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JP3883466B2 - Filler detection method and filler detector - Google Patents
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JP3883466B2 - Filler detection method and filler detector - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばプレキャストコンクリートで作られた型枠へのコンクリートの充填状況を検知する充填物検知方法及び充填物検知装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、建築物の構造体には、プレキャストコンクリートで作られた型枠(以下、プレキャストコンクリート型枠と呼ぶ)の内部に鉄筋を配し、コンクリートを充填する方法が採られている。
近年、デザインの多様化などからプレキャストコンクリート型枠の形状も複雑になり、その複雑な形状の末端部までコンクリートが正しく充填されているかどうかを非破壊検査で容易に検出することができる方法が望まれている。
【0003】
現在商品化されている方法としては、例えば特開平7−269120号公報、特開平10−197467号公報又は特許第2836799号公報で開示されているものがあり、いずれも2つの電極をプレキャストコンクリート型枠内に配置し、その2つの電極にコンクリートが接触した際に発生する電位を検出してコンクリートが充填されたことを検知するようにしている。
【0004】
また、前記の3つの方法とは別な方法として、熱電対をプレキャストコンクリート型枠内に配置し、空気とコンクリートの比熱の違いを利用して温度変化でコンクリートの充填の状態を見分けるようにしたものもある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のコンクリート充填検出方法にあっては、次のような問題があった。
すなわち、プレキャストコンクリート型枠内に設置した電極間の電位は、コンクリートに含まれる水の硬度や周囲温度の影響によって一定しないため、毎回現場で基準値をとる作業が必要となり、作業効率が良くない。
【0006】
また、熱電対を用いて空気とコンクリートの比熱の違いを利用してコンクリートの充填状況を検出するものでは、コンクリートと気温の温度差が小さいとコンクリートの充填状況を正確に検出することができない。特に、海洋に埋設されたような建造物では内部が海水で満たされているため、温度差による検出は困難である。
【0007】
また、モルタルと骨材の入ったコンクリートの違いを識別することができない。この理由は、現在商品化されているシステムは、両者ともモルタルの化学的物性を利用して充填を検知するものであり、コンクリートとモルタルの違いは骨材の有無であることから、骨材の存在を認識できなければコンクリートとモルタルの識別ができないからである。
【0008】
本発明は係る事情に鑑みてなされたものであり、所定の空間例えば閉鎖空間及び開放空間であっても充填が目視等によって容易に確認できない空間内へのコンクリート等の充填物の充填状況を正確且つ容易に検知することができる充填物検知方法及び充填物検知装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決する為の手段】
請求項1に係る発明の閉鎖空間内充填物検知方法は、電気エネルギを機械エネルギに変換するセンサ素子に所定の範囲で周波数が連続的に変化する電気信号を印加し、前記センサ素子を所定の空間内に充填される充填物に接触させた際のその振動周波数特性変化に応じた当該センサ素子に印加された前記電気信号の周波数−電圧特性におけるピーク電圧の位置と大きさの変化を検出することで、前記空間内における前記充填物の充填状況を検知する共に前記充填物となるコンクリート又はモルタルの物性の違いを検知することを特徴とする。
【0010】
この方法によれば、センサ素子に充填物を接触させたときと、接触させなかったときとでセンサ素子の振動の周波数特性が変化することを利用して、空間内への充填物となるコンクリート又はモルタルの充填状況を検知するようにした。これにより、周囲温度の変化に関係なくコンクリート又はモルタルの充填状況を正確且つ容易に検知することが可能となる。例えば、充填物がコンクリートの場合、気温やコンクリートの温度、使用する水の硬度などに影響を受けることがなく、正確に充填状況を検知することができる。
【0011】
また、センサ素子の固有の振動周波数特性は予め判っているので、現場での特別な基準値の設定等の作業が不要であり、充填状況の検知を短時間で行うことができる。さらに、センサ素子の振動周波数特性はセンサ素子に接している物質の比重や粘度などによって変化するので、この変化量を観測すれば、充填された物質がコンクリートなのか、モルタルなのかを識別することが可能となる。
【0012】
請求項2に係る発明の閉鎖空間内充填物検知方法は、電気エネルギを機械エネルギに変換するセンサ素子を複数個離間配置させてそれぞれに所定の範囲で周波数が連続的に変化する電気信号を印加し、前記各センサ素子を所定の空間内に充填される充填物に接触させた際のそれぞれの振動周波数特性変化に応じた当該センサに印加された前記電気信号の周波数−電圧特性におけるピーク電圧の位置と大きさの変化を検出することで、前記充填物の構成物質の充填状況を検知すると共に、前記充填物となるコンクリート又はモルタルの物性の違いを検知し、さらに前記センサ素子のいずれか1つでも他のセンサ素子の振動周波数特性変化と異なる変化を検知したときは前記充填物をコンクリートとすることを特徴とする。
【0013】
この方法によれば、複数のセンサ素子それぞれに同一の電気信号を印加して、それぞれの振動周波数特性変化を検出するので、充填物の構成物質の充填状況を検知することができる。例えば、充填物がコンクリートの場合、構成物質はモルタルと骨材であり、モルタルに接触したセンサ素子の振動周波数特性変化と骨材と接触したセンサ素子の振動周波数特性変化に違いが現れる。このときセンサ素子のいずれか1つでも他のセンサ素子の振動周波数特性変化と異なる変化を検知したときは、モルタルと骨材が混在するとして、コンクリートが充填されたことを知ることができる
【0014】
請求項3に係る発明の充填物検知装置は、電気エネルギを機械エネルギに変換するセンサ素子と、所定の範囲で周波数が連続的に変化する電気信号を繰り返し発生し、発生した電気信号を前記センサ素子に印加する信号発生・印加手段と、前記信号発生・印加手段にて発生した電気信号を前記センサ素子に印加された際の前記センサ素子の振動周波数特性を検出する周波数特性検出手段と、前記周波数特性検出手段の出力である前記センサ素子の振動周波数特性変化に応じた周波数−電圧特性におけるピーク電圧の位置と大きさの変化から、前記センサ素子に何も接触させないときの前記周波数特性検出手段の出力を基準として、前記センサ素子に対する所定の空間内における検知対象物の接触・非接触を判定すると共に前記検知対象物となるコンクリート又はモルタルの物性の違いを判定する判定手段を具備することを特徴とする。
【0015】
この構成によれば、電気信号を機械信号に変換するセンサ素子(例えば圧電スピーカ)を正弦波によって振動させ、またこの正弦波の周波数を任意の範囲で変化させることによってセンサ素子の振動周波数特性変化に応じた周波数−電圧特性におけるピーク電圧の位置と大きさの変化を検出するようにしたので、センサ素子にコンクリート又はモルタルの充填物が接触したときの振動周波数特性の変化によって充填物の空間内での充填状況を検出することが可能となり、またコンクリート又はモルタルの物性の違いを容易に判断することができる。
【0018】
