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JP7611870B2 - Inspection device and method for internal reinforcing bars in reinforced concrete structures - Google Patents
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JP7611870B2 - Inspection device and method for internal reinforcing bars in reinforced concrete structures - Google Patents

Inspection device and method for internal reinforcing bars in reinforced concrete structures Download PDF

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Description

本発明は、鉄筋コンクリート構造物の内部鉄筋の検査装置及び検査方法に関する。 The present invention relates to an inspection device and method for the internal reinforcing bars of reinforced concrete structures.

鉄筋コンクリート柱の折損を防止するために目視による定期的な点検が行われている。目視による鉄筋コンクリート柱の点検では、内部鉄筋の状態を十分に把握できないため、鉄筋コンクリート柱における内部鉄筋の破断箇所を非破壊的に検査する手法の開発が進められている。例えば、特許文献1には、鉄筋コンクリート柱の内部鉄筋を外部から磁化させ、内部鉄筋の破断箇所から漏れ出る微量な磁束を測定することで、内部鉄筋の破断箇所の有無を判別する検査方法が開示されている。 To prevent reinforced concrete pillars from breaking, regular visual inspections are conducted. Visual inspections of reinforced concrete pillars do not adequately grasp the condition of the internal rebar, so efforts are underway to develop methods for non-destructively inspecting the broken parts of the internal rebar in reinforced concrete pillars. For example, Patent Document 1 discloses an inspection method for determining whether or not the internal rebar is broken by magnetizing the internal rebar of a reinforced concrete pillar from the outside and measuring the minute amount of magnetic flux leaking from the broken parts of the internal rebar.

特開2006-177747号公報JP 2006-177747 A

特許文献1の検査方法では、鉄筋コンクリート柱において、例えば、架線金具、電線類、機材といった設備が取り付けられていると、内部鉄筋を磁化できず、内部鉄筋の破断箇所の有無を判別できない、という問題がある。このため、内部鉄筋を磁化させる前に鉄筋コンクリート柱から各種の設備を予め取り外す必要があり、点検作業に多くの時間を要している。このような問題は、鉄筋コンクリート柱において内部鉄筋の破断箇所の有無を判別する場合に限られず、他の鉄筋コンクリート構造物において内部鉄筋の破断箇所の有無を判別する場合にも存在している。 The inspection method of Patent Document 1 has the problem that if equipment such as overhead line fittings, electric wires, and machinery is attached to a reinforced concrete pole, the internal rebar cannot be magnetized and it is not possible to determine whether or not the internal rebar is broken. For this reason, it is necessary to remove various equipment from the reinforced concrete pole before magnetizing the internal rebar, which makes the inspection work take a lot of time. This problem is not limited to determining whether or not the internal rebar is broken in a reinforced concrete pole, but also exists when determining whether or not the internal rebar is broken in other reinforced concrete structures.

本発明は、このような背景に基づいてなされたものであり、設備が取り付けられた鉄筋コンクリート構造物であっても内部鉄筋の破断箇所の有無を判別可能な検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。 The present invention was made based on this background, and aims to provide an inspection device and an inspection method that can determine whether or not there are any breaks in the internal rebars, even in reinforced concrete structures with equipment attached.

上記目的を達成するために、本発明に係る検査装置は、
鉄筋コンクリート構造物における内部鉄筋の破断箇所の有無を検出するための検査装置であって、
熱弾性効果による前記鉄筋コンクリート構造物の表面の温度分布の経時的な変化を測定する温度計と、
前記温度計で測定された温度分布の経時的な変化に基づいて、前記鉄筋コンクリート構造物の応力変動を示す応力変動画像に関するデータを生成する演算装置と、
を備える。
In order to achieve the above object, an inspection device according to the present invention comprises:
An inspection device for detecting the presence or absence of fractures in internal reinforcing bars in a reinforced concrete structure,
a thermometer for measuring a change over time in the temperature distribution on the surface of the reinforced concrete structure due to a thermoelastic effect ;
a calculation device that generates data relating to a stress fluctuation image showing stress fluctuations in the reinforced concrete structure based on the change over time in temperature distribution measured by the thermometer; and
Equipped with.

本発明によれば、設備が取り付けられた鉄筋コンクリート構造物であっても内部鉄筋の破断箇所の有無を判別可能な検査装置及び検査方法を提供できる。 The present invention provides an inspection device and an inspection method that can determine whether or not there are any breaks in the internal rebars, even in reinforced concrete structures with equipment attached.

本発明の実施の形態1に係る検査装置の構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram showing a configuration of an inspection device according to a first embodiment of the present invention; 本発明の実施の形態1に係る演算装置のハードウェア構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a hardware configuration of a calculation device according to a first embodiment of the present invention; (a)は、本発明の実施の形態1に係る温度動画記憶部に記憶されたデータテーブルの一例を示す図であり、(b)は、本発明の実施の形態1に係る応力変動画像記憶部のデータテーブルの一例を示す図である。FIG. 1A is a diagram showing an example of a data table stored in a temperature video memory unit according to embodiment 1 of the present invention, and FIG. 1B is a diagram showing an example of a data table stored in a stress fluctuation image memory unit according to embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1に係る演算装置が温度画像の画素毎に温度差を算出する手順を示す図である。5 is a diagram showing a procedure in which the calculation device according to the first embodiment of the present invention calculates a temperature difference for each pixel of a temperature image. 本発明の実施の形態1に係る検査方法の流れを示すフローチャートである。3 is a flowchart showing a flow of an inspection method according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態1に係る演算処理の流れを示すフローチャートである。4 is a flowchart showing a flow of a calculation process according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態2に係る検査装置の構成を示す概略図である。FIG. 11 is a schematic diagram showing a configuration of an inspection device according to a second embodiment of the present invention. (a)は、本発明の実施の形態2に係るワインド型コイルの構成を示す斜視図であり、(b)は、本発明の実施の形態2に係るスポット型コイルの構成を示す斜視図である。10A is a perspective view showing the configuration of a wind-type coil according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 10B is a perspective view showing the configuration of a spot-type coil according to the second embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態2に係る検査方法の流れを示すフローチャートである。10 is a flowchart showing the flow of an inspection method according to a second embodiment of the present invention. 実施例1における鉄筋コンクリート柱の試験片を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a test piece of a reinforced concrete column in Example 1. (a)、(b)は、それぞれ実施例1における曲げ試験の様子を上方及び側方から撮影した図である。4A and 4B are photographs taken from above and from the side, respectively, of the state of the bending test in Example 1. (a)、(b)は、それぞれ実施例1における鉄筋コンクリート柱の試験片の応力変動画像を示す図である。4A and 4B are diagrams showing stress variation images of a test specimen of a reinforced concrete column in Example 1. 実施例1における装着金具が取り付けられた鉄筋コンクリート柱の試験片の温度変化画像及び応力変動画像を示す図である。1A and 1B are diagrams showing temperature change images and stress fluctuation images of a test specimen of a reinforced concrete column to which a mounting bracket is attached in Example 1. (a)、(b)は、それぞれ実施例2における鉄筋コンクリート柱の試験片にワインドコイル及びスポットコイルをセッティングした様子を示す図である。13A and 13B are diagrams showing the state in which a wind coil and a spot coil are set on a test piece of a reinforced concrete column in Example 2. (a)は、実施例2における鉄筋コンクリート柱の試験片の温度画像を示す図であり、(b)は、実施例2における装着金具が取り付けられた鉄筋コンクリート柱の試験片の温度画像を示す図である。1A is a diagram showing a temperature image of a test piece of a reinforced concrete column in Example 2, and FIG. 1B is a diagram showing a temperature image of a test piece of a reinforced concrete column to which a mounting bracket in Example 2 is attached.

以下、本発明の実施の形態に係る検査装置及び検査方法を、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面では、同一又は同等の部分に同一の符号を付す。 The inspection device and inspection method according to the embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In each drawing, the same or equivalent parts are given the same reference numerals.

