JP6973434B2 - Void inspection device and void inspection method - Google Patents
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Description
本発明は、空隙検査装置及び空隙検査方法に係り、特に、並べて配置される建設資材の隙間に充填されたモルタル内での空隙の有無を検査する空隙検査装置及び空隙検査方法に関する。 The present invention relates to a void inspection device and a void inspection method, and more particularly to a void inspection device and a void inspection method for inspecting the presence or absence of voids in a mortar filled in a gap between construction materials arranged side by side.
建設資材を並べて構築される構造物において、建設資材の隙間(以下、目地とも言う)にはモルタルが充填されるが、モルタル内に空隙が存在していると、構造物の利用に支障をきたす虞がある。 In a structure constructed by arranging construction materials side by side, the gaps between the construction materials (hereinafter, also referred to as joints) are filled with mortar, but the presence of voids in the mortar hinders the use of the structure. There is a risk.
例えば、コークス炉等のような煉瓦積み構造物では、その内部に高温ガスが流れるため、煉瓦間の目地に充填されたモルタル内に空隙が存在すると、その空隙を通じてガスが漏洩してしまう可能性がある。この場合には、異常燃焼の発生及びコークス品質の悪化等の問題が生じ得る。また、モルタルが空隙を内包したまま乾燥すると、その部分の強度が低下し、構造物の耐震性等に悪影響を及ぼす虞がある。 For example, in a brickwork structure such as a coke oven, high-temperature gas flows inside the structure, so if there are voids in the mortar filled in the joints between the bricks, the gas may leak through the voids. There is. In this case, problems such as occurrence of abnormal combustion and deterioration of coke quality may occur. Further, if the mortar dries with the voids contained therein, the strength of the portion thereof may decrease, which may adversely affect the seismic resistance of the structure.
目地に充填されたモルタル内に空隙が存在する状況を回避するため、目地内にモルタルを押し込むことで空隙を除去したり、目地内にモルタルを充填した後に建設資材を抜き取りで剥がして空隙の有無を目視点検する。このような作業は、手間を要するため、構造物の建設作業(工事)が長引いてしまう。 In order to avoid the situation where there are voids in the mortar filled in the joints, the voids can be removed by pushing the mortar into the joints, or after filling the joints with mortar, the construction materials can be removed and peeled off to show the presence of voids. Visually inspect. Since such work requires time and effort, the construction work (construction) of the structure is prolonged.
上記のような充填材内の空隙の有無を検査する従来方法として、特許文献1に記載の検査方法、及び特許文献2に記載の検査方法が挙げられる。
Examples of the conventional method for inspecting the presence or absence of voids in the filler as described above include the inspection method described in Patent Document 1 and the inspection method described in
特許文献1に記載の検査方法では、充填材と被検査板とを合体させて構造物を構築する工法において、被検査板の外側から速中性子線を照射し、反射する熱中性子線を解析する。これにより、被検査板の内面と充填材との間に生じ得る空隙の厚さを算出することができる。なお、特許文献1に記載の空隙検査方法では、空隙の厚さを算出する上で充填材中の水分量を測定し、その測定結果に基づいて空隙の厚さを算出する。 In the inspection method described in Patent Document 1, in a method of constructing a structure by combining a filler and an inspected plate, a fast neutron beam is irradiated from the outside of the inspected plate and the reflected thermal neutron beam is analyzed. .. This makes it possible to calculate the thickness of the voids that may occur between the inner surface of the plate to be inspected and the filler. In the void inspection method described in Patent Document 1, the water content in the filler is measured in calculating the void thickness, and the void thickness is calculated based on the measurement result.
特許文献2に記載の検査方法では、鋼板で構成された外枠内部にコンクリートが充填された構造において、鋼板表面側から超音波等の音響波を入射し、その反射波を測定する。これにより、鋼板とコンクリートとの間に生じた空隙の箇所を検出し、空隙の深さを推定する。
In the inspection method described in
しかしながら、上記2つの特許文献に記載された検査方法は、目地に充填されたモルタル内における空隙の有無を検査する方法としては、利用し難い場合がある。 However, the inspection methods described in the above two patent documents may be difficult to use as a method for inspecting the presence or absence of voids in the mortar filled in the joint.
目地に充填されたモルタル内での空隙の有無を、特許文献1に記載の方法を用いて検査しようとする場合、煉瓦等の建設資材を積み並べている作業者をはじめ、検査者以外の作業者(他の作業者)によって作業現場が混み合っており、その中で検査用の中性子線を取り扱うことになる。そのため、他の作業者が被爆しないような措置を講じる必要があり、検査コスト及び作業時間が増加する虞がある。また、目地に充填されたモルタル中の水分は、煉瓦等の建設資材に吸水され刻々と変化する。このため、モルタル中の含水量の測定が困難となり、結果として、空隙に関する検査の精度に影響を及ぼす虞がある。 When attempting to inspect the presence or absence of voids in the mortar filled in the joints by using the method described in Patent Document 1, workers other than the inspector, including workers who are arranging construction materials such as bricks. The work site is crowded by (other workers), and neutron beams for inspection will be handled in it. Therefore, it is necessary to take measures to prevent other workers from being exposed to radiation, which may increase inspection costs and working hours. In addition, the water content in the mortar filled in the joints is absorbed by construction materials such as bricks and changes every moment. Therefore, it becomes difficult to measure the water content in the mortar, and as a result, the accuracy of the inspection regarding voids may be affected.
目地に充填されたモルタル内での空隙の有無を、特許文献2に記載の方法を用いて検査しようとする場合、鋼板に代えて煉瓦等の建設資材に超音波を入射することになる。しかし、煉瓦等の建設資材は、一般的な鋼板と異なり、その表面形状が不均一なものであり、且つ、超音波を入射する際の媒体(液体)を内部に吸収してしまう。それ故に、煉瓦等の建設資材に超音波を入射した際の信号強度は、鋼材に入射した場合に比べて劣り、そのために超音波が目地内のモルタルを透過することができない虞がある。かかる場合には、目地内での空隙とモルタルとを区別し難くなる。また、超音波発振器の入射面と垂直な方向では、目地に充填されたモルタル内の空隙が検出され難くなるという問題も生じ得る。
When the presence or absence of voids in the mortar filled in the joint is to be inspected by using the method described in
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、以下に示す目的を解決することを課題とする。
具体的には、本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、建設資材の隙間に充填されたモルタル内における空隙の有無を、適切に検査することが可能な空隙検査装置及び空隙検査方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to solve the following object.
Specifically, the present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and is capable of appropriately inspecting the presence or absence of voids in the mortar filled in the gaps of construction materials, and the void inspection method. The purpose is to provide.
上記の目的を達成するために、本発明の空隙検査装置は、並べて配置される建設資材の隙間に充填されたモルタル内において、空隙の有無を検査する空隙検査装置であって、第一電極及び第二電極と、第一電極及び第二電極の間に電圧を印加する電圧印加部と、第一電極及び第二電極がモルタルに差し込まれた状態で第一電極及び第二電極の間を流れる電流を検知する検知部と、を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the void inspection apparatus of the present invention is a void inspection apparatus for inspecting the presence or absence of voids in the mortar filled in the gaps between the construction materials arranged side by side, and is the first electrode and the void inspection apparatus. A voltage application part that applies a voltage between the second electrode and the first electrode and the second electrode, and the first electrode and the second electrode flow between the first electrode and the second electrode with the first electrode and the second electrode inserted in the mortar. It is characterized by having a detection unit for detecting a current.
以上のように構成された本発明の空隙検査装置によれば、建設資材の隙間(すなわち、目地)に充填されたモルタルに二つの電極を差し込み、電極間に流れる電流の変化を検知する。ここで、電流は、空隙の有無に応じて変化し、そのような電流の変化を検知することで、適切に空隙の有無を確認することが可能となる。 According to the void inspection apparatus of the present invention configured as described above, two electrodes are inserted into a mortar filled in a gap (that is, a joint) of a construction material, and a change in current flowing between the electrodes is detected. Here, the current changes depending on the presence or absence of the void, and by detecting such a change in the current, it is possible to appropriately confirm the presence or absence of the void.
また、上記の空隙検査装置において、検知部により検知された電流に基づき、空隙の有無を判定する判定部を有し、判定部は、電流が規定値以下に低下した時点での第一電極の位置に空隙が有ると判定すると、好適である。
上記の構成であれば、空隙の有無を装置側で判定するので、検査者(換言すると、本発明の空隙検査装置のユーザ)は、空隙の有無をより簡単に検査することができる。
Further, in the above-mentioned void inspection device, the void inspection device has a determination unit for determining the presence or absence of voids based on the current detected by the detection unit, and the determination unit is the first electrode when the current drops to a specified value or less. It is suitable if it is determined that there is a gap at the position.