請求項4に係る発明の充填物検知装置は、電気エネルギを機械エネルギに変換する複数のセンサ素子と、所定の範囲で周波数が連続的に変化する電気信号を繰り返し発生し、発生した電気信号を前記各センサ素子に印加する信号発生・印加手段と、前記信号発生・印加手段にて発生した電気信号を前記各センサ素子に印加された際の前記各センサ素子の振動周波数特性を検出する周波数特性検出手段と、前記周波数特性検出手段の出力である前記各センサ素子の振動周波数特性変化に応じた周波数−電圧特性におけるピーク電圧の位置と大きさの変化から、前記各センサ素子に何も接触させないときの前記周波数特性検出手段の出力を基準として、前記各センサ素子に対する所定の空間内における検知対象物の接触・非接触を判定すると共に前記前記検知対象物となるコンクリート又はモルタルの物性の違いを判定する判定手段を具備し、前記判定手段は、前記センサ素子のいずれか1つでも他のセンサ素子の振動周波数特性変化と異なる変化が検知されたときは前記検知対象物をコンクリートと判定することを特徴とする。
【0019】
この構成によれば、複数のセンサ素子それぞれに同一の電気信号を印加して、それぞれの振動周波数特性変化に応じた周波数−電圧特性におけるピーク電圧の位置と大きさの変化を検出するので、充填物の構成物質の充填状況を検知することができる。例えば、充填物がコンクリートの場合、構成物質はモルタルと骨材であり、モルタルに接触したセンサ素子の振動周波数特性変化と骨材と接触したセンサ素子の振動周波数特性変化に違いが現れる。このときセンサ素子のいずれか1つでも他のセンサ素子の振動周波数特性変化と異なる変化を検知したときは、モルタルと骨材が混在するとして、コンクリートが充填されたことを知ることができる
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施の形態に係る充填物検知装置の構成を示すブロック図である。
【0023】
この図において、本実施の形態に係る充填物検知装置は、同期信号発生器1と、可変周波数発振器2と、増幅器3と、圧電スピーカ(センサ素子)4と、抵抗5と、差動増幅器6と、4象限掛け算器7と、ローパスフィルタ8と、判定部9とを備えて構成される。
【0024】
同期信号発生器1は、可変周波数発振器2を繰り返し動作させるための同期信号を発生する。可変周波数発振器2は、周波数が所定の周波数範囲(例えば1kHzから20kHz)で連続的に変化する正弦波の電気信号を発生する。この場合、同期信号発生器1から同期信号が出力される毎に、初期周波数(例えば1kHz)から繰り返し正弦波信号を発生する。増幅器3は、可変周波数発振器2からの正弦波信号を、圧電スピーカ4を駆動できるレベルまで増幅し、加振用信号Vrとして出力する。なお、本実施の形態では、同期信号発生器1、可変周波数発振器2及び増幅器3を含めて信号発生・印加手段と呼ぶ。
【0025】
圧電スピーカ4は、圧電素子を使用したものであり、電気信号を機械信号に変換して出力する。抵抗5は、増幅器3と圧電スピーカ4との間に直列に介挿され、その両端には圧電スピーカ4に流れる電流に対応する電圧が発生する。圧電スピーカ4に流れる電流は周波数の変化によって変化するので、抵抗5の両端に現れる電圧は圧電スピーカ4の周波数特性を反映したものになる。
【0026】
差動増幅器6は、抵抗5の両端の電圧を増幅して電圧Viを出力する。4象限掛け算器7は、加振用信号Vrと電圧Viを乗算してこれらの電圧に対するノイズの影響を除去する。ローパスフィルタ8は、4象限掛け算器7の出力信号から以下で説明するcos(2ωt+α+β)分を除去した信号(出力電圧Vo)を出力する。なお、本実施の形態では、抵抗5、差動増幅器6、4象限掛け算器7及びローパスフィルタ8を含めて周波数特性検出手段と呼ぶ。
【0027】
判定部9は、図示せぬマイコンやLCD(液晶表示器)等の表示器を備えており、圧電スピーカ4にコンクリートを接触させないときの固有の振動周波数特性を基準として、ローパスフィルタ8から出力される信号から、圧電スピーカ4に対するプレキャストコンクリート型枠内におけるコンクリートの接触・非接触を判定し、その結果(良否)を表示器上に表示する。この場合、圧電スピーカ4の固有の振動周波数特性を一度設定しておけば以後メンテナンス時以外、再設定する必要はない。なお、この圧電スピーカ4の固有の振動周波数特性はマイコンのメモリに記憶される。
【0028】
このような構成において、可変周波数発振器2にて発生した正弦波信号は、増幅器3にて増幅されて加振用電圧Vrとして圧電スピーカ4に入力されて、圧電スピーカ4にて機械的振動が発生する。加振用電圧Vrは4象限掛け算器7へも入力される。圧電スピーカ4に機械的振動が発生すると、抵抗5の両端には圧電スピーカ4に流れる電流に対応する電圧が発生する。この電圧が差動増幅器6にて増幅されて電圧Viが出力される。電圧Viと増幅器3からの加振用電圧Vrとが4象限掛け算器7にて乗算される。そして、その出力がローパスフィルタ8にてcos(2ωt+α+β)成分が除去されて出力電圧Voとして得られる。
【0029】
この出力信号Voは、加振用信号の周波数変化に対する圧電スピーカ4の周波数特性(振幅と位相)を反映した信号になる。このとき、圧電スピーカ4の表面に何も接触していないと圧電スピーカ4の持つ固有振動数付近の周波数にピークを持った電圧が図2に示すように現れる。そして、この圧電スピーカ4の周りにコンクリートが充填されると、圧電スピーカ4の振動特性が変化して、図3に示すようにピーク電圧の位置と大きさが変化する。判定部9はこのピーク電圧の変化からコンクリートの充填状況を判定し、その結果を表示器上に表示する。これにより、容易にコンクリートの充填を判別することができる。
【0030】
上記作動原理を、数式を用いて説明すると以下のようになる。
ここで、Vr=Asin(ωt+α)、Vi=Bsin(ωt+β)とする。但し、A,Bは振幅、ωtは周波数、αとβは位相のずれとする。
Vr×Vi=Asin(ωt+α)×Bsin(ωt+β)
=AB[cos(β−α)−cos(2ωt+α+β)]/2 (1)
【0031】
式(1)のcos(β−α)の部分は、位相差に合わせて変化する直流成分であり、ここに電圧Viの振幅成分も含まれる。また、cos(2ωt+α+β)の部分は、元の加振用電圧Vrと電圧Viの2倍の周波数の信号である。必要とする周波数特性の情報は、電圧Viの振幅(大きさ)であるので、式(1)のcos(β−α)のみで良い。したがって、ローパスフィルタ8を通過させてcos(2ωt+α+β)の成分を除去すればよい。このようにして出力電圧Voには周波数特性が電圧の形で現れる。
【0032】
図2及び図3で示したように、プレキャストコンクリート型枠内等の空間内にコンクリートが充填されると、ピークの周波数とレベルが変化することで、その状況を検知することができる。
【0033】
このように、本実施の形態によれば、所定の範囲で周波数が連続的に変化する正弦波の電気信号を発生させて、この電気信号を圧電スピーカ4に印加して振動周波数特性を検出し、この振動周波数特性をもとに圧電スピーカ4をプレキャストコンクリート型枠内に充填されたコンクリートに接触させた際の周波数特性の変化を検出するようにしたので、気温やコンクリートの温度、使用する水の硬度などに影響を受けることがなく、コンクリートのプレキャストコンクリート型枠内における充填状況を検知することができる。すなわち、プレキャストコンクリート型枠内におけるコンクリートの充填状況を正確且つ容易に検知することが可能となる。
【0034】
ところで、一般のコンクリートの場合、モルタル(セメントと砂と水から成る)と粗骨材がコンクリートミキサで十分に攪拌された後にプレキャストコンクリート型枠内に充填されるが、過密配筋などで粗骨材が鉄筋に引っ掛かってモルタルだけが充填される場合が考えられる。この場合、コンクリートの強度不足が懸念されるため、粗骨材の有無を確実に認識できる方法が望まれる。
【0035】
通常、センサ素子である圧電スピーカ4に粗骨材が接触した場合には、図3に示すようなピーク電圧が殆ど無いフラットな波形になるが、粗骨材のないモルタルに接触した場合には図4に示すようにピーク電圧が低周波数領域にずれ込み、またその値も低くなる。
【0036】
ここで問題となるのは、圧電スピーカ4を小型化した場合、コンクリートの充填を検知しようとする個所に圧電スピーカ4を設置してコンクリートを充填した際に、図5に示すように圧電スピーカ4に粗骨材30が接触しないと図4のような波形となり、充填されているものがモルタル31と認識してしまう。これに対して、図6に示すように粗骨材30が圧電素子4に接触していれば図3のような波形となり、コンクリートが充填されたと認識できる。なお、図5及び図6において、符号32で示す部材はコンパネである。
【0037】