(実施の形態1)
図1~図6を参照して、実施の形態1に係る検査装置及び検査方法を説明する。実施の形態1では、鉄筋コンクリート柱(以下、「CP」と略称する。)の内部鉄筋の破断箇所で不平衡荷重が発生して内部応力が常時変動している場合に、内部鉄筋の破断箇所を検出する方法を説明する。実施の形態1に係る検査装置及び検査方法は、CP中間部の内部鉄筋が破断し、破断箇所で応力集中に起因する不平衡荷重が発生している場合に有用である。
(Embodiment 1)
An inspection device and an inspection method according to a first embodiment will be described with reference to Figures 1 to 6. In the first embodiment, a method for detecting a breakage point of an internal rebar in a reinforced concrete column (hereinafter abbreviated as "CP") will be described when an unbalanced load occurs at the breakage point of the internal rebar and the internal stress is constantly fluctuating. The inspection device and the inspection method according to the first embodiment are useful when the internal rebar in the middle part of the CP breaks and an unbalanced load occurs at the breakage point due to stress concentration.

実施の形態1に係る検査方法では、熱弾性応力測定技術を利用して、応力変動状態にあるCPの内部鉄筋の破断箇所の有無を判別する。具体的には、まず、赤外線カメラを用いて応力発生状態にあるCP表面の温度分布を測定する。CP表面の温度分布は、伝熱作用により内部鉄筋の温度分布を反映したものである。次に、測定されたCP表面の温度分布の経時的な変化に基づいてCPの応力変動の分布を示す応力変動画像を生成する。 In the inspection method according to the first embodiment, a thermoelastic stress measurement technique is used to determine whether or not there is a fracture in the internal rebar of a CP in a state of stress fluctuation. Specifically, an infrared camera is first used to measure the temperature distribution on the surface of a CP in a state of stress generation. The temperature distribution on the CP surface reflects the temperature distribution of the internal rebar due to heat transfer. Next, a stress fluctuation image is generated that shows the distribution of stress fluctuations in the CP based on the change over time in the measured temperature distribution on the CP surface.

生成された応力変動画像において周囲領域と比較して応力変動の大きな箇所が存在する場合、その応力変動の大きな箇所が内部鉄筋の破断箇所であると判別する。これは、健全なCPでは、内部鉄筋やコンクリートにバランスよく荷重が加わり、応力集中箇所が発生しないのに対し、内部鉄筋が破断しているCPでは、破断している内部鉄筋が引張荷重を受け持つことができず、反対側の圧縮荷重を受ける内部鉄筋に荷重が集中するためである。 If the generated stress fluctuation image shows an area with a large stress fluctuation compared to the surrounding area, the area with the large stress fluctuation is determined to be the location of the fracture of the internal rebar. This is because in a healthy CP, the load is applied evenly to the internal rebar and concrete, and no areas of stress concentration occur, whereas in a CP where the internal rebar is fractured, the fractured internal rebar cannot withstand the tensile load, and the load is concentrated on the internal rebar that receives the compressive load on the opposite side.

以下、実施の形態1に係る検査方法の前提となる熱弾性応力測定技術の仕組みを説明する。気体を断熱膨張させると温度が低下し、断熱圧縮させると温度が上昇する現象が広く知られているが、固体に応力を作用させた場合にも同様の現象が生じる。固体の弾性変形により温度変化が生じる現象は「熱弾性効果」と呼ばれる。熱弾性効果における測定対象の温度の変化量ΔTと測定対象の主応力和の変動幅Δσとの関係は、以下の式で表される。
ΔT=-K*T*Δσ …(1)
The mechanism of thermoelastic stress measurement technology, which is the premise of the inspection method according to the first embodiment, will be described below. It is widely known that adiabatic expansion of gas reduces the temperature, and adiabatic compression of gas increases the temperature, but a similar phenomenon occurs when stress is applied to a solid. The phenomenon in which temperature change occurs due to elastic deformation of a solid is called the "thermoelastic effect." The relationship between the amount of change ΔT in the temperature of the measurement object in the thermoelastic effect and the fluctuation width Δσ of the sum of the principal stresses of the measurement object is expressed by the following formula.
ΔT=-K*T*Δσ…(1)

主応力は、測定対象の主応力面に作用する応力のことである。主応力面は、測定対象においてせん断応力がゼロで垂直応力が最大又は最小となる面である。また、式(1)のTは、測定時における測定対象の絶対温度であり、Kは熱弾性係数である。熱弾性係数Kは、測定対象の材料毎に設定される固有の値であり、例えばCPの場合、K=4.0×10-6MPa-1である。 The principal stress is the stress acting on the principal stress surface of the measurement object. The principal stress surface is the surface of the measurement object where the shear stress is zero and the normal stress is maximum or minimum. In addition, T in formula (1) is the absolute temperature of the measurement object at the time of measurement, and K is the thermoelastic coefficient. The thermoelastic coefficient K is a unique value set for each material of the measurement object, and for example, in the case of CP, K = 4.0 x 10-6 MPa -1 .

熱弾性応力測定技術では、測定対象に応力変動が発生した時の微小な温度の変化量ΔTを、赤外線カメラを用いて測定し、測定された温度の変化量ΔTを式(1)に代入して主応力和の変動幅Δσに換算する。測定対象の温度測定で赤外線カメラを用いるのは、測定対象の温度を非接触で測定することで、測定対象の温度場を乱さないためである。
以上が、熱弾性応力測定技術の仕組みである。
In thermoelastic stress measurement technology, an infrared camera is used to measure the minute temperature change ΔT when a stress fluctuation occurs in the measurement object, and the measured temperature change ΔT is substituted into formula (1) to convert it into the fluctuation width Δσ of the sum of principal stresses. The reason that an infrared camera is used to measure the temperature of the measurement object is that the temperature of the measurement object is measured without contact, thereby not disturbing the temperature field of the measurement object.
This is how thermoelastic stress measurement technology works.

次に、図1を参照して、実施の形態1に係る検査装置1の構成を説明する。検査装置1は、測定対象であるCP表面の温度分布を示す画像である温度画像(サーモグラフィー)を撮影する赤外線カメラ2と、赤外線カメラ2により撮影された温度画像に基づいてCPの応力変動を示す画像である応力変動画像を生成する演算装置100と、を備える。演算装置100は、例えば、汎用コンピュータである。赤外線カメラ2と演算装置100とは、有線又は無線の通信回線を介して通信可能に接続されている。 Next, the configuration of the inspection device 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. 1. The inspection device 1 includes an infrared camera 2 that captures a temperature image (thermography) that is an image showing the temperature distribution on the surface of the CP to be measured, and a calculation device 100 that generates a stress fluctuation image that is an image showing the stress fluctuation of the CP based on the temperature image captured by the infrared camera 2. The calculation device 100 is, for example, a general-purpose computer. The infrared camera 2 and the calculation device 100 are connected to be able to communicate with each other via a wired or wireless communication line.

赤外線カメラ2は、CP表面の温度分布を測定する温度計の一例である。赤外線カメラ2が撮影する温度画像は、例えば、CP表面の温度分布の変化を示す動画(温度動画)である。温度動画は、一定のサンプリング周期で取得したCP表面の温度分布を示すフレームを時間順に並べたものである。応力変動画像は、CPの応力変動の分布を色分布で表現した画像である。 The infrared camera 2 is an example of a thermometer that measures the temperature distribution on the CP surface. The temperature image captured by the infrared camera 2 is, for example, a video (temperature video) showing the change in temperature distribution on the CP surface. The temperature video is a chronological arrangement of frames showing the temperature distribution on the CP surface acquired at a constant sampling period. The stress fluctuation image is an image that expresses the distribution of stress fluctuations on the CP using a color distribution.

赤外線カメラ2は、測定対象から放射される赤外線エネルギーを検出し、赤外線エネルギーの強度を示す信号に変換する。そして、変換された信号に処理を施すことで、測定対象の温度分布を色分布で可視化した温度画像を生成する。赤外線カメラ2は、高精度の温度分解能を有することが好ましく、その温度分解能は、例えば、0.02K以下である。これは、固体の温度変化はきわめて微小であり、応力変動の換算値の精度を向上させるには、赤外線カメラ2に高精度の温度分解能を持たせる必要があるためである。なお、赤外線カメラ2は、例えば、三脚により支持すればよい。
以上が、検査装置1の構成である。
The infrared camera 2 detects infrared energy emitted from the measurement object and converts it into a signal indicating the intensity of the infrared energy. The converted signal is then processed to generate a temperature image in which the temperature distribution of the measurement object is visualized by a color distribution. The infrared camera 2 preferably has a highly accurate temperature resolution, and the temperature resolution is, for example, 0.02 K or less. This is because the temperature change of a solid is extremely minute, and in order to improve the accuracy of the converted value of the stress variation, it is necessary for the infrared camera 2 to have a highly accurate temperature resolution. The infrared camera 2 may be supported by, for example, a tripod.
The inspection device 1 has the above configuration.

