可以是任意的构造物。此外，桥梁不限于在河流、溪谷等上架设的构造物，还包括设置于比地面更上方的各种构造物(例如高速公路的高架桥)等。另外，作为对构造物的劣化状态的评价造成影响的损伤，例如有裂缝、窟窿、砂土化等妨碍弹性波的传播的构造物内部的损伤。在此，裂缝包括纵向的裂缝、横向的裂缝以及倾斜方向的裂缝等。纵向的裂缝是指，在与设置有传感器的构造物的面垂直的方向上产生的裂缝。横向的裂缝是指，在与设置有传感器的构造物的面水平的方向上产生的裂缝。倾斜方向的裂缝是指，在与设置有传感器的构造物的面并非水平以及垂直的方向上产生的裂缝。砂土化是指，主要在沥青与混凝土基板的边界部混凝土变化为砂土状的劣化。构造物评价系统100具备冲击施与部10、多个传感器20-1～20-n(n为2以上的整数)、信号处理部30以及构造物评价装置40。信号处理部30和构造物评价装置40以有线或者无线方式可通信地连接。此外，在以下的说明中，在不区分传感器20-1～20-n的情况下，记载为传感器20。冲击施与部10通过对构造物50提供冲击11，使构造物内部发生弹性波。冲击施与部10例如是设置于在构造物50上行驶的交通工具的装置。冲击施与部10对构造物50的路面以均匀的分布施与许多冲击11。只要对构造物50的路面的宽度范围提供冲击11的施与即可。例如，通过水滴、冰粒、固体物的散布、利用锤头等锤子的连续击打、利用激光的加热等进行冲击11的施与。在冲击施与部10作为冲击11的施与散布水滴的情况下，最好能够通过喷嘴的调整、吐出定时的控制来控制碰撞到路面的水滴的尺寸和定时。在利用锤头等锤子的连续击打中，也最好能够将冲击11的强度和定时控制为期望的值。传感器20设置于构造物50。例如，传感器20设置于与冲击施与部10提供冲击11的面相反的一侧的面。传感器20具有压电元件，检测从构造物50内部发生的弹性波，将检测到的弹性波变换为作为电压信号的AE源信号。传感器20对AE源信号实施放大、频率限制等处理，输出到信号处理部30。此外，也可以代替传感器20而使用加速度传感器。在该情况下，加速度传感器通过进行与传感器20同样的处理，将信号处理后的信号输出到信号处理部30。构造物50的厚度例如是15cm以上。信号处理部30将基于传感器20的处理被实施后的AE源信号作为输入。信号处理部30通过对输入的AE源信号进行所需的噪声去除、参数抽出等信号处理，抽出包含与弹性波有关的信息的AE特征量。与弹性波有关的信息例如是AE源信号的振幅、能量、上升沿时间、持续时间、频率、零交叉计数数等信息。信号处理部30将基于抽出的AE特征量的信息作为AE信号输出到构造物评价装置40。在信号处理部30输出的AE信号中，包含传感器ID、AE检测时刻、AE源信号振幅、能量、上升沿时间以及频率等信息。AE检测时刻表示由传感器20检测到弹性波的时刻。信号处理部30进行的信号处理例如是噪声去除、参数抽出等。另外，与弹性波有关的信息例如是AE源信号的振幅、能量、上升沿时间、持续时间、频率、零交叉计数数等信息。信号处理部30将基于抽出的AE特征量的信息作为AE信号输出到构造物评价装置40。在信号处理部30输出的AE信号中，包含传感器ID、AE检测时刻、AE源信号振幅、能量、上升沿时间以及频率等信息。在此，AE源信号的振幅例如是在弹性波中最大振幅的值。能量例如是在各时间点下对振幅进行平方并对其结果进行时间积分而得到的值。此外，能量的定义不限定于上述例子，例如也可以是使用波形的包络线近似的例子。上升沿时间例如是弹性波从零值起超过预先设定的预定值至上升沿的时间。持续时间例如是从弹性波的上升沿开始至振幅变得小于预先设定的值的时间。频率是弹性波的频率。零交叉计数数例如是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种构造物评价系统，其中，具备：/n多个传感器，检测弹性波；/n位置标定部，根据由所述多个传感器分别检测出的多个弹性波，标定弹性波的发生源的位置；以及/n评价部，根据基于所述弹性波的发生源的位置标定结果得到的示出所述发生源的位置的弹性波源分布和传感器的有无，评价构造物的劣化状态。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种构造物评价系统，其中，具备：
多个传感器，检测弹性波；
位置标定部，根据由所述多个传感器分别检测出的多个弹性波，标定弹性波的发生源的位置；以及
评价部，根据基于所述弹性波的发生源的位置标定结果得到的示出所述发生源的位置的弹性波源分布和传感器的有无，评价构造物的劣化状态。


2.根据权利要求1所述的构造物评价系统，其中，
所述评价部通过分割所述弹性波源分布，设定多个分割区域，比较所述弹性波源分布中的弹性波的第1特征量和预定阈值，将所述第1特征量小于所述预定阈值且设置有传感器的分割区域评价为健全的区域，将所述第1特征量小于所述预定阈值且未设置传感器的分割区域评价为发生劣化的区域。


3.根据权利要求1所述的构造物评价系统，其中，
所述评价部通过分割所述弹性波源分布，设定多个分割区域，比较所述弹性波源分布中的弹性波的第1特征量和预定阈值，将所述第1特征量小于所述预定阈值且包含于以传感器为中心的预定范围的分割区域评价为健全的区域，将所述第1特征量小于所述预定阈值且未包含于以传感器为中心的预定范围的分割区域评价为发生劣化的区域。


4.根据权利要求2或者3所述的构造物评价系统，其中，
所述评价部比较所述弹性波源分布中的弹性波...

【专利技术属性】
技术研发人员：高峰英文，上田祐树，渡部一雄，盐谷智基，桥本胜文，
申请(专利权)人：株式会社东芝，国立大学法人京都大学，
类型：发明
国别省市：日本;JP