なお、圧電スピーカ4そのものを大きくすると、粗骨材30に接触する割合が多くなるが、圧電スピーカ4の質量も増加して振動しにくくなり、この場合圧電スピーカ4の感度が悪くなるので、圧電スピーカ4を大きくすることはできない。そこで、圧電スピーカ4を小型化してもその数を多くすることで粗骨材30に接触する確率を高くでき、判定精度の向上を期待できる。以下に、コンクリートの構成素材である粗骨材30の有無を検出することで充填状況を検知することができる実施の形態について説明する。
【0038】
図7は、本発明の他の実施の形態に係る充填物検知装置の構成を示すブロック図である。
この図において、本実施の形態に係る充填物検知装置は、加振用信号発生・印加部20と、複数の周波数特性検出部21と、判定部22とを備えて構成される。加振用信号発生・印加部20は、実施の形態1に係る充填物検知装置の周波数信号発生器1、可変周波数発振器2及び増幅器3と同一のものを備えており、周波数が所定の周波数範囲(例えば1kHzから20kHz)で連続的に変化する正弦波の電気信号を発生する。
【0039】
複数の周波数特性検出部21は、それぞれ実施の形態1に係る充填物検知装置の圧電スピーカ4、抵抗5、差動増幅器6、4象限掛け算器7及びLPF8と同一のものを備えており、圧電スピーカ4の振動周波数特性を検出する。判定部22は、各周波数特性検出部21の検出結果からコンクリートの構成物質であるモルタルと粗骨材を検出する。各周波数特性検出部21の圧電スピーカ4は、図8に示すように一定の間隔でプレート23上に隣接配置される。この図では9個の圧電スピーカ4が配置されている。なお、複数の圧電スピーカ4とこれらを固定するプレート23をセンサ部と呼ぶこととする。
【0040】
判定部22は、センサ部に何も接触させないときの各周波数特性検出部21の出力を基準として、センサ部をプレキャストコンクリート型枠内のコンクリートに接触させた際のそれぞれの振動周波数特性変化を検出することで、充填物がコンクリートかモルタルかを判定する。すなわち、センサ部の全圧電スピーカ4の振動周波数特性変化が図4のようであれば粗骨材の無いモルタルと判定し、全圧電スピーカ4のいずれか1つでも振動周波数特性変化が図3のようであれば、コンクリートと判定する。充填物としてコンクリートを用いたにも関わらずモルタルと判定した場合は、過密配筋などで粗骨材が鉄筋に引っ掛かってモルタルだけが充填されたものと判断できる。また、コンクリートと判定した場合は、コンクリートが正しく充填されたと判断できる。
【0041】
ここで、図9は上記センサ部を用いた場合の充填状況の一例を示す図であり、圧電スピーカ4−1が粗骨材30に接触しているので、残りの全ての圧電スピーカ30が粗骨材30に接してなくとも、コンクリートの状態で充填されていることが分かる。なお、圧電スピーカ4の数が多いほど、また間隔が狭いほどコンクリート内の粗骨材30に接触する確率が高くなり判定精度は向上するが、実際には大きさに限度があるため、現実に使われているコンクリートの粗骨材の割合に則した数及び間隔にするのが良い。一般に使用されている粗骨材の最大寸法は20又は25mmで、空隙率(粗骨材で無い部分≒モルタル+細骨材)は30〜40%が一般的であるため、これを考慮した数と寸法にするのが良い。
【0042】
このように、本実施の形態によれば、複数の圧電スピーカ4それぞれに同一の電気信号を印加してそれぞれの振動周波数特性変化を検出するので、コンクリートの構成物質であるモルタルと粗骨材の充填状況を検知することができる。
【0043】
なお、上記各実施の形態では、単一の周波数範囲の正弦波を用いたが、周波数範囲を切り替える周波数範囲切替器(図示略)を設けて、複数の周波数範囲の正弦波を択一的に選択できるようにしてもよい。この場合、可変周波数発振器2は、周波数範囲切替器にて切り替えられた範囲の周波数帯で正弦波信号を繰り返し発生させる機能を有することになる。このように、複数の周波数範囲の正弦波を択一的に選択できるようにすることで、プレキャストコンクリート型枠の構造や材質等の物理的な特性に応じて測定に最適な周波数範囲を選択することができ、これによって、より精度の高い測定が可能となる。
【0044】
また、上記各実施の形態では、判定部9、22を設けたが、必ずしもこれらを設ける必要はなく、オシロスコープなどの波形測定装置を用いて、ローパスフィルタ8の出力波形を観測するようにしても良い。オシロスコープなどの波形測定装置がある場合は、判定部9、22を不要とする分、装置としてのコストの削減が可能となる。
【0045】
また、上記各実施の形態では、コンクリートのプレキャストコンクリート型枠等の閉鎖空間内への充填状況の検出について述べたが、他の木製型枠や鋼材で作られた型枠内への充填状況の検出等に使用できることは述べるまでもない。
【0046】
【発明の効果】
請求項1に係る発明の閉鎖空間内充填物検知方法によれば、所定の範囲で周波数が連続的に変化する正弦波の電気信号を発生させて、この電気信号を、電気エネルギを機械エネルギに変換する素子に印加して素子の振動の周波数特性を検出し、この周波数特性をもとに素子を空間内に充填された充填物に接触させた際の周波数特性の変化を検出するようにしたので、充填物の空間内における充填状況を正確且つ容易に検出することができる。
【0047】
請求項2に係る発明の閉鎖空間内充填物検知方法によれば、複数のセンサ素子それぞれに同一の電気信号を印加して、それぞれの振動周波数特性変化を検出するので、充填物の構成物質の充填状況を検知することができる。
【0048】
請求項3に係る発明の充填物検知装置によれば、電気信号を機械信号に変換するセンサ素子(例えば圧電スピーカ)を正弦波によって振動させ、またこの正弦波の周波数を任意の範囲で変化させることによってセンサ素子の振動周波数特性を検出するようにしたので、センサ素子にコンクリート等の充填物が接触したときの振動周波数特性の変化によって充填物の空間内での充填状況を検出することができる。
【0049】
請求項3に係る発明の充填物検知装置によれば、判定手段の出力によって、センサ素子にコンクリート等の充填物が接触した状態か否かを容易に判断することができる。
【0050】
請求項4に係る発明の充填物検知装置によれば、複数のセンサ素子それぞれに同一の電気信号を印加して、それぞれの振動周波数特性変化を検出するので、充填物の構成物質の充填状況を検知することができる。
【0051】
請求項5に係る発明の充填物検知装置によれば、センサ素子として圧電スピーカを利用したので、安価な充填物検知装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態に係る充填物検知装置の構成を示すブロック図である。
【図2】 図1の充填物検知装置での測定結果の一例を示す図で、プレキャストコンクリート型枠内にコンクリートが無い場合の出力電圧波形図である。
【図3】 図1の充填物検知装置での測定結果の一例を示す図で、プレキャストコンクリート型枠内にコンクリートが有る場合の出力電圧波形図である。
【図4】 図1の充填物検知装置での測定結果の一例を示す図で、プレキャストコンクリート型枠内にモルタルが有る場合の出力電圧波形図である。
【図5】 プレキャストコンクリート型枠内のコンクリートの充填状況を示す図で、圧電スピーカに粗骨材が接触していない場合の図である。
【図6】 プレキャストコンクリート型枠内のコンクリートの充填状況を示す図で、圧電スピーカに粗骨材が接触している場合の図である。
【図7】 本発明の他の実施の形態に係る充填物検知装置の構成を示すブロック図である。
【図8】 図7の充填物検知装置のセンサ部を示す図である。
【図9】 プレキャストコンクリート型枠内のコンクリートの充填状況を示す図で、センサ部の1つの圧電スピーカに粗骨材が接触している場合の図である。
【符号の説明】
1 同期信号発生器
2 可変周波数発振器
3 増幅器
4、4−1、4−2、4−3 圧電スピーカ
5 抵抗
6 差動増幅器
7 4象限掛け算器
8 ローパスフィルタ
9、22 判定部
20 加振用信号発生・印加部
21 周波数特性検出部
30 粗骨材
31 モルタル