次に、図2を参照して、実施の形態1に係る演算装置100のハードウェア構成を説明する。演算装置100は、操作部110と、表示部120と、通信部130と、記憶部140と、制御部150と、を備える。演算装置100の各部は、内部バス(図示せず)を介して相互に接続されている。 Next, the hardware configuration of the arithmetic device 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. 2. The arithmetic device 100 includes an operation unit 110, a display unit 120, a communication unit 130, a storage unit 140, and a control unit 150. The units of the arithmetic device 100 are connected to each other via an internal bus (not shown).

操作部110は、ユーザの指示を受け付け、受け付けた操作に対応する操作信号を制御部150に供給する。操作部110は、例えば、マウス、キーボードを備える。 The operation unit 110 receives instructions from the user and supplies operation signals corresponding to the received operations to the control unit 150. The operation unit 110 includes, for example, a mouse and a keyboard.

表示部120は、表示駆動回路を備え、制御部150から供給されるデータに基づいて、ユーザに向けて各種の画像を表示する。 The display unit 120 is equipped with a display drive circuit and displays various images to the user based on data supplied from the control unit 150.

通信部130は、演算装置100が外部の機器と通信するための通信インタフェースである。通信部130は、例えば、インターネットのような通信ネットワーク、入出力端子を介して外部の機器と通信する。入出力端子は、例えば、USB(Universal Serial Bus)である。 The communication unit 130 is a communication interface that allows the computing device 100 to communicate with external devices. The communication unit 130 communicates with external devices via a communication network such as the Internet and an input/output terminal. The input/output terminal is, for example, a Universal Serial Bus (USB).

記憶部140は、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、ハードディスクを備える。記憶部140は、制御部150で実行されるプログラムや各種のデータ、例えば、式(1)及び材料毎の熱弾性係数Kの値を記憶する。また、記憶部140は、各種の情報を一時的に記憶し、制御部150が処理を実行するためのワークメモリとしても機能する。さらに、記憶部140は、温度動画記憶部141と、応力変動画像記憶部142と、を備える。 The storage unit 140 includes, for example, a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a flash memory, and a hard disk. The storage unit 140 stores the programs executed by the control unit 150 and various data, for example, the formula (1) and the value of the thermoelastic coefficient K for each material. The storage unit 140 also temporarily stores various information and functions as a work memory for the control unit 150 to execute processing. Furthermore, the storage unit 140 includes a temperature video storage unit 141 and a stress variation image storage unit 142.

図3(a)に示すように、温度動画記憶部141は、赤外線カメラ2により撮影された温度動画を、CP識別番号及び撮影位置に対応づけて記憶する。CP識別番号は、CP毎に割り振られた固有の識別番号である。撮影位置は、例えば、CPの軸方向の位置(高さ)z1、z2、…と、CPの軸周りの角度r1、r2、…とにより表現される。 As shown in FIG. 3(a), the temperature video storage unit 141 stores the temperature video captured by the infrared camera 2 in association with the CP identification number and the capture position. The CP identification number is a unique identification number assigned to each CP. The capture position is expressed, for example, by the axial position (height) z1, z2, ... of the CP and the angle r1, r2, ... around the CP axis.

図3(b)に示すように、応力変動画像記憶部142は、演算装置100により温度変化画像に基づいて生成された応力変動画像を、CP識別番号及び撮影位置に対応づけて記憶する。 As shown in FIG. 3(b), the stress variation image storage unit 142 stores the stress variation image generated by the calculation device 100 based on the temperature change image in association with the CP identification number and the shooting position.

図2に戻り、制御部150は、プロセッサを備え、演算装置100の各部の制御を行う。プロセッサは、例えば、CPU(Central Processing Unit)である。制御部150は、記憶部140に記憶されているプログラムを実行することにより、図6の演算処理を実行する。制御部150は、機能的には、取得部151と、温度差算出部152と、応力変動画像生成部153と、出力部154とを備える。 Returning to FIG. 2, the control unit 150 includes a processor and controls each part of the arithmetic device 100. The processor is, for example, a CPU (Central Processing Unit). The control unit 150 executes the program stored in the storage unit 140 to perform the arithmetic processing of FIG. 6. Functionally, the control unit 150 includes an acquisition unit 151, a temperature difference calculation unit 152, a stress variation image generation unit 153, and an output unit 154.

取得部151は、赤外線カメラ2により撮影されたCP表面の温度分布を示す温度動画を取得し、CP識別情報及び撮影位置に対応付けて温度動画記憶部141に記憶させる。取得部151によるデータの取得には、記憶部140に記憶されたデータを読み出すことが含まれる。 The acquisition unit 151 acquires a temperature video showing the temperature distribution on the CP surface captured by the infrared camera 2, and stores the video in the temperature video storage unit 141 in association with the CP identification information and the capture position. The acquisition of data by the acquisition unit 151 includes reading out data stored in the storage unit 140.

温度差算出部152は、取得部151により取得された温度動画に基づいて、温度動画の画素毎に温度差を算出する。具体的には、取得部151により取得された温度動画から一定の解析点数のフレームを抽出し、抽出されたフレームの集まりから画素毎に温度の最大値と最小値との差分を算出すればよい。解析点数は、抽出されるフレームの数であり、例えば、フレーム数250である。フレームの抽出は、図4に示すように、先頭のフレームから一定の解析ステップ毎に行い、それぞれ抽出したフレームの集まりから温度差ΔT1、ΔT2、ΔT3、ΔT4、…を次々に算出すればよい。解析ステップは、フレームの抽出を開始する位置であり、例えば、先頭のフレームから150ステップ毎とすればよい。なお、温度差算出部152は、画素毎の温度差の算出値を色分布で表現することで、CP表面の温度分布の変化を示す温度変化画像を生成してもよい。 The temperature difference calculation unit 152 calculates the temperature difference for each pixel of the temperature video based on the temperature video acquired by the acquisition unit 151. Specifically, a certain number of analysis points of frames are extracted from the temperature video acquired by the acquisition unit 151, and the difference between the maximum and minimum temperature values for each pixel is calculated from the collection of extracted frames. The number of analysis points is the number of frames to be extracted, for example, 250 frames. As shown in FIG. 4, the extraction of frames is performed at a certain analysis step from the first frame, and the temperature differences ΔT1, ΔT2, ΔT3, ΔT4, ... are calculated one after another from the collection of extracted frames. The analysis step is the position at which the extraction of frames starts, and may be, for example, every 150 steps from the first frame. The temperature difference calculation unit 152 may generate a temperature change image showing the change in temperature distribution on the CP surface by expressing the calculated value of the temperature difference for each pixel as a color distribution.

応力変動画像生成部153は、温度差算出部152により算出された画素毎のCP表面の温度変化を示す温度差の算出値に基づいて、CPの応力変動を示す応力変動画像を生成し、CP識別情報及び撮影位置に対応付けて応力変動画像記憶部142に記憶させる。具体的には、温度変化画像の画素毎に温度差の算出値ΔTを式(1)に代入し、応力変動の換算値Δσに換算する。次に、画素毎の応力変動の換算値を色分布で表現することで、CPの応力変動を示す応力変動画像を生成する。なお、応力変動画像の生成には、応力変動画像に関するデータ(画像データ)を生成することや応力変動画像の潜像を生成することが含まれるものとする。 The stress variation image generating unit 153 generates a stress variation image showing the stress variation of the CP based on the calculated temperature difference value showing the temperature change of the CP surface for each pixel calculated by the temperature difference calculating unit 152, and stores it in the stress variation image storage unit 142 in association with the CP identification information and the shooting position. Specifically, the calculated temperature difference value ΔT is substituted into formula (1) for each pixel of the temperature variation image, and converted into a converted value Δσ of the stress variation. Next, the converted value of the stress variation for each pixel is expressed as a color distribution to generate a stress variation image showing the stress variation of the CP. Note that the generation of the stress variation image includes the generation of data (image data) related to the stress variation image and the generation of a latent image of the stress variation image.