With the above configuration, the presence or absence of voids is determined on the device side, so that the inspector (in other words, the user of the void inspection device of the present invention) can more easily inspect the presence or absence of voids.
また、上記の空隙検査装置において、検知部は、第一電極を動かした際の電流を検知し、検知部により検知された電流が規定値以下となった時点での第一電極の位置を可視化して表示する表示部をさらに有すると、尚一層好適である。
上記の構成であれば、電流が規定値以下となった時点での第一電極の位置を可視化して表示することにより、表示画面を通じて、空隙の位置を可視化して確認することが可能となる。
Further, in the above-mentioned void inspection device, the detection unit detects the current when the first electrode is moved, and visualizes the position of the first electrode when the current detected by the detection unit becomes equal to or less than the specified value. It is even more preferable to have a display unit for displaying the image.
With the above configuration, by visualizing and displaying the position of the first electrode when the current falls below the specified value, it is possible to visualize and confirm the position of the void through the display screen. ..
また、上記の空隙検査装置において、隙間は、隙間の奥行方向及び隙間の高さ方向の双方と交差する延出方向に沿って延びており、延出方向における第一電極の位置を特定する位置特定部を有すると、さらに好適である。
上記の構成であれば、隙間の延出方向において空隙の位置を確認するために必要な、延出方向における第一電極の位置を特定することが可能となる。
Further, in the above-mentioned void inspection device, the gap extends along an extension direction that intersects both the depth direction of the gap and the height direction of the gap, and is a position that specifies the position of the first electrode in the extension direction. It is more preferable to have a specific portion.
With the above configuration, it is possible to specify the position of the first electrode in the extension direction, which is necessary for confirming the position of the gap in the extension direction of the gap.
また、上記の空隙検査装置において、第一電極は、第一電極の先端に位置する頂点を有し、頂点に向かうほど細くなった形状をなしていると、さらに好適である。
上記の構成であれば、第一電極の先端部にモルタルが付着し難くなる。これにより、例えば、第一電極の先端部にモルタルが付着し続けることが原因で検査が正しく行われなくなる事態を、効果的に回避することができる。
Further, in the above-mentioned void inspection device, it is more preferable that the first electrode has an apex located at the tip of the first electrode and has a shape that becomes thinner toward the apex.
With the above configuration, it becomes difficult for mortar to adhere to the tip of the first electrode. As a result, for example, it is possible to effectively avoid a situation in which the inspection is not performed correctly due to the mortar continuing to adhere to the tip of the first electrode.
また、上記の空隙検査装置において、第一電極の表面は、撥水性材料からなる撥水層によって覆われていると、一段と好適である。
上記の構成であれば、第一電極の先端部にモルタルがより付着し難くなる。これにより、例えば、第一電極の先端部にモルタルが付着し続けることが原因で検査が正しく行われなくなる事態を、より効果的に回避することができる。
Further, in the above-mentioned void inspection apparatus, it is more preferable that the surface of the first electrode is covered with a water-repellent layer made of a water-repellent material.
With the above configuration, it becomes more difficult for the mortar to adhere to the tip of the first electrode. As a result, for example, it is possible to more effectively avoid a situation in which the inspection is not performed correctly due to the continuous adhesion of the mortar to the tip of the first electrode.
また、上記の空隙検査装置において、建設資材の表面に当接することで、第一電極を初期位置に位置決めする位置決め部を有し、初期位置は、隙間の奥行方向においてモルタルの表面位置を基準にして設定された位置であると、殊更好適である。
上記の構成であれば、検査開始時に第一電極を正規の位置(初期位置)に位置決めすることができる。これにより、空隙の有無の検査を、より適切に実施することが可能となる。
Further, the above-mentioned void inspection device has a positioning portion for positioning the first electrode at the initial position by contacting the surface of the construction material, and the initial position is based on the surface position of the mortar in the depth direction of the gap. It is particularly preferable that the position is set.
With the above configuration, the first electrode can be positioned at a regular position (initial position) at the start of inspection. This makes it possible to more appropriately inspect the presence or absence of voids.
また、前述の課題を解決するために、本発明の空隙検査方法は、並べて配置される建設資材の隙間に充填されたモルタル内において、空隙の有無を検査する空隙検査方法であって、モルタルに差し込んだ状態の第一電極及び第二電極の間に電圧を印加するステップと、第一電極及び第二電極の間を流れる電流を検知するステップと、を有することを特徴とする。
上記の方法であれば、目地に充填されたモルタル内における空隙の有無を、適切に空隙の有無を検査することが可能となる。
Further, in order to solve the above-mentioned problems, the void inspection method of the present invention is a void inspection method for inspecting the presence or absence of voids in a mortar filled in the gaps of construction materials arranged side by side, and the mortar is used. It is characterized by having a step of applying a voltage between the first electrode and the second electrode in a plugged state, and a step of detecting a current flowing between the first electrode and the second electrode.
According to the above method, it is possible to appropriately inspect the presence or absence of voids in the mortar filled in the joint.
本発明によれば、建設資材の隙間(目地)に充填されたモルタル内における空隙の有無を、適切に検査することが可能な空隙検査装置及び空隙検査方法が実現される。 According to the present invention, a void inspection device and a void inspection method capable of appropriately inspecting the presence or absence of voids in a mortar filled in a gap (joint) of a construction material are realized.
本発明の一実施形態に係る空隙検査装置及び空隙検査方法について、添付の図面に示す好適な実施形態を参照しながら、以下に詳細に説明する。
なお、以下に説明する実施形態は、本発明の理解を容易にするために挙げた一例にすぎず、本発明を限定するものではない。すなわち、本発明は、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、以下に説明する実施形態から変更又は改良され得る。また、当然ながら、本発明には、その等価物が含まれる。
The void inspection apparatus and the void inspection method according to the embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
It should be noted that the embodiments described below are merely examples for facilitating the understanding of the present invention, and do not limit the present invention. That is, the present invention may be modified or improved from the embodiments described below as long as it does not deviate from the gist thereof. Further, as a matter of course, the present invention includes the equivalent thereof.
また、以下の説明において、「モルタル」とは、乾燥前の状態のモルタルを意味し、厳密には、全重量に対する水分の重量の割合(含水率)が10%以上である状態のモルタル、さらに詳しくは、含水率が10〜30%である状態のモルタルを意味する。なお、乾燥後のモルタルについては、乾燥前のモルタルと区別するため、以下では「乾燥モルタル」と呼ぶ。 Further, in the following description, the "mortar" means a mortar in a state before drying, and strictly speaking, a mortar in a state where the ratio of the weight of water to the total weight (moisture content) is 10% or more, and further. Specifically, it means a mortar having a water content of 10 to 30%. The dried mortar will be referred to as "dried mortar" below in order to distinguish it from the mortar before drying.
<<本実施形態に係る空隙検査装置の概要>>
本実施形態に係る空隙検査装置の概要について説明する。本実施形態に係る空隙検査装置は、構造物において目地に充填されたモルタル内において空隙の有無を検査するために用いられる。ここで、構造物は、ブロック状の建設資材を鉛直方向及び水平方向にそれぞれ並べて配置することで構成された壁と、その壁によって囲まれた空間(内部空間)と、を有する。目地は、建設資材の隙間のことである。
目地は、水平方向に沿って延びる横目地と、鉛直方向に沿って延びる縦目地とを含むが、以下では、特に断る場合を除き、横目地を単に「目地」と呼ぶ。本発明は、横目地に充填されたモルタル内での空隙の有無だけでなく、縦目地に充填されたモルタル内での空隙の有無を検査する場合にも適用可能である。
<< Outline of the void inspection device according to this embodiment >>
The outline of the void inspection apparatus according to this embodiment will be described. The void inspection device according to the present embodiment is used to inspect the presence or absence of voids in the mortar filled in the joints in the structure. Here, the structure has a wall formed by arranging block-shaped construction materials side by side in the vertical direction and the horizontal direction, respectively, and a space (internal space) surrounded by the wall. Joints are gaps in construction materials.
Joints include horizontal joints extending along the horizontal direction and vertical joints extending along the vertical direction, but in the following, unless otherwise specified, the horizontal joints are simply referred to as "joints". The present invention is applicable not only to the presence or absence of voids in the mortar filled in the horizontal joints, but also to the presence or absence of voids in the mortar filled in the vertical joints.