32 コンパネ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a filling detection method and a filling detection apparatus for detecting a filling state of concrete into a mold made of, for example, precast concrete.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a method of filling a concrete with a reinforcing bar disposed inside a formwork made of precast concrete (hereinafter referred to as precast concrete formwork) has been adopted for a building structure.
In recent years, the shape of precast concrete formwork has become complex due to diversification of design, etc., and a method that can easily detect whether the concrete is properly filled up to the end of the complex shape by nondestructive inspection is desired. It is rare.
[0003]
Examples of methods currently commercialized include those disclosed in JP-A-7-269120, JP-A-10-197467, or Japanese Patent No. 2836799, both of which are precast concrete type. It arrange | positions in a frame and detects the electric potential which generate | occur | produces when concrete contacts the two electrodes, and it is made to detect that the concrete was filled.
[0004]
In addition, as a method different from the above three methods, a thermocouple is placed in a precast concrete formwork, and the concrete filling state is discriminated by temperature change using the difference in specific heat between air and concrete. There are also things.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the conventional concrete filling detection method has the following problems.
In other words, the potential between the electrodes installed in the precast concrete formwork is not constant due to the hardness of the water contained in the concrete and the influence of the ambient temperature. .
[0006]
In addition, in a case where the concrete filling state is detected using the difference in specific heat between air and concrete using a thermocouple, the concrete filling state cannot be detected accurately if the temperature difference between the concrete and the temperature is small. In particular, in a building buried in the ocean, the interior is filled with seawater, so detection by a temperature difference is difficult.
[0007]
Also, the difference between mortar and aggregated concrete cannot be identified. This is because the systems currently commercialized both detect filling using the chemical properties of mortar, and the difference between concrete and mortar is the presence or absence of aggregate. This is because it is impossible to distinguish between concrete and mortar unless it can be recognized.
[0008]
The present invention has been made in view of such circumstances, and accurately describes the filling state of a filler such as concrete in a predetermined space such as a closed space and an open space where filling cannot be easily confirmed by visual observation or the like. An object of the present invention is to provide a filling detection method and a filling detection apparatus that can be easily detected.
[0009]
[Means for solving the problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for detecting a filling in a closed space, wherein an electrical signal whose frequency continuously changes in a predetermined range is applied to a sensor element that converts electrical energy into mechanical energy. Changes in the position and magnitude of the peak voltage in the frequency-voltage characteristics of the electrical signal applied to the sensor element according to changes in the vibration frequency characteristics when contacting with the filling material filled in the space Thus, the filling state of the filler in the space is detected , and a difference in physical properties of the concrete or mortar serving as the filler is detected .