出力部154は、応力変動画像生成部153により変換された応力変動画像のデータを外部に出力する。例えば、応力変動画像を表示部120に表示させてもよい。
以上が、演算装置100のハードウェア構成である。
The output unit 154 outputs to the outside the data of the stress variation image converted by the stress variation image generating unit 153. For example, the stress variation image may be displayed on the display unit 120.
The above is the hardware configuration of the arithmetic device 100.

次に、図5を参照して、実施の形態1に係る検査装置1を用いてユーザが実行する検査方法の流れを説明する。まず、CPに向けて赤外線カメラ2を設置する(ステップS11)。具体的には、赤外線カメラ2に三脚を取り付け、赤外線カメラ2がCPに向かうように三脚を地面に設置すればよい。 Next, referring to FIG. 5, the flow of the inspection method performed by the user using the inspection device 1 according to the first embodiment will be described. First, the infrared camera 2 is set up facing the CP (step S11). Specifically, a tripod is attached to the infrared camera 2, and the tripod is set on the ground so that the infrared camera 2 faces the CP.

次に、ステップS11の工程で設置された赤外線カメラ2を用いてCP表面の温度分布を示す温度動画を撮影する(ステップS12)。温度動画のフレームレート及び撮影時間は、ユーザにより予め設定されている。CP表面の温度変化を把握するためには、例えば、2000フレーム以上の画像を取得することが好ましい。 Next, a temperature video showing the temperature distribution on the CP surface is captured using the infrared camera 2 installed in step S11 (step S12). The frame rate and capture time of the temperature video are preset by the user. To grasp the temperature change on the CP surface, it is preferable to capture images of, for example, 2000 frames or more.

次に、ステップS12の工程で赤外線カメラ2により撮影された温度動画に基づいて、演算装置100に図6の演算処理を実行させることで、演算装置100の表示部120にCPの応力変動画像を表示させる(ステップS13)。 Next, based on the temperature video captured by the infrared camera 2 in step S12, the calculation device 100 is caused to execute the calculation process shown in FIG. 6, thereby causing the display unit 120 of the calculation device 100 to display a stress variation image of the CP (step S13).

次に、ステップS13の工程で得られた応力変動画像に基づいて、CP内部鉄筋の破断箇所の有無を判別する(ステップS14)。具体的には、内部鉄筋が破断していない箇所では、応力変動がほとんど無いのに対し、内部鉄筋の破断箇所では、荷重が不均衡な状態が継続するため、応力が大きく変動している。このため、ユーザがCPの応力変動画像の色分布を観察し、周囲領域と比較して色分布が大きく異なる箇所が存在するかどうかを見極めることで、内部鉄筋の破断箇所を判別できる。
以上が、検査方法の流れである。
Next, based on the stress variation image obtained in step S13, the presence or absence of a fractured portion of the CP internal rebar is determined (step S14). Specifically, in a portion where the internal rebar is not fractured, there is almost no stress variation, whereas in a portion where the internal rebar is fractured, the load remains unbalanced, causing a large stress variation. Therefore, the user can observe the color distribution of the CP stress variation image and determine whether there is a portion where the color distribution is significantly different from the surrounding area, thereby determining the fractured portion of the internal rebar.
The above is the flow of the inspection method.

(演算処理)
次に、図6を参照して、実施の形態1に係る演算装置100が実行する演算処理の流れを説明する。演算処理は、赤外線カメラ2を用いてCP表面の温度動画を撮影した後、ユーザによる指示を受け付けた時点で開始する。
(Calculation processing)
Next, a flow of the calculation process executed by the calculation device 100 according to the first embodiment will be described with reference to Fig. 6. The calculation process starts when an instruction from a user is received after a temperature video of the CP surface is captured by the infrared camera 2.

まず、取得部151は、CP表面の温度分布を撮影した温度動画を取得する(ステップS21)。 First, the acquisition unit 151 acquires a temperature video that captures the temperature distribution on the CP surface (step S21).

次に、温度差算出部152は、ステップS21の処理で取得した温度動画に基づいて、画素毎にCP表面の温度変化を示す温度差を算出する(ステップS22)。具体的には、ステップS21の処理で取得された温度動画から一定フレーム数のフレームを抽出し、抽出されたフレームの集まりから画素毎に温度の最大値と最小値との差分を算出すればよい。 Next, the temperature difference calculation unit 152 calculates the temperature difference indicating the temperature change of the CP surface for each pixel based on the temperature video acquired in the processing of step S21 (step S22). Specifically, a certain number of frames are extracted from the temperature video acquired in the processing of step S21, and the difference between the maximum and minimum temperature values for each pixel is calculated from the collection of extracted frames.

次に、応力変動画像生成部153は、ステップS22の処理で算出された画素毎のCP表面の温度変化を示す温度差の算出値に基づいて、CPの応力変動を示す応力変動画像を生成する(ステップS23)。具体的には、温度画像の画素毎に温度差の算出値ΔTを式(1)に代入し、応力変動の換算値Δσに換算すればよい。 Next, the stress variation image generating unit 153 generates a stress variation image showing the stress variation of the CP based on the calculated temperature difference showing the temperature change of the CP surface for each pixel calculated in the processing of step S22 (step S23). Specifically, the calculated temperature difference value ΔT for each pixel of the temperature image is substituted into formula (1) and converted into a conversion value Δσ of the stress variation.

次に、出力部154は、ステップS23の処理で得られた応力変動画像を表示部120に表示させ(ステップS24)、処理を終了する。
以上が、演算処理の流れである。
Next, the output unit 154 causes the display unit 120 to display the stress variation image obtained in the processing of step S23 (step S24), and ends the processing.
The above is the flow of the calculation process.

以上説明したように、実施の形態1に係る検査装置1は、CP表面の温度分布の経時的な変化を測定する赤外線カメラ2と、赤外線カメラ2で測定された温度分布の経時的な変化に基づいて、CPの応力変動を示す応力変動画像を生成する演算装置100と、を備える。このため、CPにおいて設備が取り付けられた箇所であっても内部鉄筋の破断箇所の有無を判別でき、結果としてCPの劣化の程度を迅速かつ的確に判断できる。これによりCPの保守管理に要するコストや作業者による点検の負担を低減できる。 As described above, the inspection device 1 according to the first embodiment includes an infrared camera 2 that measures the change over time in the temperature distribution on the surface of the CP, and a calculation device 100 that generates a stress variation image showing the stress variation of the CP based on the change over time in the temperature distribution measured by the infrared camera 2. Therefore, it is possible to determine the presence or absence of fractures in the internal rebar even in areas where equipment is installed in the CP, and as a result, the degree of deterioration of the CP can be determined quickly and accurately. This reduces the costs required for maintenance management of the CP and the burden of inspection on workers.

(実施の形態2)
図7~図9を参照して、実施の形態2に係る検査装置及び検査方法を説明する。実施の形態1では、応力発生状態にあるCP表面の温度を測定していたが、実施の形態2では、静止状態にあるCPの内部鉄筋を誘導コイルにより加熱した後にCP表面の温度を測定する。実施の形態2に係る検査装置及び検査方法は、応力集中に起因する不平衡荷重が発生していない場合にも適用できる。以下、両者の相違する点を中心に説明する。
(Embodiment 2)
An inspection device and an inspection method according to the second embodiment will be described with reference to Figures 7 to 9. In the first embodiment, the temperature of the CP surface in a stressed state is measured, but in the second embodiment, the temperature of the CP surface is measured after the internal rebar of the CP in a stationary state is heated by an induction coil. The inspection device and inspection method according to the second embodiment can also be applied to cases where no unbalanced load due to stress concentration is occurring. The following mainly describes the differences between the two.

図7を参照して、実施の形態2に係る検査装置1の構成を説明する。検査装置1は、CPの内部鉄筋を外部から加熱する誘導加熱コイル3と、誘導加熱コイル3により内部鉄筋が加熱されたCP表面の温度分布を測定する赤外線カメラ2と、を備える。 The configuration of the inspection device 1 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. 7. The inspection device 1 includes an induction heating coil 3 that heats the internal rebar of the CP from the outside, and an infrared camera 2 that measures the temperature distribution on the surface of the CP after the internal rebar is heated by the induction heating coil 3.