目地に充填されたモルタルは、目地の両側(分かり易くは、目地の上側及び下側)に位置する建設資材同士を結合するための結合剤として用いられ、以下、「目地モルタル」と呼ぶ。 The mortar filled in the joint is used as a binder for binding the construction materials located on both sides of the joint (for easy understanding, the upper side and the lower side of the joint), and is hereinafter referred to as "joint mortar".
以下では、構造物の一例として炉を挙げ、炉における目地モルタル内での空隙の有無を検査するケースを具体例として説明する。すなわち、以下では、本実施形態に係る空隙検査装置を、建設資材としての煉瓦を並べて構成される炉において、煉瓦間の隙間に充填されたモルタル内での空隙の有無を検査するために用いる場合を想定して説明する。炉としては、コークス炉等の焼成炉、加熱炉、溶錬炉、暖炉、及び焼却炉等が該当する。 In the following, a furnace will be taken as an example of the structure, and a case of inspecting the presence or absence of voids in the joint mortar in the furnace will be described as a specific example. That is, in the following, when the void inspection device according to the present embodiment is used to inspect the presence or absence of voids in the mortar filled in the gaps between bricks in a furnace configured by arranging bricks as construction materials. Will be explained assuming that. Examples of the furnace include a baking furnace such as a coke oven, a heating furnace, a smelting furnace, a fireplace, and an incinerator.
構造物は、炉に限定されるものではなく、他の構造物(例えば、建物の外壁等)であってもよい。本発明の空隙検査装置は、炉以外の構造物における目地モルタル内での空隙の有無を検査する際にも適用可能である。 The structure is not limited to the furnace, and may be another structure (for example, an outer wall of a building). The void inspection apparatus of the present invention can also be applied to inspect the presence or absence of voids in joint mortar in structures other than furnaces.
炉の内部では高温の燃焼ガス(炉内ガス)が流れるが、煉瓦間の隙間(目地)に充填されたモルタルに空隙が存在すると、その空隙を通じて炉内ガスが炉外にリークしてしまう虞がある。また、空隙の存在によって炉の強度が低下することがあり得る。そこで、炉の安全性及び品質を確保する観点から、通常、目地モルタル内での空隙の有無を、炉の建設過程において適宜検査する必要がある。 High-temperature combustion gas (gas inside the furnace) flows inside the furnace, but if there are voids in the mortar filled in the gaps (joints) between the bricks, the gas inside the furnace may leak to the outside of the furnace through the voids. There is. Also, the presence of voids can reduce the strength of the furnace. Therefore, from the viewpoint of ensuring the safety and quality of the furnace, it is usually necessary to appropriately inspect the presence or absence of voids in the joint mortar during the construction process of the furnace.
炉における目地モルタル内での空隙の有無の検査(以下、便宜的に「空隙検査」という)は、前述のように炉の建設過程中に実施される。より厳密には、一段分の煉瓦が積まれる(並べられる)ことで新たに目地が形成されると、その都度、その目地に充填されたモルタルに対して空隙検査が実施される。ただし、これに限定されるものではなく、例えば、新たな煉瓦を一個ずつ積み重ねる度に空隙検査を実施してもよい。 The inspection for the presence or absence of voids in the joint mortar in the furnace (hereinafter referred to as “void inspection” for convenience) is carried out during the construction process of the furnace as described above. Strictly speaking, when a new joint is formed by stacking (arranging) one step of bricks, a void inspection is performed on the mortar filled in the joint each time. However, the present invention is not limited to this, and for example, a void inspection may be performed each time new bricks are stacked one by one.
本実施形態に係る空隙検査では、目地モルタル内での空隙の有無を検査すると共に、空隙の位置、形状及びサイズ等を確認する。そして、空隙検査にて空隙が見つかり、その空隙が所定の条件を満たしている場合には施工不良と判断され、直前に積まれた一段分の煉瓦を剥がし、モルタルの再施工及び煉瓦の積み直しを実施する。 In the void inspection according to the present embodiment, the presence or absence of voids in the joint mortar is inspected, and the position, shape, size, etc. of the voids are confirmed. Then, if a void is found by the void inspection and the void meets the predetermined conditions, it is judged that the construction is defective, the bricks piled up immediately before are peeled off, the mortar is reconstructed, and the bricks are reloaded. To carry out.
ここで、施工不良と判断される空隙の条件については、特に限定されるものではないが、例えば、空隙のサイズ(具体的には面積、あるいは、目地サイズに対する面積率)が所定値を超えたとき、あるいは、空隙が目地モルタルを貫通しているときに施工不良と判断することができる。 Here, the conditions of the voids judged to be poor construction are not particularly limited, but for example, the size of the voids (specifically, the area or the area ratio with respect to the joint size) exceeds a predetermined value. At times, or when the void penetrates the joint mortar, it can be determined that the construction is defective.
空隙検査の大まかな手順について説明すると、空隙検査は、図1に図示した本実施形態に係る空隙検査装置10を用いて実施する。図1は、空隙検査装置10を用いた空隙検査の様子を示す図である。図1中のX方向は、目地の延出方向(炉壁の長手方向)であり、Y方向は、目地の奥行方向(炉壁の厚み方向)であり、Z方向は、目地の高さ方向(炉壁の上下方向)である。
Explaining the rough procedure of the void inspection, the void inspection is carried out by using the
空隙検査では、その直前に形成された目地(以下、「対象目地2」と呼ぶ)を対象とし、対象目地2の全長(対象目地2の延出方向における対象目地全体の長さ)に亘って目地モルタル4内の空隙の有無をリアルタイムに検査する。
In the void inspection, the joint formed immediately before the joint (hereinafter referred to as "target joint 2") is targeted, and the entire length of the target joint 2 (the length of the entire target joint in the extending direction of the target joint 2) is covered. The presence or absence of voids in the
具体的に説明すると、図1に示すように、対象目地2の目地モルタル4に対して、空隙検査装置10が有する第一プローブ11及び第二プローブ12をY方向に差し込む。第一プローブ11及び第二プローブ12の各々の先端部には、図2に示すように電極が備えられており、両電極間には、空隙検査装置10に内蔵された電源24の電圧が印加される。図2は、空隙検査装置10の構成についての説明図であり、使用状態にある空隙検査装置10のX−Y断面を模式的に示す図である。図2中、空隙検査装置10の内部(厳密には、後述する装置本体10Hの内部)は、図示の都合上、簡略化して図示している。