[0010]
According to this method, the concrete that becomes the filler in the space is utilized by changing the frequency characteristics of vibration of the sensor element when the filler is brought into contact with the sensor element and when the filler is not brought into contact with the sensor element. Alternatively, the filling state of mortar is detected. This makes it possible to accurately and easily detect the filling state of concrete or mortar regardless of changes in ambient temperature. For example, when the filling material is concrete, the filling state can be accurately detected without being affected by the temperature, the temperature of the concrete, the hardness of water used, and the like.
[0011]
In addition, since the inherent vibration frequency characteristic of the sensor element is known in advance, it is not necessary to perform special operations such as setting a special reference value at the site, and the filling status can be detected in a short time. Furthermore, since the vibration frequency characteristics of the sensor element change depending on the specific gravity and viscosity of the substance in contact with the sensor element, observing the amount of change identifies whether the filled substance is concrete or mortar. Is possible.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for detecting a filling in a closed space, wherein a plurality of sensor elements for converting electrical energy into mechanical energy are arranged apart from each other, and an electric signal whose frequency continuously changes in a predetermined range is applied to each of the sensor elements. The peak voltage in the frequency-voltage characteristic of the electric signal applied to the sensor according to the change in the vibration frequency characteristic when the sensor element is brought into contact with the filling material filled in a predetermined space. By detecting a change in position and size, the filling state of the constituent material of the filling is detected, a difference in physical properties of the concrete or mortar that becomes the filling is detected, and any one of the sensor elements When the change different from the vibration frequency characteristic change of other sensor elements is detected, the filling is made of concrete .
[0013]
According to this method, since the same electrical signal is applied to each of the plurality of sensor elements to detect each change in vibration frequency characteristics, it is possible to detect the filling state of the constituent material of the filling. For example, when the filling material is concrete, the constituent materials are mortar and aggregate, and a difference appears between the change in the vibration frequency characteristic of the sensor element in contact with the mortar and the change in the vibration frequency characteristic of the sensor element in contact with the aggregate. At this time, when any one of the sensor elements detects a change different from the vibration frequency characteristic change of the other sensor elements, it can be known that the concrete has been filled, assuming that mortar and aggregate are mixed .
[0014]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a filling detection apparatus that repeatedly generates a sensor element that converts electrical energy into mechanical energy and an electrical signal whose frequency continuously changes within a predetermined range, and the generated electrical signal is the sensor. A signal generating / applying means to be applied to the element; a frequency characteristic detecting means for detecting a vibration frequency characteristic of the sensor element when the electrical signal generated by the signal generating / applying means is applied to the sensor element; The frequency characteristic detection means when nothing is brought into contact with the sensor element from the change in the position and magnitude of the peak voltage in the frequency-voltage characteristic corresponding to the vibration frequency characteristic change of the sensor element, which is the output of the frequency characteristic detection means based on the output of it and the detection object with determining contact and non-contact of the detection object in a given space relative to the sensor element Characterized by comprising determination means for determining the difference of the physical properties of the concrete or mortar.
[0015]
According to this configuration, a sensor element (for example, a piezoelectric speaker) that converts an electrical signal into a mechanical signal is vibrated by a sine wave, and the frequency characteristic of the sensor element is changed by changing the frequency of the sine wave in an arbitrary range. Since the change in the position and magnitude of the peak voltage in the frequency-voltage characteristic according to the frequency is detected, the vibration frequency characteristic changes when the concrete or mortar filling comes into contact with the sensor element. possible to detect the filling situation in the Do Ri, also it can easily determine the difference in physical properties of the concrete or mortar.
[0018]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a filling detection apparatus that repeatedly generates a plurality of sensor elements that convert electric energy into mechanical energy and an electric signal whose frequency continuously changes within a predetermined range. Signal generation / application means applied to each sensor element, and frequency characteristics for detecting vibration frequency characteristics of each sensor element when an electrical signal generated by the signal generation / application means is applied to each sensor element From the change in the position and magnitude of the peak voltage in the frequency-voltage characteristic according to the change in the vibration frequency characteristic of each sensor element that is the output of the detection means and the frequency characteristic detection means, nothing is brought into contact with each sensor element based on the output of the frequency characteristic detecting means when, with judges contact and non-contact of the detection object in a given space relative to the respective sensor element Serial comprising determination means for determining the difference of the sense target to become concrete or mortar properties, the determining means, the vibration frequency characteristic changes and different changes in any one any other sensor element of the sensor element When detected, the detection object is determined to be concrete .
[0019]
According to this configuration, the same electrical signal is applied to each of the plurality of sensor elements, and the change in the position and magnitude of the peak voltage in the frequency-voltage characteristic corresponding to each change in the vibration frequency characteristic is detected. It is possible to detect the filling state of the constituent material of the object. For example, when the filling material is concrete, the constituent materials are mortar and aggregate, and a difference appears between the change in the vibration frequency characteristic of the sensor element in contact with the mortar and the change in the vibration frequency characteristic of the sensor element in contact with the aggregate. At this time, when any one of the sensor elements detects a change different from the vibration frequency characteristic change of the other sensor elements, it can be known that the concrete has been filled, assuming that mortar and aggregate are mixed .
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a filling detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
[0023]
In this figure, the filling detector according to the present embodiment includes a synchronization signal generator 1, a variable frequency oscillator 2, an amplifier 3, a piezoelectric speaker (sensor element) 4, a resistor 5, and a differential amplifier 6. A quadrant multiplier 7, a low-pass filter 8, and a determination unit 9.
[0024]
The synchronization signal generator 1 generates a synchronization signal for repeatedly operating the variable frequency oscillator 2. The variable frequency oscillator 2 generates a sinusoidal electric signal whose frequency continuously changes in a predetermined frequency range (for example, 1 kHz to 20 kHz). In this case, every time a synchronization signal is output from the synchronization signal generator 1, a sine wave signal is repeatedly generated from an initial frequency (for example, 1 kHz). The amplifier 3 amplifies the sine wave signal from the variable frequency oscillator 2 to a level at which the piezoelectric speaker 4 can be driven, and outputs it as an excitation signal Vr. In the present embodiment, the synchronous signal generator 1, the variable frequency oscillator 2, and the amplifier 3 are collectively referred to as signal generation / application means.
[0025]
The piezoelectric speaker 4 uses a piezoelectric element, and converts an electrical signal into a mechanical signal and outputs it. The resistor 5 is inserted in series between the amplifier 3 and the piezoelectric speaker 4, and a voltage corresponding to the current flowing through the piezoelectric speaker 4 is generated at both ends thereof. Since the current flowing through the piezoelectric speaker 4 changes according to the change in frequency, the voltage appearing at both ends of the resistor 5 reflects the frequency characteristics of the piezoelectric speaker 4.