赤外線カメラ2は、CP表面の温度分布を示す温度画像を表示するモニタを備える。赤外線カメラ2が撮影する温度画像は、CP表面の温度分布を示す静止画であってもよく、CP表面の温度分布の変化を示す温度動画であってもよい。 The infrared camera 2 is equipped with a monitor that displays a temperature image showing the temperature distribution on the CP surface. The temperature image captured by the infrared camera 2 may be a still image showing the temperature distribution on the CP surface, or a temperature video showing the change in the temperature distribution on the CP surface.

誘導加熱コイル3は、CPの内部鉄筋を外部から加熱する加熱手段の一例である。誘導加熱コイル3は、電磁誘導の原理を利用して内部鉄筋に接触することなく内部鉄筋を加熱する。電磁誘導の原理は、コイルの導線に交流電流を流すと、その周囲に変動磁界が発生し、この磁界の中に金属を置くと、電磁誘導により誘導電流が流れ、この誘導電流により金属でジュール熱が発生する、というものである。 The induction heating coil 3 is an example of a heating means for externally heating the internal rebar of a CP. The induction heating coil 3 utilizes the principle of electromagnetic induction to heat the internal rebar without coming into contact with it. The principle of electromagnetic induction is that when an alternating current is passed through the coil's conductor, a fluctuating magnetic field is generated around it, and when metal is placed in this magnetic field, an induced current flows due to electromagnetic induction, and this induced current generates Joule heat in the metal.

誘導加熱コイル3は、図8(a)に示すワインド型コイル3Aであってもよく、図8(b)に示すスポット型コイル3Bであってもよく、その他の型式であってもよい。ワインド型コイル3Aは、CPに巻き付けられた状態で内部鉄筋を加熱する。スポット型コイル3Bは、水冷式の渦巻きコイルで構成され、ひび割れが発生している箇所をピンポイントで加熱するのに好適である。 The induction heating coil 3 may be a wound coil 3A as shown in FIG. 8(a), a spot coil 3B as shown in FIG. 8(b), or another type. The wound coil 3A heats the internal rebar while wound around the CP. The spot coil 3B is made of a water-cooled spiral coil, and is suitable for pinpoint heating of cracked areas.

次に、図9を参照して、実施の形態2に係る検査装置1を用いてユーザが実行する検査方法の流れを説明する。まず、CPに対して赤外線カメラ2及び誘導加熱コイル3を設置する(ステップS31)。具体的には、赤外線カメラ2に三脚を取り付け、赤外線カメラ2がCPに向かうように三脚を地面に設置すればよい。また、誘導加熱コイル3については、CPの表面に巻き付けるか、その表面近傍に設置するとよい。 Next, referring to FIG. 9, the flow of the inspection method performed by the user using the inspection device 1 according to the second embodiment will be described. First, the infrared camera 2 and the induction heating coil 3 are placed on the CP (step S31). Specifically, a tripod is attached to the infrared camera 2, and the tripod is placed on the ground so that the infrared camera 2 faces the CP. The induction heating coil 3 may be wrapped around the surface of the CP or placed in the vicinity of the surface.

次に、ステップS31の工程で設置した誘導加熱コイル3によりCPの内部鉄筋を加熱する(ステップS32)。具体的には、誘導加熱コイル3に高周波を供給することで、誘導加熱コイル3の近傍に変動磁界を発生させ、内部鉄筋に渦電流を発生させることで、内部鉄筋にジュール熱を発生させる。 Next, the internal rebar of the CP is heated by the induction heating coil 3 installed in step S31 (step S32). Specifically, a fluctuating magnetic field is generated in the vicinity of the induction heating coil 3 by supplying a high frequency wave to the induction heating coil 3, and an eddy current is generated in the internal rebar, thereby generating Joule heat in the internal rebar.

次に、ステップS31の工程で設置された赤外線カメラ2を用いて、ステップS32の工程で内部鉄筋が加熱されたCP表面の温度分布を示す温度画像を撮影する(ステップS33)。温度画像は、静止画及び動画のいずれであってもよい。 Next, the infrared camera 2 installed in step S31 is used to capture a temperature image showing the temperature distribution on the surface of the CP where the internal rebar has been heated in step S32 (step S33). The temperature image may be either a still image or a video image.

次に、ステップS33の工程で得られた温度画像をモニタに表示させ(ステップS34)、モニタに表示された温度画像に基づいてCP内部鉄筋の破断箇所の有無を判別し(ステップS35)、処理を終了する。具体的には、内部鉄筋が破断していない箇所では、内部鉄筋の発熱によりCP表面も発熱しているのに対し、内部鉄筋の破断箇所では、内部鉄筋の誘導加熱が生じない結果としてCP表面が発熱していない。このため、ユーザが温度画像の色分布を観察することで、内部鉄筋の破断箇所の有無を判別できる。なお、CPに設備が取り付けられている場合でも、設備の発熱がCPの温度分布に広範囲に影響を与えることがないため、設備と重なる箇所を除いて内部鉄筋の破断箇所の有無を判別できる。
以上が、実施の形態2に係る検査方法の流れである。
Next, the temperature image obtained in step S33 is displayed on the monitor (step S34), and the presence or absence of a fractured portion of the CP internal rebar is determined based on the temperature image displayed on the monitor (step S35), and the process is terminated. Specifically, in the portion where the internal rebar is not fractured, the CP surface also heats up due to the heat generated by the internal rebar, whereas in the portion where the internal rebar is fractured, the CP surface does not heat up as a result of no induction heating of the internal rebar. Therefore, the user can determine the presence or absence of a fractured portion of the internal rebar by observing the color distribution of the temperature image. Note that even if equipment is attached to the CP, the heat generated by the equipment does not affect the temperature distribution of the CP over a wide area, so the presence or absence of a fractured portion of the internal rebar can be determined except for the portion overlapping with the equipment.
The above is the flow of the inspection method according to the second embodiment.

実施の形態2に係る検査装置1は、赤外線カメラ2と演算装置100とに加えて、CPの側に設置され、鉄筋コンクリート構造物の内部鉄筋を外部から加熱する誘導加熱コイル3を備える。このため、内部鉄筋に応力変動が発生していない場合でも、誘導加熱コイル3を用いることで破断箇所の有無を判別できる。また、実施の形態1に係る発明の検査装置1とは異なり温度画像の解析が不要であるため、現場で迅速に内部鉄筋の破断箇所の有無を判別できる。 The inspection device 1 according to the second embodiment includes, in addition to the infrared camera 2 and the calculation device 100, an induction heating coil 3 that is installed next to the CP and heats the internal rebar of the reinforced concrete structure from the outside. Therefore, even if no stress fluctuation occurs in the internal rebar, the presence or absence of a fracture can be determined by using the induction heating coil 3. Also, unlike the inspection device 1 according to the first embodiment, there is no need to analyze temperature images, so the presence or absence of a fracture in the internal rebar can be determined quickly on-site.

本発明は上記実施の形態に限られず、以下に述べる変形も可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and the following modifications are also possible.

(変形例)
上記実施の形態では、赤外線カメラ2が1台であったが、本発明はこれに限られない。例えば、CP全体を迅速に撮影するために、赤外線カメラ2を2台以上設けてもよい。
(Modification)
In the above embodiment, there is one infrared camera 2, but the present invention is not limited to this. For example, two or more infrared cameras 2 may be provided in order to quickly capture an image of the entire CP.

上記実施の形態では、温度計として赤外線カメラ2を用いていたが、本発明はこれに限られない。例えば、赤外線カメラ2以外の非接触式温度計を用いてもよい。 In the above embodiment, an infrared camera 2 is used as a thermometer, but the present invention is not limited to this. For example, a non-contact thermometer other than the infrared camera 2 may be used.