Specifically, as shown in FIG. 1, the
第一プローブ11の先端部に取り付けられた電極が、第一電極13であり、第二プローブ12の先端部に取り付けられた電極が、第二電極14である。
The electrode attached to the tip of the
第一プローブ11は、図2に示すように、空隙検査装置10のアクチュエータ15に取り付けられており、アクチュエータ15によってY方向に進退自在に構成されている。空隙検査装置10は、第一プローブ11の先端部、すなわち第一電極13が目地モルタル4に差し込まれた後、アクチュエータ15により第一プローブ11をY方向に沿ってより奥側に進める。これにより、第一電極13がY方向に沿って直線状に移動し、その差し込み量が変化する。差し込み量とは、第一電極13が目地モルタル4の表面(Y方向における手前側の端面)から移動した距離であり、「差し込み深さ」である。
As shown in FIG. 2, the
第二プローブ12は、目地モルタル4に差し込まれた後には、その位置で固定される。第二プローブ12の位置は、第二プローブ12の先端部、すなわち第二電極14がY方向において目地モルタル4の表面から5mm程度差し込まれた位置が望ましい。ただし、これに限定されるものではなく、例えば、第二電極14の頂部が目地モルタル4の表面に接する位置であってもよい。ちなみに、検査中における第二プローブ12の姿勢をより安定させる上では、第二電極14が目地モルタル4にある程度(例えば、5mm程度)差し込まれている方が望ましい。
After being inserted into the
目地モルタル4内に差し込まれた状態の第一電極13及び第二電極14がモルタルを介して互いに通電すると、第一電極13と第二電極14との間には、印加電圧に応じた大きさの電流が流れる。モルタルは、水分を含んでいるため導電体として機能し、第一電極13及び第二電極14の双方がモルタルに接触する位置にあると、電極間に介在する仮想抵抗6が比較的小さくなり、第一電極13と第二電極14との間には、比較的大きな一定の電流が流れる。
When the
一方、第一電極13が空隙内部に入り込んだときは、上記の仮想抵抗6が著しく高くなり、第一電極13と第二電極14との間に電流がほぼ流れなくなり、両電極の間に流れる電流が規定値以下(具体的には、ゼロ付近)となる。
On the other hand, when the
以上のような第一電極13及び第二電極14の間を流れる電流の差、すなわち空隙の有無に応じた電流の変化は、空隙検査装置10の内部に設けられた電流計22によって検知される。そして、空隙検査装置10は、電流計22の検知結果(すなわち、電流の大きさ)に基づき、空隙の有無を判定する。
The difference in the current flowing between the
より具体的に説明すると、アクチュエータ15によって第一電極13をY方向に沿ってより奥側に動かして差し込み量を徐々に増やしていくと共に、第一電極13及び第二電極14の間に流れる電流を、電流計22によって逐次検知する。このとき、アクチュエータ15が第一電極13を動かす都度、アクチュエータ15の駆動量が計測され、空隙検査装置10は、その計測結果に基づき、第一電極13の差し込み量を特定(算出)する。
More specifically, the
そして、電流の大きさが規定値以下(ゼロ付近)となったとき、空隙検査装置10は、その時点での第一電極13の位置に空隙が有ると判定する。このように、空隙検査装置10は、第一電極13の差し込み量と対応付けて電流の変化を検知することにより、第一電極13が存在する位置での空隙の有無(厳密には、Y方向における空隙の有無)を判定することができる。
Then, when the magnitude of the current becomes equal to or less than a specified value (near zero), the
その後、空隙検査装置10は、第一電極13の差し込み位置をX方向(対象目地2の延出方向)における複数の箇所に変更しながら、上記と同様の動作を繰り返す。このとき、後述する機構によってX方向における第一電極13の位置を特定することにより、X方向及びY方向の各々において空隙の有無を検査することができ、さらには空隙の位置、形状及びサイズを特定することが可能となる。
After that, the
空隙Wの位置等を特定する方法について、図3に図示の空隙Wが目地モルタル4内に存在しているケースを例に挙げて概説する。図3は、目地モルタル4内に存在する空隙Wの一例を示す図であり、目地モルタル4のX−Y断面である。
The method of specifying the position and the like of the void W will be outlined by taking as an example the case where the void W shown in FIG. 3 exists in the
X方向において図3の位置A、B及びCの各位置にて第一プローブ11を目地モルタル4に差し込み、それぞれの位置で第一電極13をアクチュエータ15によってY方向に沿って対象目地2の奥側に動かしていくと、第一電極13と第二電極14との間に流れる電流が、それぞれ図4A、4B及び4Cに示すように変化する。
The
図4A乃至図4Cは、第一プローブ11を図3の位置A、B及びCの各位置にて目地モルタル4に差し込んだ場合の電流値を示す図である。図4A乃至図4Cの各図において、横軸は、第一電極13の差し込み量(Y方向における目地モルタル4の表面位置からの距離)を示し、縦軸は、電流計22が検知した電流値を示している。
4A to 4C are diagrams showing current values when the
図4A乃至図4Cから分かるように、第一電極13が空隙W内に入り込んだ時点で電流値が急激に減少し、第一電極13が空隙Wを脱して再びモルタル内に入り込むと電流値が増加する。このような傾向を可視化すれば、空隙Wの範囲(すなわち、空隙Wの縁)を特定することができる。
As can be seen from FIGS. 4A to 4C, the current value sharply decreases when the
より具体的に説明すると、図3の位置A、B及びCを含め、X方向において一定のピッチΔXで設定した複数の検査位置の各位置において、第一プローブ11を目地モルタル4に差し込む。各検査位置では、上記と同様の手順にて、第一電極13の差し込み量を増やしながら電流変化を検知する。空隙Wの位置等を特定する際の精度は、X方向における検査位置のピッチΔXに依存し、ΔXを小さくするほど精度が向上するが、検査位置の数が増えるため、検査に要する時間が長時間化する。そのため、実際の運用では、必要な空隙検知性能(検知したい空隙の最小サイズ)を予め決めておき、空間検知性能の決定値に応じてΔXを設定するのが望ましい。
More specifically, the
そして、X方向の各検査位置での電流変化において、電流が規定値以下となるときの差し込み量(つまり、Y方向における第一電極13の位置)を記録する。記録した差し込み量を、X−Y平面において、各検査位置と対応付けてプロットし、各プロットを通る曲線を描画すると、図5に示すように、空隙Wの位置、形状及びサイズをマッピングイメージ(画像の一例)として表すことができる。
図5は、電流変化の検知に基づいて描画された空隙Wのマッピングイメージを示す図である。図5において互いに直交する3つの軸は、それぞれX方向の位置及びY方向の位置、並びに電流の大きさIを示す軸である。図5では、図3の位置A、B及びCの各々における電流変化を示すグラフを実線で、それ以外の検査位置での電流変化を示すグラフを破線で描いている。
Then, the insertion amount (that is, the position of the
FIG. 5 is a diagram showing a mapping image of the void W drawn based on the detection of the current change. In FIG. 5, the three axes orthogonal to each other are the axes indicating the position in the X direction, the position in the Y direction, and the magnitude I of the current, respectively. In FIG. 5, the graph showing the current change at each of the positions A, B, and C in FIG. 3 is drawn with a solid line, and the graph showing the current change at the other inspection positions is drawn with a broken line.
以上の手順によって得られる空隙Wのマッピングイメージは、空隙検査装置10が有するモニタ16に表示される。空隙検査装置10のユーザである検査者は、モニタ16に表示された空隙Wのマッピングイメージを見ることで、目地モルタル4内における空隙Wの存在に気付き、また、空隙Wの位置、形状及びサイズを把握することができる。
The mapping image of the void W obtained by the above procedure is displayed on the
モニタ16は、空隙検査装置10の装置本体10H(モニタ16以外の部分)と一体化していてもよく、あるいは、装置本体10Hから分離したモニタ付きの通信端末によって構成されてもよい。後者の場合、通信端末からなるモニタ16は、有線又は無線形式で装置本体10Hに接続されており、装置本体10Hから離れた場所に設置することができる。
The
さらに、空隙検査装置10は、空隙Wのマッピングイメージを解析して空隙Wのおおよその面積を算出し、対象目地2の断面積(厳密には、X−Y断面の面積)に対する空隙Wの面積の比率が閾値を超える場合に、施工不良であると判定する。この場合、空隙検査装置10が、施工不良であるために煉瓦の積み直しが必要である旨を、モニタ16等を通じて検査者及び煉瓦積みを行う作業者等に報知すると好適である。
Further, the
<<空隙検査装置の詳細構成>>
次に、空隙検査装置10の詳細構成について説明する。空隙検査装置10は、図1に示すように、装置本体10Hとモニタ16とを有する。モニタ16は、図1に示すように装置本体10Hから分離して設けられている。装置本体10Hには、第一プローブ11及び第二プローブ12が、それぞれの先端部を装置本体10Hの筐体から延出させた状態で設けられている。装置本体10H内には、図2に示すように、アクチュエータ15と、検知部としての電流計22と、電圧印加部としての電源24とを有する。
<< Detailed configuration of void inspection device >>
Next, the detailed configuration of the