[0026]
The differential amplifier 6 amplifies the voltage across the resistor 5 and outputs a voltage Vi. The 4-quadrant multiplier 7 multiplies the excitation signal Vr and the voltage Vi to remove the influence of noise on these voltages. The low-pass filter 8 outputs a signal (output voltage Vo) obtained by removing cos (2ωt + α + β) described below from the output signal of the 4-quadrant multiplier 7. In this embodiment, the resistor 5, the differential amplifier 6, the four-quadrant multiplier 7, and the low-pass filter 8 are collectively referred to as frequency characteristic detecting means.
[0027]
The determination unit 9 includes a display such as a microcomputer or LCD (liquid crystal display) (not shown), and is output from the low-pass filter 8 on the basis of the characteristic vibration frequency characteristic when the concrete is not brought into contact with the piezoelectric speaker 4. The contact / non-contact of the concrete in the precast concrete mold with respect to the piezoelectric speaker 4 is determined from the signal, and the result (good or bad) is displayed on the display. In this case, once the unique vibration frequency characteristics of the piezoelectric speaker 4 are set, there is no need to reset them except during maintenance. The inherent vibration frequency characteristic of the piezoelectric speaker 4 is stored in the memory of the microcomputer.
[0028]
In such a configuration, the sine wave signal generated by the variable frequency oscillator 2 is amplified by the amplifier 3 and input to the piezoelectric speaker 4 as the excitation voltage Vr, and mechanical vibration is generated in the piezoelectric speaker 4. To do. The excitation voltage Vr is also input to the 4-quadrant multiplier 7. When mechanical vibration is generated in the piezoelectric speaker 4, a voltage corresponding to the current flowing through the piezoelectric speaker 4 is generated at both ends of the resistor 5. This voltage is amplified by the differential amplifier 6 to output the voltage Vi. The four-quadrant multiplier 7 multiplies the voltage Vi and the excitation voltage Vr from the amplifier 3. Then, the output is obtained as an output voltage Vo by removing the cos (2ωt + α + β) component by the low-pass filter 8.
[0029]
The output signal Vo is a signal reflecting the frequency characteristics (amplitude and phase) of the piezoelectric speaker 4 with respect to the frequency change of the excitation signal. At this time, if nothing is in contact with the surface of the piezoelectric speaker 4, a voltage having a peak at a frequency near the natural frequency of the piezoelectric speaker 4 appears as shown in FIG. When concrete is filled around the piezoelectric speaker 4, the vibration characteristics of the piezoelectric speaker 4 change, and the position and magnitude of the peak voltage change as shown in FIG. The determination unit 9 determines the concrete filling state from the change in the peak voltage, and displays the result on the display. Thereby, it is possible to easily determine whether the concrete is filled.
[0030]
The operation principle will be described using mathematical expressions as follows.
Here, it is assumed that Vr = Asin (ωt + α) and Vi = Bsin (ωt + β). However, A and B are amplitudes, ωt is a frequency, and α and β are phase shifts.
Vr × Vi = Asin (ωt + α) × Bsin (ωt + β)
= AB [cos (β-α) -cos (2ωt + α + β)] / 2 (1)
[0031]
The part of cos (β−α) in the equation (1) is a direct current component that changes in accordance with the phase difference, and includes the amplitude component of the voltage Vi. The portion of cos (2ωt + α + β) is a signal having a frequency twice that of the original excitation voltage Vr and voltage Vi. Since the necessary frequency characteristic information is the amplitude (magnitude) of the voltage Vi, only cos (β−α) in the equation (1) is sufficient. Therefore, the component of cos (2ωt + α + β) may be removed by passing through the low-pass filter 8. In this way, frequency characteristics appear in the form of voltage in the output voltage Vo.
[0032]
As shown in FIGS. 2 and 3, when concrete is filled in a space such as a precast concrete formwork, the situation can be detected by changing the peak frequency and level.
[0033]
As described above, according to the present embodiment, a sine wave electric signal whose frequency continuously changes within a predetermined range is generated, and this electric signal is applied to the piezoelectric speaker 4 to detect the vibration frequency characteristic. Based on this vibration frequency characteristic, since the change of the frequency characteristic when the piezoelectric speaker 4 is brought into contact with the concrete filled in the precast concrete mold is detected, the temperature, the concrete temperature, the water used It is possible to detect the filling state of the concrete in the precast concrete formwork without being affected by the hardness of the steel. That is, it becomes possible to accurately and easily detect the concrete filling state in the precast concrete formwork.
[0034]
By the way, in the case of ordinary concrete, mortar (comprising cement, sand and water) and coarse aggregate are sufficiently mixed with a concrete mixer and then filled into a precast concrete formwork. It is conceivable that the material is caught by the reinforcing bar and only the mortar is filled. In this case, since there is a concern about insufficient strength of the concrete, a method that can reliably recognize the presence or absence of coarse aggregate is desired.
[0035]
Normally, when the coarse aggregate is in contact with the piezoelectric speaker 4 that is a sensor element, a flat waveform having almost no peak voltage as shown in FIG. 3 is obtained, but when the coarse speaker is in contact with a mortar without coarse aggregate. As shown in FIG. 4, the peak voltage shifts to the low frequency region, and its value also decreases.
[0036]
The problem here is that, when the piezoelectric speaker 4 is downsized, when the piezoelectric speaker 4 is installed at a location where concrete filling is to be detected and the concrete is filled, the piezoelectric speaker 4 as shown in FIG. If the coarse aggregate 30 does not come into contact, the waveform as shown in FIG. 4 is obtained, and the filled one is recognized as the mortar 31. On the other hand, as shown in FIG. 6, if the coarse aggregate 30 is in contact with the piezoelectric element 4, the waveform is as shown in FIG. 3, and it can be recognized that the concrete is filled. 5 and 6, the member indicated by reference numeral 32 is a control panel.
[0037]
If the piezoelectric speaker 4 itself is made larger, the proportion of contact with the coarse aggregate 30 increases, but the mass of the piezoelectric speaker 4 also increases and it becomes difficult to vibrate. In this case, the sensitivity of the piezoelectric speaker 4 deteriorates. The speaker 4 cannot be enlarged. Therefore, even if the piezoelectric speakers 4 are reduced in size, increasing the number thereof can increase the probability of contact with the coarse aggregate 30 and can be expected to improve the determination accuracy. Below, embodiment which can detect a filling condition by detecting the presence or absence of the coarse aggregate 30 which is a constituent material of concrete is described.
[0038]
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a filling material detection apparatus according to another embodiment of the present invention.