上記実施の形態では、赤外線カメラ2によりCP表面の温度分布を示す温度画像を撮影していたが、本発明はこれに限られない。CP表面の温度分布を示すデータが得られれば、必ずしも温度画像を撮影する必要はなく、CP表面の温度分布を示すデータを画素位置に対応する数値データとして扱ってもよい。 In the above embodiment, the infrared camera 2 captures a temperature image showing the temperature distribution on the CP surface, but the present invention is not limited to this. If data showing the temperature distribution on the CP surface can be obtained, it is not necessary to capture a temperature image, and the data showing the temperature distribution on the CP surface may be treated as numerical data corresponding to pixel positions.

上記実施の形態1では、演算装置100が応力変動画像を生成し、ユーザが演算装置100の表示部120に表示された応力変動画像を参照して内部鉄筋の破断箇所の有無を判別していたが、本発明はこれに限られない。例えば、演算装置100の制御部150が応力変動画像に基づいて内部鉄筋の破断箇所の有無を検出してもよい。 In the above-mentioned first embodiment, the calculation device 100 generates a stress variation image, and the user determines whether or not there is a fracture in the internal rebar by referring to the stress variation image displayed on the display unit 120 of the calculation device 100, but the present invention is not limited to this. For example, the control unit 150 of the calculation device 100 may detect whether or not there is a fracture in the internal rebar based on the stress variation image.

具体的には、応力変動画像において画素毎に応力変動の換算値と予め設定された応力変動閾値とを比較し、応力変動の換算値が応力変動閾値以上である画素が存在する場合に、当該画素に対応する箇所において内部鉄筋が破断していると判定すればよい。このとき、演算装置100の表示部120に応力変動画像を表示する必要はなく、応力変動画像の各画素における応力変動の換算値を応力変動閾値と比較し、その比較結果を表示するだけでよい。 Specifically, the converted value of the stress variation for each pixel in the stress variation image is compared with a preset stress variation threshold, and if a pixel exists where the converted value of the stress variation is equal to or greater than the stress variation threshold, it is determined that the internal rebar is broken at the location corresponding to that pixel. At this time, it is not necessary to display the stress variation image on the display unit 120 of the computing device 100, and it is sufficient to simply compare the converted value of the stress variation at each pixel of the stress variation image with the stress variation threshold and display the comparison result.

上記実施の形態2では、赤外線カメラ2のモニタが温度画像を表示し、ユーザが赤外線カメラ2のモニタに表示された温度画像を参照して内部鉄筋の破断箇所の有無を判別していたが、本発明はこれに限られない。例えば、赤外線カメラ2に演算装置100を通信可能に接続しておき、演算装置100の制御部150が赤外線カメラ2により撮影された温度画像に基づいて内部鉄筋の破断箇所の有無を検出してもよい。 In the above-mentioned second embodiment, the monitor of the infrared camera 2 displays a temperature image, and the user determines whether or not there is a fracture in the internal rebar by referring to the temperature image displayed on the monitor of the infrared camera 2, but the present invention is not limited to this. For example, the calculation device 100 may be communicatively connected to the infrared camera 2, and the control unit 150 of the calculation device 100 may detect whether or not there is a fracture in the internal rebar based on the temperature image captured by the infrared camera 2.

具体的には、温度画像において内部鉄筋に対応する領域を認識し、認識された領域において画素毎に温度の測定値と予め設定された温度閾値とを比較し、温度の測定値が温度閾値以下である画素が存在する場合に、当該画素に対応する箇所において内部鉄筋が破断していると判定すればよい。このとき、演算装置100の表示部120に温度画像を表示する必要はなく、温度画像の各画素における温度の測定値を温度閾値と比較し、その比較結果を表示するだけでよい。 Specifically, the area corresponding to the internal rebar is recognized in the temperature image, the measured temperature value is compared with a preset temperature threshold for each pixel in the recognized area, and if there is a pixel whose measured temperature value is equal to or lower than the temperature threshold, it is determined that the internal rebar is broken at the location corresponding to that pixel. At this time, it is not necessary to display the temperature image on the display unit 120 of the computing device 100, and it is sufficient to simply compare the measured temperature value at each pixel of the temperature image with the temperature threshold and display the comparison result.

上記実施の形態2では、CPに対して1つの誘導加熱コイル3を適用していたが、本発明はこれに限られない。CPに対する誘導加熱コイル3の数は任意であり、例えば、内部鉄筋の広い範囲を加熱するために2つ以上であってもよい。 In the above-mentioned second embodiment, one induction heating coil 3 is applied to the CP, but the present invention is not limited to this. The number of induction heating coils 3 for the CP is arbitrary, and for example, there may be two or more in order to heat a wide area of the internal rebar.

上記実施の形態1では、演算装置100の記憶部140に各種データが記憶されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、各種データは、その全部又は一部が通信ネットワークを介して外部の制御装置やコンピュータに記憶されていてもよい。 In the above-mentioned first embodiment, various data are stored in the storage unit 140 of the computing device 100, but the present invention is not limited to this. For example, all or part of the various data may be stored in an external control device or computer via a communication network.

上記実施の形態1では、演算装置100は、それぞれ記憶部140に記憶されたプログラムに基づいて動作していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、プログラムにより実現された機能的な構成をハードウェアにより実現してもよい。 In the above-mentioned first embodiment, the arithmetic device 100 operates based on the programs stored in the storage unit 140, but the present invention is not limited to this. For example, the functional configuration realized by the programs may be realized by hardware.

上記実施の形態1では、演算装置100は、例えば、汎用コンピュータであったが、本発明はこれに限られない。例えば、演算装置100は、クラウド上に設けられたコンピュータで実現してもよい。 In the above embodiment 1, the calculation device 100 is, for example, a general-purpose computer, but the present invention is not limited to this. For example, the calculation device 100 may be realized by a computer provided on a cloud.

上記実施の形態1では、演算装置100が実行する処理は、上述の物理的な構成を備える装置が記憶部140に記憶されたプログラムを実行することによって実現されていたが、本発明は、プログラムとして実現されてもよく、そのプログラムが記録された記憶媒体として実現されてもよい。 In the above-mentioned first embodiment, the processing executed by the computing device 100 is realized by a device having the above-mentioned physical configuration executing a program stored in the memory unit 140, but the present invention may also be realized as a program or as a storage medium on which the program is recorded.

また、上述の処理動作を実行させるためのプログラムを、フレキシブルディスク、CD-ROM(Compact Disk Read-Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disk)、MO(Magneto-Optical Disk)のようなコンピュータにより読み取り可能な非一時的な記録媒体に格納して配布し、そのプログラムをコンピュータにインストールすることにより、上述の処理動作を実行する装置を構成してもよい。 In addition, a program for executing the above-mentioned processing operations may be stored and distributed on a non-transitory computer-readable recording medium such as a flexible disk, a CD-ROM (Compact Disk Read-Only Memory), a DVD (Digital Versatile Disk), or an MO (Magneto-Optical Disk), and the program may be installed on a computer to configure a device that executes the above-mentioned processing operations.

上記実施の形態では、長尺な鉄筋コンクリート構造物の一例である鉄筋コンクリート柱を検査対象にしていたが、本発明はこれに限られない。他の鉄筋コンクリート構造物、例えば、橋梁の床板、橋脚、建築物の梁、桁、柱を検査対象にしてもよい。 In the above embodiment, the inspection object is a reinforced concrete pillar, which is an example of a long reinforced concrete structure, but the present invention is not limited to this. Other reinforced concrete structures, such as bridge decks, bridge piers, and building beams, girders, and columns, may also be inspected.

上記実施の形態は例示であり、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の趣旨を逸脱しない範囲でさまざまな実施の形態が可能である。各実施の形態や変形例で記載した構成要素は自由に組み合わせることが可能である。また、特許請求の範囲に記載した発明と均等な発明も本発明に含まれる。 The above embodiments are examples, and the present invention is not limited to these, and various embodiments are possible without departing from the spirit of the invention described in the claims. The components described in each embodiment and variant can be freely combined. Furthermore, inventions equivalent to the inventions described in the claims are also included in the present invention.

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 The present invention will be specifically explained below with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
実施例1では、CP試料の中間部に人為的に曲げ応力を発生させ、実施の形態1に係る方法を用いて内部鉄筋の破断箇所の有無を判別できるかどうかを検証した。
Example 1
In Example 1, bending stress was artificially generated in the middle of the CP sample, and it was verified whether or not the presence or absence of fractures in the internal rebar could be determined using the method according to the first embodiment.