第一プローブ11及び第二プローブ12の各々は、棒状の部材であり、一般的には、金属を絶縁樹脂によって覆ったもの又はガラス等によって構成されている。第一プローブ11及び第二プローブ12の各々の本数は、少なくとも1本以上であればよく、複数本ずつ設けてもよい。また、各プローブは、図6の側方断面図(Y−Z断面)に示すように、先端部(すなわち、第一電極13及び第二電極14)を除き、絶縁構造材17によって覆われている。
Each of the
絶縁構造材17の内側には、導電材からなる配線18が配置されており、電源24と電気的に接続されている。
各プローブの外径は、目地幅(Z方向における目地の長さ)よりも短くなっている。プローブの外径は極力小さい方が、プローブを差し込んだ際に目地モルタル4に形成される差し込み孔(開口)が小さくなりプローブを引き抜いた後の養生作業(分かり易くは、孔塞ぎ)を省略又は最小限化することができるので好ましい。
A
The outer diameter of each probe is shorter than the joint width (the length of the joint in the Z direction). When the outer diameter of the probe is as small as possible, the insertion hole (opening) formed in the
第一電極13及び第二電極14は、導電性材料(例えば、金属)からなり、空隙検査時に目地モルタル4に差し込まれる。目地モルタル4に差し込まれた第一電極13及び第二電極14の双方がモルタルに接触していると、電極間に比較的大きな電流が流れる。一方で、目地モルタル4内に差し込まれた第一電極13が目地モルタル4内の空隙の内部に入り込むと、第一電極13とモルタルとの接触が断たれるので、電流の大きさが規定値以下となる。以上のような電流の変化を捉えることで、目地モルタル4内における空隙の有無を検査することができる。
The
また、本実施形態において、第一電極13及び第二電極14の各々の表面には、図6に示すように、撥水性材料を塗布することで形成された撥水層19が設けられている。これは、電極表面の撥水性が低いと、電極にモルタルが付着し続け、電極が空隙内に入り込んだときに当該電極にモルタルが付着していることで、空隙内に電極があるにもかかわらず、比較的大きな電流が流れて誤検査の原因となるためである。つまり、本実施形態では、各電極の表面が撥水層によって覆われていることで、電極表面の撥水性を向上させることでモルタルの付着を抑え、以て、空隙検査をより精度良く行うことが可能である。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, a water-
撥水層19は、少なくとも第一電極13の表面に設けられていればよく、第二電極14の表面には撥水層19が形成されていない構成であってもよい。
The water-
また、第一電極13及び第二電極14は、いずれも、図6に示すようにそれぞれの先端に位置する頂点を有し、頂点に向かうほど細くなった略円錐形状をなしている。電極の先端が平坦面であると、電極先端面にモルタルが付着し易くなり、上述したようにモルタル付着による誤検査を招く原因となる。本実施形態では、各電極の形状を略円錐形状とすることでモルタルの付着を抑え、以て、空隙検査を一段と精度良く行うことが可能である。
Further, both the
なお、電極の先端形状は、図6に図示のように若干の丸みを有する円錐形状であってもよく、鋭角状に鋭く尖った円錐形状であってもよい。また、少なくとも第一電極13の形状を、頂点に向かうほど細くなった形状とすればよく、第二電極14の先端形状は、上記とは異なる形状、例えば先端が平坦面となった形状であってもよい。
The shape of the tip of the electrode may be a conical shape having a slight roundness as shown in FIG. 6, or may be a conical shape sharply pointed at an acute angle. Further, at least the shape of the
アクチュエータ15は、単軸アクチュエータによって構成されており、空隙検査時に、第一電極13を含む第一プローブ11をY方向に沿って直線状に動かして第一電極13の差し込み量を変化させる。本実施形態では、アクチュエータ15は、第一プローブ11をY方向奥側に押し込む際に一定量ずつ断続的に第一プローブ11を押し込む。換言すると、第一電極13の差し込み量は、所定量ずつ断続的に増加する。
The
また、アクチュエータ15は、第一電極13が予め決められた差し込み量まで差し込まれると、第一電極13を引き抜く向き(すなわち、Y方向手前側)に第一プローブ11を動かして後退させる。予め決められた差し込み量(以下、「最大差し込み量」と呼ぶ)は、対象目地2のY方向における厚みよりも僅かに短く、第一電極13が目地モルタル4を貫通する寸前の差し込み量となっている。ただし、最大差し込み量は、対象目地2の厚みよりも大きくなっていてもよく、つまり、第一電極13が最大差し込み量まで差し込まれた時点で目地モルタル4を貫通してもよい。
Further, when the
電源24は、空隙検査において、第一電極13及び第二電極14が目地モルタル4に差し込まれた状態で、第一電極13と第二電極14との間に電圧を印加する。なお、本実施形態では、印加電圧が直流電圧及び交流電圧の間で切り替え可能であり、また、交流電圧を印加する際には、その電圧波形が正弦波及び矩形波の間で切り替え可能である。
The
電流計22は、空隙検査において、仮想抵抗6を通じて第一電極13及び第二電極14の間を流れる電流を検知する。電流計22は、アクチュエータ15が第一電極13をY方向に沿って動かした際の電流を検知し、その検知結果(具体的には、電流値の大きさ)に応じた信号を出力する。
The
装置本体10H内には、図7に示すように、処理装置30が内蔵されている。図7は、空隙検査装置10における制御系統の構成を示す図である。処理装置30は、マイクロコンピュータ等のプロセッサ又はASIC(Application specific integrated circuit)によって構成されており、空隙検査時に、アクチュエータ15を制御して第一プローブ11をY方向に沿って進退させ、目地モルタル4に対する第一電極13の差し込み量を調整する。
As shown in FIG. 7, a
処理装置30は、空隙検査において、電流計22により検知された電流に基づき、目地モルタル4内における空隙の有無を判定する。つまり、本実施形態において、処理装置30は、判定部として機能し、電流計22から出力された信号に基づき、空隙の有無を判定する。処理装置30は、第一電極13が目地モルタル4においてY方向の奥側に差し込まれている期間中、電流が規定値以下(ゼロ付近)まで低下した時点での第一電極13の位置に空隙が有ると判定する。
The
処理装置30は、空隙検査において第一電極13と第二電極14との間に印加される電圧を、直流電圧及び交流電圧の間で切り替える。装置本体10Hの筐体には、図7に図示の操作パネル32が設けられており、検査者は、操作パネル32を通じて電圧の種類を選択する。処理装置30は、印加電圧を直流電圧及び交流電圧のうち、検査者が選択した電圧の種類に設定する。交流電圧の印加は、印加電圧の直流成分のノイズを除去できる点では有利であるが、信号処理が複雑になる点では直流電圧よりも不利となる。
The
処理装置30は、印加電圧が交流電圧であるとき、その交流電圧の波形を変える機能を有する。すなわち、本実施形態において、処理装置30は、波形変更部として機能し、電源24が印加する交流電圧の波形を正弦波及び矩形波のうち、検査者が操作パネル32を通じて選択した波形に変更する。電圧波形を矩形波とすれば、空隙検査において渦電流の影響を抑えることが可能となる。
The
処理装置30は、空隙検査時において、後述する位置特定用の機構と協働して、X方向及びY方向における第一電極13の位置を特定する。すなわち、本実施形態30において、処理装置30は、位置特定部として機能する。処理装置30は、位置特定用の機構(例えば、後述のロータリーエンコーダ付きの車輪41)と連携して、第一プローブ11が目地モルタル4に差し込まれている状態での第一電極13の、X方向における位置を特定する。また、処理装置30は、アクチュエータ15がY方向に沿って第一プローブ11を一定量ずつ断続的に目地モルタル4中に押し込むと、その都度、Y方向における第一電極13の位置(厳密には、目地モルタル4の表面からの移動距離)を特定する。
The
処理装置30は、電流計22の検知結果と、特定した第一電極13の位置とに基づき、上述した手順により空隙のマッピングイメージを作成し、作成したマッピングイメージをモニタ16に表示する。すなわち、本実施形態において、処理装置30は、表示部として機能し、第一電極13と第二電極14との間を流れる電流が規定値以下となった時点での第一電極13の位置を可視化して表示する。処理装置30は、電流が規定値以下となった時点でのX方向及びY方向の各々における第一電極13の位置を示す画像として、上記のマッピングイメージを表示する。
The
処理装置30は、上記のマッピングイメージを解析して対象目地2の断面積に対する空隙の面積率を算出し、その算出値から対象目地2が施工不良であるか否かを判定し、その判定結果を上記のマッピングイメージと共にモニタ16に表示してもよい。
The
次に、処理装置30と連携して第一電極13のX方向における位置を特定する機構について説明する。本実施形態では、装置本体10Hに、ロータリーエンコーダを搭載した車輪41が取り付けられている。この車輪41は、ロータリーエンコーダ付きの回転体であり、図1に示すように、装置本体10Hの筐体のうち、空隙検査時には炉壁と対向する面(以下、「対向面」と呼ぶ)と隣り合う位置に回転自在に設けられている。
Next, a mechanism for specifying the position of the
また、車輪41は、第一電極13及び第二電極14が目地モルタル4内に差し込まれている期間中、対向面から離間している。他方、第一電極13及び第二電極14を目地モルタル4から引き抜いて装置本体10HをX方向に搬送する際、車輪41は、その外周面を炉壁に接しながら炉壁上を転がるように回転する。このとき、車輪41に搭載されたロータリーエンコーダは、車輪41の回転量に応じて信号を出力し、具体的には、車輪41が所定量回転する度にパルス信号を出力する。
Further, the
そして、装置本体10HがX方向において前回の検査位置から次回の検査位置まで搬送されると、搬送後の位置にて第一電極13及び第二電極14が再び目地モルタル4に差し込まれる。すると、処理装置30は、装置本体10Hの搬送中にロータリーエンコーダが出力した信号に基づき、X方向における第一電極13の位置(すなわち、搬送後の位置)を特定する。
Then, when the apparatus
以上のように、図1に図示のケースでは、処理装置30とロータリーエンコーダ付きの車輪41が協働して位置特定部を構成しており、換言すると、図1のケースでは、位置特定部がロータリーエンコーダ付きの車輪41を有する。そして、装置本体10HがX方向において搬送される都度、X方向における搬送後の第一電極13の位置が特定される。