In this figure, the filling material detection apparatus according to the present embodiment includes an excitation signal generation / application unit 20, a plurality of frequency characteristic detection units 21, and a determination unit 22. The excitation signal generation / application unit 20 includes the same components as the frequency signal generator 1, variable frequency oscillator 2 and amplifier 3 of the filler detection apparatus according to the first embodiment, and the frequency is in a predetermined frequency range. A sine wave electric signal that continuously changes at a frequency (for example, 1 kHz to 20 kHz) is generated.
[0039]
Each of the plurality of frequency characteristic detection units 21 includes the same ones as the piezoelectric speaker 4, the resistor 5, the differential amplifier 6, the four quadrant multiplier 7, and the LPF 8 of the filling detection device according to the first embodiment. The vibration frequency characteristic of the speaker 4 is detected. The determination unit 22 detects mortar and coarse aggregate, which are constituent materials of concrete, from the detection results of the frequency characteristic detection units 21. As shown in FIG. 8, the piezoelectric speakers 4 of each frequency characteristic detection unit 21 are arranged adjacent to each other on the plate 23 at regular intervals. In this figure, nine piezoelectric speakers 4 are arranged. The plurality of piezoelectric speakers 4 and the plate 23 that fixes them are referred to as sensor portions.
[0040]
The determination unit 22 detects each vibration frequency characteristic change when the sensor unit is brought into contact with the concrete in the precast concrete mold, based on the output of each frequency characteristic detection unit 21 when nothing is brought into contact with the sensor unit. By doing so, it is determined whether the filling is concrete or mortar. That is, if the vibration frequency characteristic change of all the piezoelectric speakers 4 in the sensor section is as shown in FIG. 4, it is determined that the mortar has no coarse aggregate, and any one of all the piezoelectric speakers 4 has the vibration frequency characteristic change of FIG. If so, it is determined as concrete. When it is determined that the mortar is used even though the concrete is used as the filler, it can be determined that the coarse aggregate is caught by the reinforcing bar due to overfilling or the like and only the mortar is filled. Moreover, when it determines with concrete, it can be judged that concrete was filled correctly.
[0041]
Here, FIG. 9 is a diagram showing an example of a filling state when the sensor unit is used. Since the piezoelectric speaker 4-1 is in contact with the coarse aggregate 30, all the remaining piezoelectric speakers 30 are coarse. Even if it is not in contact with the aggregate 30, it can be seen that the concrete is filled. Note that the greater the number of piezoelectric speakers 4 and the smaller the interval, the higher the probability of contact with the coarse aggregate 30 in the concrete and the determination accuracy improves. However, since the size is actually limited, The number and spacing should be in accordance with the proportion of concrete coarse aggregate used. Generally used coarse aggregate has a maximum dimension of 20 or 25 mm, and the porosity (part not coarse aggregate ≒ mortar + fine aggregate) is generally 30-40%. It is good to make it a dimension.
[0042]
As described above, according to the present embodiment, the same electrical signal is applied to each of the plurality of piezoelectric speakers 4 to detect the respective vibration frequency characteristic changes. Therefore, the mortar and the coarse aggregate that are the constituent materials of the concrete are detected. The filling situation can be detected.
[0043]
In each of the above embodiments, a sine wave having a single frequency range is used. However, a frequency range switch (not shown) for switching the frequency range is provided, and a sine wave having a plurality of frequency ranges is alternatively selected. You may make it selectable. In this case, the variable frequency oscillator 2 has a function of repeatedly generating a sine wave signal in the frequency band in the range switched by the frequency range switch. In this way, by selecting sine waves in multiple frequency ranges, the optimum frequency range for measurement can be selected according to the physical characteristics such as the structure and material of the precast concrete formwork. This allows for more accurate measurements.
[0044]
In each of the above embodiments, the determination units 9 and 22 are provided. However, it is not always necessary to provide them, and the output waveform of the low-pass filter 8 may be observed using a waveform measurement device such as an oscilloscope. good. When there is a waveform measuring device such as an oscilloscope, the cost of the device can be reduced by the amount that the determination units 9 and 22 are unnecessary.
[0045]
In each of the above embodiments, detection of the state of filling in a closed space such as a precast concrete formwork of concrete has been described. However, the state of filling into a formwork made of other wooden formwork or steel material is described. Needless to say, it can be used for detection and the like.
[0046]
【The invention's effect】
According to the method for detecting a filling in a closed space according to the first aspect of the present invention, a sine wave electric signal whose frequency continuously changes within a predetermined range is generated, and this electric signal is converted into mechanical energy. Applied to the element to be converted to detect the frequency characteristic of the vibration of the element, and based on this frequency characteristic, the change of the frequency characteristic when the element is brought into contact with the filler filled in the space is detected. Therefore, the filling situation in the space of the filling can be detected accurately and easily.
[0047]
According to the method for detecting a filler in a closed space according to the second aspect of the present invention, the same electrical signal is applied to each of the plurality of sensor elements to detect each change in vibration frequency characteristics. The filling situation can be detected.
[0048]
According to the filling detector of the invention of claim 3, a sensor element (for example, a piezoelectric speaker) that converts an electrical signal into a mechanical signal is vibrated by a sine wave, and the frequency of the sine wave is changed within an arbitrary range. Since the vibration frequency characteristic of the sensor element is detected by this, the filling state in the space of the filler can be detected by the change of the vibration frequency characteristic when the filler such as concrete contacts the sensor element. .
[0049]
According to the filler detection device of the invention of claim 3 , it is possible to easily determine whether or not a filler such as concrete is in contact with the sensor element, based on the output of the determination means.
[0050]
According to the packing detection device of the invention according to claim 4 , since the same electrical signal is applied to each of the plurality of sensor elements to detect the change in the vibration frequency characteristics, the filling status of the constituent material of the packing is determined. Can be detected.
[0051]
According to the filler detection device of the invention of claim 5 , since the piezoelectric speaker is used as the sensor element, an inexpensive filler detection device can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a filling material detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a measurement result obtained by the filling detection apparatus of FIG. 1, and is an output voltage waveform diagram when there is no concrete in a precast concrete formwork.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a measurement result obtained by the filling detection apparatus of FIG. 1, and is an output voltage waveform diagram when concrete is present in a precast concrete formwork.
FIG. 4 is a diagram showing an example of a measurement result obtained by the filling detection apparatus of FIG. 1, and is an output voltage waveform diagram when mortar is present in a precast concrete formwork.
FIG. 5 is a diagram showing a concrete filling state in a precast concrete formwork, and is a diagram in a case where a coarse aggregate is not in contact with a piezoelectric speaker.
FIG. 6 is a diagram showing a concrete filling state in a precast concrete formwork, and is a diagram in a case where a coarse aggregate is in contact with a piezoelectric speaker.