まず、図10に示すように12本の内部鉄筋を有するCPの中間部に径方向に切り込みを入れ、4本の内部鉄筋を切断したCP試料(破断試料)を作成した。次に、内部鉄筋の破断箇所に引張荷重が加わるようにCP試料に曲げ変形を加え、CP試料の圧縮加重が加わる側の表面(圧縮面)を赤外線カメラで20秒程度(2000フレーム程度)撮影した。具体的には、図11(a)に示すようにJIS(Japanese Industrial Standards) A 5373の曲げ試験装置を用いて曲げ試験を行った。このとき、図11(b)に示すようにCP中間部をワイヤで固定した状態で、内部鉄筋の破断箇所に引張荷重が加わるようにCP末口を牽引した。破断試料の載荷荷重は、2.5kN~3kNの範囲である。 First, as shown in Figure 10, a radial cut was made in the middle of a CP with 12 internal rebars, and 4 internal rebars were cut to create a CP sample (fractured sample). Next, bending deformation was applied to the CP sample so that a tensile load was applied to the fractured parts of the internal rebars, and the surface (compressed surface) of the CP sample on the side where the compressive load was applied was photographed with an infrared camera for about 20 seconds (about 2000 frames). Specifically, as shown in Figure 11(a), a bending test was performed using a bending test device according to JIS (Japanese Industrial Standards) A 5373. At this time, with the middle part of the CP fixed with a wire as shown in Figure 11(b), the end of the CP was pulled so that a tensile load was applied to the fractured parts of the internal rebars. The load on the fractured sample was in the range of 2.5 kN to 3 kN.

次に、赤外線カメラ2により撮影されたCP試料の圧縮面における温度動画に基づいて応力変動画像を生成した。具体的には、式(1)を用いて温度動画から得られる画素毎の温度差の測定値から応力変動の換算値に換算した。そして、応力変動画像に基づいて内部鉄筋の破断箇所を検出できるかどうかを確認した。比較のため、鉄筋が切断されていない健全試料についても同様の実験を行った。健全試料の載荷荷重は、7kN(CPの破壊規格値)である。 Next, a stress fluctuation image was generated based on the temperature video of the compression surface of the CP sample captured by infrared camera 2. Specifically, the measured temperature difference for each pixel obtained from the temperature video was converted into a corresponding stress fluctuation value using equation (1). Then, it was confirmed whether the fracture location of the internal rebar could be detected based on the stress fluctuation image. For comparison, a similar experiment was also conducted on a sound sample in which the rebar was not cut. The loading load on the sound sample was 7 kN (the standard fracture value for CP).

その結果、健全試料では、図12(a)に示すように、全体的に応力が分散しており、応力集中箇所が存在していなかった。他方、破断試料では、図12(b)に示すように、載荷荷重2.5kN~3kNの範囲であっても応力集中箇所すなわち内部鉄筋の破断箇所が存在していることが確認できた。 As a result, in the healthy specimen, as shown in Figure 12 (a), the stress was dispersed overall, and there were no areas of stress concentration. On the other hand, in the fractured specimen, as shown in Figure 12 (b), it was confirmed that there were areas of stress concentration, i.e. fractured areas of the internal rebar, even in the load range of 2.5 kN to 3 kN.

次に、CP中間部に架線金具が取り付けられた場合でも内部鉄筋の破断箇所を特定できるかどうかを検証した。その他の実験条件は、架線金具が取り付けられていない場合と同一である。その結果、図13の応力変動画像に示すように、CP中間部には架線金具が取り付けられていても、内部鉄筋の応力集中箇所が存在していることが確認できた。 Next, we verified whether it was possible to identify the fractured location of the internal rebar even when overhead wiring fittings were attached to the middle part of the CP. All other experimental conditions were the same as when overhead wiring fittings were not attached. As a result, as shown in the stress fluctuation image in Figure 13, it was confirmed that there were stress concentration points in the internal rebar even when overhead wiring fittings were attached to the middle part of the CP.

(実施例2)
実施例2では、CP試料を外部から加熱し、実施の形態2に係る方法を用いて内部鉄筋の破断箇所の有無を判別できるかどうかを検証した。
Example 2
In Example 2, a CP sample was heated from the outside, and it was verified whether or not the presence or absence of fractures in the internal rebar could be determined using the method according to the second embodiment.

まず、内部鉄筋の一部が破断している実設備のCP中間部からCP試験片を採取した。次に、図14(a)及び(b)に示すように採取したCP試験片の内部鉄筋を加熱した状態でCP試験片の表面を赤外線カメラ2で撮影し、赤外線カメラ2により得られた温度画像に基づいて内部鉄筋の破断箇所の判別を試みた。なお、内部鉄筋の加熱に用いる誘導加熱コイル3としては、ワインド型コイル3A及びスポット型コイル3Bをそれぞれ用いている。以下、ワインド型コイルを用いる方法を「ワインド法」、スポット型コイルを用いる方法を「スポット法」と呼ぶこととする。 First, a CP test specimen was taken from the middle of the CP of an actual facility where part of the internal rebar had broken. Next, as shown in Figures 14(a) and (b), the surface of the CP test specimen was photographed with an infrared camera 2 while the internal rebar of the taken CP test specimen was heated, and an attempt was made to determine the location of the break in the internal rebar based on the temperature image obtained by the infrared camera 2. Note that a wind-type coil 3A and a spot-type coil 3B were used as the induction heating coils 3 used to heat the internal rebar. Hereinafter, the method using the wind-type coil will be referred to as the "wind method" and the method using the spot-type coil will be referred to as the "spot method."

その結果、図15(a)の温度画像に示すように、ワインド法及びスポット法のいずれにおいても、内部鉄筋が発熱した結果として内部鉄筋の破断箇所と周辺領域との温度差が顕著に現れ、両者を明確に区別することができた。 As a result, as shown in the temperature image in Figure 15 (a), in both the wind method and the spot method, the temperature difference between the fractured part of the internal rebar and the surrounding area became noticeable as a result of the internal rebar generating heat, and the two could be clearly distinguished.

次に、CP中間部に架線金具が取り付けられた場合でも内部鉄筋の破断箇所を特定できるかどうかを検証した。その他の実験条件は、架線金具が取り付けられていない場合と同一である。その結果、図15(b)の温度画像に示すように、ワインド法及びスポット法のいずれにおいても、架線金具が取り付けられた箇所を除き、内部鉄筋の破断箇所とその他の箇所との温度差が顕著に現れ、両者を明確に区別することができた。 Next, we verified whether it was possible to identify the location of the fractured internal rebar even when overhead wire fittings were attached to the middle of the CP. All other experimental conditions were the same as when overhead wire fittings were not attached. As a result, as shown in the temperature images in Figure 15 (b), in both the wind method and the spot method, a significant temperature difference was observed between the fractured location of the internal rebar and other locations, except for the location where the overhead wire fittings were attached, making it possible to clearly distinguish between the two.

1 検査装置
2 赤外線カメラ
3 誘導加熱コイル
100 演算装置
150 制御部
152 温度差算出部
153 応力変動画像生成部

1 Inspection device 2 Infrared camera 3 Induction heating coil 100 Calculation device 150 Control unit 152 Temperature difference calculation unit 153 Stress variation image generation unit

Claims (10)