As described above, in the case shown in FIG. 1, the
各目地を対象目地2として空隙検査を実施する際、先ず、X方向において装置本体10Hが対象目地2に対して予め決められた位置にセットされ、その位置にて、第一電極13及び第二電極14が目地モルタル4に差し込まれる。このときの第一電極13の位置が最初の検査位置に相当する。
When performing a void inspection with each joint as the target joint 2, first, the apparatus
最初の検査位置にて、第一電極13がアクチュエータ15によって最大差し込み量まで目地モルタル4に差し込まれると、第一電極13が目地モルタル4から引き抜かれ、その後に、第一電極13を含む装置本体10H全体がX方向に沿って搬送される。この間、X方向における第一電極13の搬送に付随して車輪41が炉壁上を転がりながら回転し、車輪41に搭載されたロータリーエンコーダが車輪41の回転量に応じて信号を出力する。
At the first inspection position, when the
第一電極13は、次の検査位置に到達すると、その検査位置にて再び目地モルタル4に差し込まれる。また、処理装置30は、第一電極13の搬送中にロータリーエンコーダが出力した信号に基づき、X方向における第一電極13の搬送量を算出し、算出した搬送量だけ最初の検査位置から離れた位置を、搬送後の第一電極13の位置(検査位置)として特定する。
When the
以降、第一電極13がX方向において前回の検査位置から次の検査位置まで搬送されると、その度に、上記の手順によってX方向における第一電極13の、搬送後の位置が特定される。
After that, every time the
X方向における第一電極13の位置を特定する機構については、上述した機構に限定されるものではなく、他の機構も考えられる。第一電極13の位置を特定する他の機構としては、例えば、図8に図示の機構(以下、第一変形例に係る位置特定機構)が考えられる。図8は、第一変形例に係る位置特定機構の説明図である。
The mechanism for specifying the position of the
第一変形例に係る位置特定機構について説明すると、図8に図示の構成(第一変形例)では、位置特定機構として、屋内用のGPS(iGPS:indoor Global Positioning System)を利用している。より具体的に説明すると、第一変形例では、装置本体10HにiGPS用の位置センサ42が搭載されている。この位置センサ42は、空隙検査装置10が利用される空間内(換言すると、空隙検査が行われる空間内)における位置センサ42自身の三次元位置に応じた信号を出力する。
Explaining the position specifying mechanism according to the first modification, in the configuration shown in FIG. 8 (first modification), an indoor GPS (iGPS: indoor Global Positioning System) is used as the position specifying mechanism. More specifically, in the first modification, the
位置センサ42は、不図示のアンテナを備えており、定期的に基地局43から発信される信号(電波信号)を受信する。位置センサ42は、基地局43からの電波信号を受信すると、その受信信号に基づき、自身の三次元位置を特定し、特定した三次元位置に応じた信号を出力する。処理装置30は、位置センサ42の出力信号に基づいて装置本体10Hの三次元位置(すなわち、XYZの各方向における位置)を特定し、その特定結果を利用してX方向における第一電極13の位置を特定する。
The
以上のように、第一変形例では、処理装置30と位置センサ42が位置特定部を構成している。変形例では、位置特定部が位置センサ42を有し、iGPSにより、X方向における第一電極13の位置を適宜特定することができる。
As described above, in the first modification, the
第一電極13の位置を特定する機構の第二変形例としては、例えば、図9及び図10に図示の機構(以下、第二変形例に係る位置特定機構)が考えられる。図9及び図10は、第二変形例に係る位置特定機構の説明図であり、図9は、図1と対応する図であり、図10は、図2と対応する図である。
As a second modification of the mechanism for specifying the position of the
第二変形例では、図9及び図10に示すように、第一プローブ11がX方向において等間隔で複数配置されている。また、第二変形例では、図10に示すように、第一電極13が複数の第一プローブ11の各々の先端部に備えられた可動電極13aよって構成されている。つまり、第二変形例に係る第一電極13は、X方向に沿って並ぶ複数の可動電極13aを有しており、X方向において可動電極13aの間隔が等間隔となるように配置されている。
In the second modification, as shown in FIGS. 9 and 10, a plurality of
第二変形例では、図9及び図10に示すように、可動電極13aが8個並べられているが、可動電極13aの数(換言すると、第一プローブ11の本数)については、特に限定されず、少なくとも2個以上であればよい。
In the second modification, as shown in FIGS. 9 and 10, eight
また、第二変形例では、複数の可動電極13aの各々は、図10に示すように、同時に目地モルタル4に差し込まれ、アクチュエータ15によって各可動電極13aの差し込み量が調整される。ちなみに、図10に図示の構成では、第一プローブ11毎(換言すると、可動電極13a毎)にアクチュエータ15が設けられており、各可動電極13aの差し込み量を個別に調整することが可能である。ただし、これに限定されるものではなく、単一のアクチュエータ15が設けられており、このアクチュエータ15によって複数の可動電極13aすべてを同時に動かしてもよい。
Further, in the second modification, each of the plurality of
第二変形例では、複数の可動電極13aの各々が、第二電極14との間で個別の回路を形成しており、個々の回路は、図10に示すように並列的に連結している。つまり、第二変形例では、電源24が各可動電極13aと第二電極14との間に等電圧を印加し、各可動電極13aと第二電極14との間には電流が流れ、それぞれの電流の変化を、可動電極13a毎に設けられた電流計22によって検知する。これにより、第二変形例では、X方向における複数の可動電極13aのそれぞれの配置位置にて、空洞の有無を複数且つ同時に検査することができる。
In the second modification, each of the plurality of
第二変形例では、X方向において可動電極13aが等間隔に並んでいるので、可動電極13a間の間隔に基づき、X方向における各可動電極13aの位置を特定することができる。
In the second modification, since the
第二変形例において、処理装置30は、可動電極13a間の間隔を記憶している。また、第二変形例では、空隙検査を実施するに際して、複数の可動電極13aのうち、X方向において最も第二電極14から離れた可動電極13aが最初の検査位置に配置されるように装置本体10Hをセットする。これにより、それぞれの可動電極13aの、最初の検査位置からの距離が特定されるため、X方向における各可動電極13aの位置を特定することが可能となる。
In the second modification, the
以上までに、第一電極13の位置を特定する機構について3つの例を挙げて説明したが、それぞれの例は、あくまでも位置特定機構の一例に過ぎない。すなわち、X方向における第一電極13の位置を特定可能な機構であれば、自由に利用可能である。例えば、光学的手法を用いて第一電極13の位置を特定してもよく、具体的には、発光装置を装置本体10Hに搭載し、X方向に延びたセンサアレイを炉壁側に取り付け、センサアレイにおいて発光装置からの照射光を受光した箇所を特定することで、第一電極13のX方向における位置を特定してもよい。
The mechanism for specifying the position of the
第一プローブ11は、図6に示すように第一プローブ11の先端部に第一電極13を一つのみ備えているが、図11に示すように、第一プローブ11の先端部に複数の第一電極13を互いに分離して設けてもよい。図11は、第一プローブ11の先端部の変形例を示す図である。
As shown in FIG. 6, the
図11に図示の構成では、複数の第一電極13の各々が、Z方向において互いに異なる位置にて目地モルタル4に差し込まれる。図11に図示の構成では、第一プローブ11の中央部に芯材21が配置されており、芯材21回りに4個の第一電極13が配置されている。そして、第一プローブ11を目地モルタル4に差し込むと、上記4個の第一電極13が、それぞれZ方向において互いに異なる位置にて目地モルタル4に差し込まれる。
In the configuration shown in FIG. 11, each of the plurality of
また、第一プローブ11(厳密には、第一電極13を除く部分)の内部では、配線が第一電極13毎に分かれて設けられている。このような構成であれば、Z方向において第一プローブ11が存する範囲内で空隙の有無を複数箇所で検査することができ、Z方向における分解能(検査分解能)が向上し、空隙の有無を三次元(X、Y、及びZ方向のそれぞれ)で検査することが可能となる。
Further, inside the first probe 11 (strictly speaking, a portion excluding the first electrode 13), wiring is provided separately for each
ところで、第一プローブ11及び第二プローブ12は、空隙検査の実施に際して目地モルタル4に所定量だけ差し込まれる。つまり、第一電極13及び第二電極14は、検査開始時に、Y方向において目地モルタル4に幾分差し込まれた位置に配置される。このときの第一電極13のY方向における位置は、第一電極13の初期位置に該当する。初期位置とは、Y方向において目地モルタル4の表面位置を基準にして設定された位置であり、具体的には、表面位置から所定距離だけ奥側にある位置である。
By the way, the
装置本体10Hの対向面に図12に図示の位置決め部26が設けられていれば、検査開始時に第一電極13を初期位置に位置決めすることができる。図12は、位置決め部26を示す図であり、位置決め部26を備えた装置本体10HのX−Y断面図である。なお、図12において、装置本体10Hの内部は、図示の都合上、幾分簡略化して図示している。
If the
位置決め部26は、装置本体10Hの対向面から外側に張り出した部分であり、その長さは、初期位置(つまり、検査開始時での第一電極13の目地モルタル4への差し込み量)に応じた長さに設計されている。