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a filling detection device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a sensor unit of the filling material detection apparatus of FIG. 7;
FIG. 9 is a view showing a state of filling concrete in a precast concrete formwork, and is a view in a case where coarse aggregate is in contact with one piezoelectric speaker of a sensor unit.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Synchronous signal generator 2 Variable frequency oscillator 3 Amplifier 4, 4-1, 4-2, 4-3 Piezoelectric speaker 5 Resistance 6 Differential amplifier 7 4 Quadrant multiplier 8 Low pass filter 9, 22 Judgment part 20 Excitation signal Generation and application unit 21 Frequency characteristic detection unit 30 Coarse aggregate 31 Mortar 32 Control panel

Claims (4)

電気エネルギを機械エネルギに変換するセンサ素子に所定の範囲で周波数が連続的に変化する電気信号を印加し、前記センサ素子を所定の空間内に充填される充填物に接触させた際のその振動周波数特性変化に応じた当該センサ素子に印加された前記電気信号の周波数−電圧特性におけるピーク電圧の位置と大きさの変化を検出することで、前記空間内における前記充填物の充填状況を検知する共に前記充填物となるコンクリート又はモルタルの物性の違いを検知することを特徴とする充填物検知方法。When an electric signal whose frequency continuously changes in a predetermined range is applied to a sensor element that converts electrical energy into mechanical energy, and the sensor element is brought into contact with a filler filled in a predetermined space, the vibration of the sensor element By detecting a change in the position and magnitude of the peak voltage in the frequency-voltage characteristic of the electrical signal applied to the sensor element according to the frequency characteristic change, the filling state of the filler in the space is detected. A filler detection method characterized by detecting a difference in physical properties of the concrete or mortar that is the filler. 電気エネルギを機械エネルギに変換するセンサ素子を複数個離間配置させてそれぞれに所定の範囲で周波数が連続的に変化する電気信号を印加し、前記各センサ素子を所定の空間内に充填される充填物に接触させた際のそれぞれの振動周波数特性変化に応じた当該センサに印加された前記電気信号の周波数−電圧特性におけるピーク電圧の位置と大きさの変化を検出することで、前記充填物の構成物質の充填状況を検知すると共に、前記充填物となるコンクリート又はモルタルの物性の違いを検知し、さらに前記センサ素子のいずれか1つでも他のセンサ素子の振動周波数特性変化と異なる変化を検知したときは前記充填物をコンクリートとすることを特徴とする充填物検知方法。A plurality of sensor elements that convert electrical energy into mechanical energy are arranged apart from each other, and an electric signal whose frequency continuously changes in a predetermined range is applied to each sensor element, and each sensor element is filled in a predetermined space. By detecting the change in the position and magnitude of the peak voltage in the frequency-voltage characteristic of the electrical signal applied to the sensor according to the change in the vibration frequency characteristic when the object is brought into contact with the object, Detects the filling status of the constituent materials, detects the difference in the physical properties of the concrete or mortar that becomes the filler, and detects any change that differs from the vibration frequency characteristics of other sensor elements. When it does, the said filling material is made into concrete, The packing detection method characterized by the above-mentioned . 電気エネルギを機械エネルギに変換するセンサ素子と、
所定の範囲で周波数が連続的に変化する電気信号を繰り返し発生し、発生した電気信号を前記センサ素子に印加する信号発生・印加手段と、
前記信号発生・印加手段にて発生した電気信号を前記センサ素子に印加された際の前記センサ素子の振動周波数特性を検出する周波数特性検出手段と、
前記周波数特性検出手段の出力である前記センサ素子の振動周波数特性変化に応じた周波数−電圧特性におけるピーク電圧の位置と大きさの変化から、前記センサ素子に何も接触させないときの前記周波数特性検出手段の出力を基準として、前記センサ素子に対する所定の空間内における検知対象物の接触・非接触を判定すると共に前記検知対象物となるコンクリート又はモルタルの物性の違いを判定する判定手段を具備することを特徴とする充填物検知装置。
A sensor element for converting electrical energy into mechanical energy;
A signal generating / applying means for repeatedly generating an electric signal whose frequency continuously changes in a predetermined range and applying the generated electric signal to the sensor element;
A frequency characteristic detecting means for detecting a vibration frequency characteristic of the sensor element when the electric signal generated by the signal generating / applying means is applied to the sensor element;
The frequency characteristic detection when nothing is brought into contact with the sensor element from the change in the position and magnitude of the peak voltage in the frequency-voltage characteristic corresponding to the vibration frequency characteristic change of the sensor element, which is the output of the frequency characteristic detection means And determining means for determining the contact / non-contact of the object to be detected in a predetermined space with respect to the sensor element and determining the difference in physical properties of the concrete or mortar serving as the object to be detected based on the output of the means. A filling detector.
電気エネルギを機械エネルギに変換する複数のセンサ素子と、
所定の範囲で周波数が連続的に変化する電気信号を繰り返し発生し、発生した電気信号を前記各センサ素子に印加する信号発生・印加手段と、
前記信号発生・印加手段にて発生した電気信号を前記各センサ素子に印加された際の前記各センサ素子の振動周波数特性を検出する周波数特性検出手段と、
前記周波数特性検出手段の出力である前記各センサ素子の振動周波数特性変化に応じた周波数−電圧特性におけるピーク電圧の位置と大きさの変化から、前記各センサ素子に何も接触させないときの前記周波数特性検出手段の出力を基準として、前記各センサ素子に対する所定の空間内における検知対象物の接触・非接触を判定すると共に前記前記検知対象物となるコンクリート又はモルタルの物性の違いを判定する判定手段を具備し、
前記判定手段は、前記センサ素子のいずれか1つでも他のセンサ素子の振動周波数特性変化と異なる変化が検知されたときは前記検知対象物をコンクリートと判定することを特徴とする充填物検知装置。
A plurality of sensor elements for converting electrical energy into mechanical energy;
A signal generating / applying means for repeatedly generating an electric signal whose frequency continuously changes in a predetermined range and applying the generated electric signal to each sensor element;
A frequency characteristic detecting means for detecting a vibration frequency characteristic of each sensor element when the electric signal generated by the signal generating / applying means is applied to each sensor element;
The frequency when nothing is brought into contact with each sensor element from the change in the position and magnitude of the peak voltage in the frequency-voltage characteristic corresponding to the change in the vibration frequency characteristic of each sensor element that is the output of the frequency characteristic detecting means Determination means for determining contact / non-contact of a detection object in a predetermined space with respect to each sensor element with reference to an output of the characteristic detection means and determining a difference in physical properties of the concrete or mortar serving as the detection object equipped with,
The determination unit determines that the detection object is concrete when any one of the sensor elements detects a change different from the change in vibration frequency characteristics of the other sensor elements. .
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