鉄筋コンクリート構造物における内部鉄筋の破断箇所の有無を検出するための検査装置であって、
熱弾性効果による前記鉄筋コンクリート構造物の表面の温度分布の経時的な変化を測定する温度計と、
前記温度計で測定された温度分布の経時的な変化に基づいて、前記鉄筋コンクリート構造物の応力変動を示す応力変動画像に関するデータを生成する演算装置と、
を備える検査装置。
An inspection device for detecting the presence or absence of fractures in internal reinforcing bars in a reinforced concrete structure,
a thermometer for measuring a change over time in the temperature distribution on the surface of the reinforced concrete structure due to a thermoelastic effect ;
a calculation device that generates data relating to a stress fluctuation image showing stress fluctuations in the reinforced concrete structure based on the change over time in temperature distribution measured by the thermometer; and
An inspection device comprising:
前記温度計は、前記鉄筋コンクリート構造物の表面の温度分布を示す温度画像を生成する赤外線カメラであり、
前記演算装置は、前記赤外線カメラにより生成された温度画像に基づいて、前記鉄筋コンクリート構造物の応力変動を示す応力変動画像に関するデータを生成する、
請求項1に記載の検査装置。
the thermometer is an infrared camera that generates a temperature image showing the temperature distribution on the surface of the reinforced concrete structure;
The computing device generates data on a stress fluctuation image showing stress fluctuations in the reinforced concrete structure based on the temperature image generated by the infrared camera.
2. The inspection device according to claim 1.
前記赤外線カメラの温度分解能は、0.02K以下である、
請求項2に記載の検査装置。
The thermal resolution of the infrared camera is 0.02 K or less.
3. The inspection device according to claim 2.
前記演算装置は、
前記赤外線カメラで生成された温度画像に基づいて、温度画像の画素毎に前記鉄筋コンクリート構造物の表面の温度変化を示す温度差を算出し、
温度画像の画素毎に算出された温度差に基づいて、前記鉄筋コンクリート構造物の応力変動を示す応力変動画像に関するデータを生成する、
請求項2又は3に記載の検査装置。
The computing device includes:
Calculating a temperature difference indicating a temperature change on the surface of the reinforced concrete structure for each pixel of the temperature image based on the temperature image generated by the infrared camera;
generating data relating to a stress fluctuation image showing stress fluctuations in the reinforced concrete structure based on the temperature difference calculated for each pixel of the temperature image;
4. The inspection device according to claim 2 or 3.
前記演算装置は、生成された応力変動画像を表示部に表示させる、The arithmetic device causes the generated stress variation image to be displayed on a display unit.
請求項1から3のいずれか1項に記載の検査装置。The inspection device according to any one of claims 1 to 3.
鉄筋コンクリート構造物における内部鉄筋の破断箇所の有無を検出するための検査装置であって、
前記鉄筋コンクリート構造物の表面の温度分布を示す温度画像を生成する赤外線カメラと、
前記赤外線カメラで生成された温度画像に基づいて、温度画像の画素毎に前記鉄筋コンクリート構造物の表面の温度変化を示す温度差を算出し、温度画像の画素毎に算出された温度差に基づいて、前記鉄筋コンクリート構造物の応力変動を示す応力変動画像に関するデータを生成する演算装置と、
を備え、
前記赤外線カメラは、前記鉄筋コンクリート構造物の表面の温度分布の変化を示す温度動画を生成し、
前記演算装置は、前記赤外線カメラで生成された温度動画において先頭のフレームから一定の解析点数のフレームを一定周期毎に抽出し、抽出されたフレームの集まりから画素毎に温度の最大値と最小値との差分を温度差として算出する
査装置。
An inspection device for detecting the presence or absence of fractures in internal reinforcing bars in a reinforced concrete structure,
an infrared camera for generating a temperature image showing the temperature distribution on the surface of the reinforced concrete structure;
a calculation device that calculates a temperature difference indicating a temperature change on the surface of the reinforced concrete structure for each pixel of the temperature image based on the temperature image generated by the infrared camera, and generates data relating to a stress fluctuation image indicating stress fluctuations of the reinforced concrete structure based on the temperature difference calculated for each pixel of the temperature image;
Equipped with
The infrared camera generates a temperature video showing a change in temperature distribution on a surface of the reinforced concrete structure;
The arithmetic device extracts frames of a certain number of analysis points from a first frame in the temperature video generated by the infrared camera at regular intervals, and calculates a temperature difference for each pixel from the collection of extracted frames, the difference between a maximum temperature value and a minimum temperature value .
Inspection equipment.
鉄筋コンクリート構造物における内部鉄筋の破断箇所の有無を検出するための検査方法であって、
熱弾性効果による前記鉄筋コンクリート構造物の表面の温度分布の経時的な変化を測定する測定工程と、
前記測定工程で測定された温度分布の経時的な変化に基づいて、前記鉄筋コンクリート構造物の応力変動を示す応力変動画像に関するデータを生成する生成工程と、
を含む検査方法。
An inspection method for detecting the presence or absence of fractures in internal reinforcing bars in a reinforced concrete structure, comprising:
a measuring step of measuring a change over time in the temperature distribution on the surface of the reinforced concrete structure due to a thermoelastic effect ;
a generating step of generating data relating to a stress fluctuation image showing stress fluctuations in the reinforced concrete structure based on the change over time in the temperature distribution measured in the measuring step;
The inspection method includes:
前記生成工程で生成された応力変動画像を表示部に表示させる表示工程をさらに含む、The stress fluctuation image generated in the generating step is further displayed on a display unit.
請求項7に記載の検査方法。The inspection method according to claim 7.
前記鉄筋コンクリート構造物は、鉄筋コンクリート柱である、The reinforced concrete structure is a reinforced concrete column.
請求項7又は8に記載の検査方法。The inspection method according to claim 7 or 8.
鉄筋コンクリート構造物における内部鉄筋の破断箇所の有無を検出するための検査方法であって、An inspection method for detecting the presence or absence of fractures in internal reinforcing bars in a reinforced concrete structure, comprising:
前記鉄筋コンクリート構造物の表面の温度分布を示す温度画像を生成する工程と、generating a temperature image showing a temperature distribution on a surface of the reinforced concrete structure;
前記温度画像を生成する工程で生成された温度画像に基づいて、温度画像の画素毎に前記鉄筋コンクリート構造物の表面の温度変化を示す温度差を算出する工程と、A step of calculating a temperature difference indicating a temperature change on the surface of the reinforced concrete structure for each pixel of the temperature image based on the temperature image generated in the step of generating the temperature image;
前記温度差を算出する工程で温度画像の画素毎に算出された温度差に基づいて、前記鉄筋コンクリート構造物の応力変動を示す応力変動画像に関するデータを生成する工程と、を含み、and generating data relating to a stress fluctuation image showing stress fluctuations in the reinforced concrete structure based on the temperature difference calculated for each pixel of the temperature image in the step of calculating the temperature difference,
前記温度画像を生成する工程では、前記鉄筋コンクリート構造物の表面の温度分布の変化を示す温度動画を生成し、In the step of generating a temperature image, a temperature video showing a change in temperature distribution on a surface of the reinforced concrete structure is generated,
前記温度差を算出する工程では、生成された温度動画において先頭のフレームから一定の解析点数のフレームを一定周期毎に抽出し、抽出されたフレームの集まりから画素毎に温度の最大値と最小値との差分を温度差として算出する、In the step of calculating the temperature difference, frames having a certain number of analysis points are extracted from the first frame in the generated temperature video at regular intervals, and a difference between a maximum temperature value and a minimum temperature value is calculated for each pixel from the collection of extracted frames as a temperature difference.
検査方法。Testing method.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005249536A (en) 2004-03-03 2005-09-15 Tokyo Univ Of Science Nondestructive inspection method and nondestructive inspection device for concrete
JP2008232998A (en) 2007-03-23 2008-10-02 Osaka Univ Method for measuring stress fluctuation distribution of structure and measuring apparatus thereof, method for detecting defect in structure and method for grasping risk of structure

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4898320B2 (en) * 2006-06-28 2012-03-14 Jfeスチール株式会社 Structure defect detection method and apparatus, and cargo handling machine having defect detection function
JP2014240801A (en) * 2013-06-12 2014-12-25 株式会社日立ハイテクノロジーズ Infrared inspection apparatus
JP6469467B2 (en) * 2015-02-05 2019-02-13 株式会社日立製作所 Structural materials and wind power generation equipment, wind power generation system
JP6447201B2 (en) * 2015-02-05 2019-01-09 株式会社豊田自動織機 Method for inspecting electrode for power storage device
JP6587194B2 (en) * 2016-02-15 2019-10-09 パナソニックIpマネジメント株式会社 Stress distribution measuring method and stress distribution measuring system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005249536A (en) 2004-03-03 2005-09-15 Tokyo Univ Of Science Nondestructive inspection method and nondestructive inspection device for concrete
JP2008232998A (en) 2007-03-23 2008-10-02 Osaka Univ Method for measuring stress fluctuation distribution of structure and measuring apparatus thereof, method for detecting defect in structure and method for grasping risk of structure

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