The positioning
本実施形態では、図12に示すように、位置決め部26が左右一対設けられている。一方の位置決め部26は、第一プローブ11とは反対側で第二プローブ12と隣り合う位置に設けられ、他方の位置決め部26は、第二プローブ12とは反対側で第一プローブ11と隣り合う位置に設けられている。位置決め部26の個数については特に制限はなく、少なくとも1つ設けられるとよい。
In this embodiment, as shown in FIG. 12, a pair of left and
そして、上記一対の位置決め部26を備えた装置本体10Hを検査開始時の位置にセットする際、各々の位置決め部26の延出方向先端面を炉壁(厳密には、その時点で積み上げられた煉瓦8の表面)に当接させる。これにより、図12に示すように、第一プローブ11が目地モルタル4に差し込まれて第一電極13が初期位置に配置されるようになる。また、このとき、第二プローブ12も目地モルタル4に差し込まれ、第二電極14が目地モルタル4に対して規定量(例えば、5mm程度)だけ差し込まれた位置に配置される。
Then, when the apparatus
以上のように位置決め部26による位置決めを行うことで、Y方向において第一電極13を適切に初期位置に位置決めすることができる。このように検査開始時に正規の位置(初期位置)に第一電極13を位置決めすることができるので、それ以降、Y方向において第一電極13を適切に変位させることが可能となる。この結果、第一電極13の位置を正確に把握しながら、第一電極13の位置における空隙の有無を検査することができるので、空隙検査の精度が向上する。
By positioning by the
<<空隙検査装置の動作例>>
次に、以上までに説明してきた空隙検査装置10の動作例として、空隙検査装置10を用いて行われる空隙検査の手順について、図13A乃至図13Dを参照しながら説明する。図13A乃至図13Dは、空隙検査の手順を示す図であり、空隙検査装置10を上方から見た図である。ちなみに、検査中の様子は、図13A、図13B、図13C及び図13Dの順で遷移する。
<< Operation example of void inspection device >>
Next, as an operation example of the
なお、以下に説明する空隙検査の手順では、本発明の空隙検査方法を採用しており、換言すれば、以下に説明する空隙検査の内容は、本発明の空隙検査方法の一例に関する説明に相当する。ちなみに、以下では、空隙検査装置10が、X方向における第一電極13の位置を特定するための機構として、上述したロータリーエンコーダ付きの車輪41を備えているケースを例に挙げて説明することとする。また、以下の説明では、第一プローブ11の先端部に第一電極13が一つ設けられていることとする。
The void inspection method described below employs the void inspection method of the present invention. In other words, the content of the void inspection described below corresponds to an example of the void inspection method of the present invention. do. Incidentally, in the following description, the case where the
炉壁の建設過程において、X方向に沿って1段分の煉瓦8をその直下に位置する煉瓦8(厳密には、一つ下の段をなす煉瓦8の列)上に積べる(並べる)と、新たな目地が形成されるので、その目地を対象目地2として空隙検査を実施する。空隙検査を実施するにあたり、検査者は、空隙検査装置10の装置本体10Hを持ち、X方向及びZ方向において装置本体10Hを所定位置にセットする。装置本体10Hが所定位置にセットされることで、第一プローブ11及び第二プローブ12がZ方向において対象目地2と同じ高さに位置し、且つ、第一プローブ11の先端部がX方向において最初の検査位置に配置されるようになる。
In the process of constructing the furnace wall, one stage of
その後、検査者は、装置本体10HをY方向において対象目地2に近付け、第一プローブ11及び第二プローブ12の各々の先端部を対象目地2の目地モルタル4に差し込む。これにより、図13Aに示すように、第一プローブ11の先端部にある第一電極13が初期位置に配置されるようになる。なお、このとき、装置本体10Hに前述の位置決め部26が設けられていれば、位置決め部26の先端を煉瓦8の表面に当接させることにより、第一電極13を初期位置に容易且つ適切に位置決めることができる。
After that, the inspector brings the apparatus
以上までの事前準備が完了した時点で、検査者が操作パネル32にて不図示の検査開始を指示すると、空隙検査が開始される。なお、検査開始時点での第一電極13の、X方向及びY方向の各々における位置は、処理装置30によって記憶されている。
When the inspector instructs the
空隙検査が開始されると、処理装置30がアクチュエータ15を制御し、アクチュエータ15が、Y方向奥側に第一プローブ11を所定量ずつ断続的に動かす。これにより、図13Bに示すように、目地モルタル4での第一電極13の差し込み量が一定量ずつ増加する。このとき、処理装置30は、アクチュエータ15の動作量からY方向における第一電極13の移動量を算出し、算出した移動量に基づき、移動後の第一電極13の位置(Y方向における位置)を特定する。
When the void inspection is started, the
また、アクチュエータ15の動作が中断している間に(換言すると、第一電極13が静止している間に)、電源24によって、目地モルタル4に差し込まれた状態の第一電極13及び第二電極14の間に電圧を印加する。このとき、直流電圧及び交流電圧のうち、検査者が操作パネル32を通じて選択した電圧が印加される。交流電圧が選択された場合には、正弦波及び矩形波のうち、検査者が操作パネル32を通じて選択した波形にて交流電圧が印加される。
Further, while the operation of the
また、第一電極13と第二電極14との間を流れる電流を電流計22によって検知する。第一電極13がY方向奥側に差し込まれている間、第一電極13がモルタルと接している箇所では、電流が比較的大きくなり、他方、第一電極13が空隙内に在る箇所では、電流が規定値以下となる。このような空隙の有無に応じた電流の変化を、電流計22によって検知する。
Further, the current flowing between the
電流計22は、電流を検知したとき、その検知結果に応じて信号を出力し、処理装置30は、電流計22からの出力信号を受信する。そして、処理装置30は、その受信信号(換言すると、電流計22により検知された電流)に基づき、空隙の有無を判定する。具体的には、第一電極13がY方向奥側に変位しているときに電流が規定値以下(ゼロ付近)まで低下すると、処理装置30は、その時点でのY方向における第一電極13の位置に空隙が有ると判定する。
When the
以上の要領で、アクチュエータ15によって第一電極13の差し込み量を増加させながら、それぞれの時点(換言すると、差し込み量)で、第一電極13の位置での空隙の有無を逐次判定する。そして、第一電極13が最大差し込み量まで差し込まれると、処理装置30は、第一電極13を引き抜く向きに第一プローブ11を動かすようにアクチュエータ15を制御する。
In the above procedure, while increasing the insertion amount of the
第一プローブ11の後退により第一電極13がY方向において初期位置まで戻ると、検査者は、装置本体10Hを持ち、図13Cの矢印方向に装置本体10Hを動かす。これにより、それまで目地モルタル4に差し込まれていた第一プローブ11及び第二プローブ12が目地モルタル4から引き抜かれる。その後、装置本体10Hに取り付けられたロータリーエンコーダ付きの車輪41の外周面を、炉壁(厳密には、その時点で積み重ねられた煉瓦8の表面)に当接させる。
When the
検査者は、車輪41を炉壁上で転がしながら装置本体10HをX方向に沿って搬送する。この間、車輪41は、装置本体10Hの搬送に付随して回転し、車輪41が所定量回転する度に、車輪41に搭載されたロータリーエンコーダが信号を出力する。
The inspector carries the apparatus
装置本体10HがX方向において最初の検査位置から次の検査位置まで搬送されると、その位置にて装置本体10Hの姿勢を元に戻し、装置本体10Hの対向面を炉壁に対向させる(厳密には、炉壁に対して平行にする)。そして、図13Dに示すように、搬送後の位置にて第一プローブ11及び第二プローブ12が目地モルタル4に差し込まれる。これにより、第一電極13及び第二電極14は、それぞれY方向において位置決めされ、第一電極13は、初期位置に配置されるようになる。また、処理装置30は、装置本体10Hの搬送中にロータリーエンコーダが出力した信号に基づき、X方向における第一電極13の位置(すなわち、搬送後の位置)を特定する。処理装置30は、ロータリーエンコーダからの出力信号に基づいて、X方向における装置本体10Hの搬送量を算出し、算出した搬送量だけ最初の検査位置から離れた位置を、搬送後の第一電極13の位置(検査位置)として特定する。
When the
そして、搬送後の位置にて第一プローブ11を目地モルタル4に差し込み、上述した手順と同様の手順にて、目地モルタル4内の空隙の有無を検査する。つまり、次の検査位置にて、第一電極13の位置(Y方向における位置)を特定しながら、第一電極13と第二電極14との間に電圧を印加し、両電極間に流れる電流の変化を検知することで、Y方向の各位置での目地モルタル4内の空隙の有無を判定する。かかる動作は、第一電極13の差し込み量が最大差し込み量に達するまで繰り返される。
Then, the
以降、上述した一連のステップ(すなわち、装置本体10Hの搬送、プローブの差し込み、第一電極13の位置特定、電圧の印加、電流変化の検知、及び空隙の有無の判定)は、X方向において一定のピッチΔX毎に繰り返される。これにより、対象目地2全域に亘って目地モルタル4内の空隙の有無が検査される。
After that, the series of steps described above (that is, transporting the apparatus
その後、処理装置30が、X方向における各検査位置において、電流が規定値以下となった時点の第一電極13のY方向における位置を、X−Y平面にプロットし、各プロットを通る曲線を描いて空隙のマッピングイメージを作成する。処理装置30は、上記のマッピングイメージをモニタ16に表示する。このとき、マッピングイメージを解析して得られる空隙の、対象目地2の断面積に対する面積率、及び、その面積率から判定した対象目地2の施工の良否を上記のマッピングイメージと共にモニタ16に表示すると好適である。
After that, the
検査者は、モニタ16に表示されたマッピングイメージ等を見ることで、炉の利用に影響を及ぼし得る空隙が対象目地2の目地モルタル4内に存在しているかどうかを確認する。
以上までの工程が完了した時点で、一つの目地(対象目地2)に対する空隙検査が終了する。
The inspector confirms whether or not a gap that may affect the use of the furnace exists in the
When the above steps are completed, the void inspection for one joint (target joint 2) is completed.
以上までに説明してきた空隙検査装置、及び、当該装置を用いた空隙検査方法によれば、目地モルタル4内における空隙の有無を、比較的簡単に且つ適切に検査することができる。上記の実施形態では、目地モルタル4に第一電極13及び第二電極14を差し込んだ状態で電極間に流れる電流を検知する。ここで、電流は、空隙の有無に応じて変化するので、電流を検知すれば、目地モルタル4内での空隙の有無を適切に検査することが可能である。
According to the void inspection apparatus described above and the void inspection method using the apparatus, the presence or absence of voids in the
そして、上記の実施形態に係る空隙検査は、特許文献1に記載の方法のように中性子線を用いて空隙の有無を検査する方法に比して容易であり、目地モルタル4中の水分の時間変化が検査結果に及ぼす影響も小さいので、精度よく空隙の有無を検査することができる。
The void inspection according to the above embodiment is easier than the method of inspecting the presence or absence of voids using a neutron beam as in the method described in Patent Document 1, and the time of moisture in the
また、上記の実施形態に係る空隙検査は、特許文献2に記載の方法のように超音波を用いて空隙の有無を検査するものではないので、煉瓦等の建設資材に超音波を入射した際の信号強度が劣ることが原因で目地モルタル4内の空隙が検出され難くなるという問題が生じ難い。上記の検査方法であれば、特許文献2に記載の検査方法に比して、より適切に空隙の有無を検査することができる。
Further, since the void inspection according to the above embodiment does not inspect the presence or absence of voids using ultrasonic waves as in the method described in
以上のように、上記の実施形態に係る空隙検査によれば、炉の建設過程において目地モルタル4内の空隙の有無を適切に検査することができる。そのため、仮に空隙が発生したとしても、当該空隙の存在を把握して煉瓦の積み直し等の適切な対応を行うことができるので、空隙を消滅させて大規模なガスリークの発生を抑制することが可能となる。また、空隙による構造強度の低下等の問題が生じ得るリスクを抑えることができるので、煉瓦積みの構造物の施工品質を向上させることが可能となる。
As described above, according to the void inspection according to the above embodiment, the presence or absence of voids in the
なお、上記の実施形態では、装置本体10Hを搬送する際には検査者(すなわち、人手)によって搬送することとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、ロボット又は自走機構によって搬送してもよい。また、ドローンのような無人航空機に装置本体10Hを搭載し、無人航空機を遠隔操作することで装置本体10Hを搬送してもよい。
In the above embodiment, when the device
2 対象目地
4 目地モルタル
6 仮想抵抗
8 煉瓦
10 空隙検査装置
10H 装置本体
11 第一プローブ
12 第二プローブ
13 第一電極
13a 可動電極
14 第二電極
15 アクチュエータ
16 モニタ
17 絶縁構造材
18 配線
19 撥水層
21 芯材
22 電流計
24 電源
26 位置決め部
30 処理装置
32 操作パネル
41 車輪
42 位置センサ
43 基地局
W 空隙
2 Target joint 4
Claims (8)
第一電極及び第二電極と、
前記第一電極及び前記第二電極の間に電圧を印加する電圧印加部と、
前記第一電極及び前記第二電極を前記モルタルに差し込んだ状態で前記第一電極及び前記第二電極の間を流れる電流を検知する検知部と、を有することを特徴とする空隙検査装置。 It is a void inspection device that inspects the presence or absence of voids in the mortar filled in the gaps of construction materials arranged side by side.
With the first and second electrodes,
A voltage application unit that applies a voltage between the first electrode and the second electrode,
A void inspection apparatus comprising: a detection unit for detecting a current flowing between the first electrode and the second electrode with the first electrode and the second electrode inserted in the mortar.
前記判定部は、前記電流が規定値以下に低下した時点での前記第一電極の位置に前記空隙が有ると判定する請求項1に記載の空隙検査装置。 It has a determination unit for determining the presence or absence of the void based on the current detected by the detection unit.
The void inspection device according to claim 1, wherein the determination unit determines that the void is present at the position of the first electrode when the current drops below a specified value.
前記検知部により検知された前記電流が規定値以下となった時点での前記第一電極の位置を可視化して表示する表示部をさらに有する請求項1又は2に記載の空隙検査装置。 The detection unit detects the current when the first electrode is moved, and receives the current.
The void inspection device according to claim 1 or 2, further comprising a display unit that visualizes and displays the position of the first electrode when the current detected by the detection unit becomes a specified value or less.
前記延出方向における前記第一電極の位置を特定する位置特定部を有する請求項1乃至3のいずれか一項に記載の空隙検査装置。 The gap extends along an extension direction that intersects both the depth direction of the gap and the height direction of the gap.
The void inspection apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising a position specifying portion for specifying the position of the first electrode in the extending direction.
前記初期位置は、前記隙間の奥行方向において前記モルタルの表面位置を基準にして設定された位置である請求項1乃至6のいずれか一項に記載の空隙検査装置。 It has a positioning unit that positions the first electrode at the initial position by coming into contact with the surface of the construction material.
The void inspection apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the initial position is a position set with reference to the surface position of the mortar in the depth direction of the gap.
前記モルタルに差し込んだ状態の第一電極及び第二電極の間に電圧を印加するステップと、
前記第一電極及び前記第二電極の間を流れる電流を検知するステップと、を有することを特徴とする空隙検査方法。 It is a void inspection method that inspects the presence or absence of voids in the mortar filled in the gaps of construction materials arranged side by side.
The step of applying a voltage between the first electrode and the second electrode in the state of being inserted into the mortar, and
A void inspection method comprising: a step of detecting a current flowing between the first electrode and the second electrode.
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