JP2005127963A - 非破壊検査方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 外部磁界を用いることによる生じる種々の制限を撤廃し、非磁性体下の強磁性体の異常の有無およびその異常箇所を比較的容易且つ正確に判定できる非破壊検査方法及びその装置を提供する。
【解決手段】 非磁性体１１下の強磁性体１２からの人為的な外部磁界に依らない自然に発する磁界の強度を測定し、該測定により求められた磁界強度の分布から強磁性体１２の異常の有無及びその箇所１３を推定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、非磁性体下にある強磁性体から発せられる磁界を測定して該強磁性体の異常の有無及びその異常箇所を推定する非破壊検査方法及びその装置に関し、特に、人為的に外部磁界を強磁性体に印加することなく該強磁性体から自然に発する磁界の強度を測定して異常の有無及びその異常箇所を推定する非破壊検査方法及びその装置に関する。

コンクリートに埋設された鉄筋に破断のような異常が生じているか否かを鉄筋コンクリートを破壊することなく診断する非破壊検査方法に、Ｘ線を利用したＸ線透過法がある。しかしながら、Ｘ線のような放射線の取り扱いには、細心の注意が必要であり、また被測定物の両面から接近できない場所では、Ｘ線透過法は利用できない。

また、コンクリートのような非磁性体に鉄筋のような強磁性体が埋設されている場合の非破壊検査方法として、磁界を利用した方法がある（例えば、非特許文献１参照。）。

この従来の磁界を利用した非破壊検査方法によれば、検査対象の強磁性体に人為的に外部磁界を印加し、破断のような欠損が生じている異常箇所での強磁性体からの漏れ磁束を検出することにより、Ｘ線透過法におけるような制限を受けることなく、コンクリート内の鉄筋の異常の有無を判定することができる。
電子磁気工業株式会社、「Products」第２頁、品名 マイクロ磁気探傷装置、［online］、［平成１５年１０月１４日 検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.emic-jp.com/pro/hihakai.html＞

しかしながら、磁界を利用した従来の非破壊検査方法では、人為的に検査対象に外部磁界を印加する必要があるため、検査対象を外部磁界発生装置下に配置する必要があり、そのために種々の制限を受ける。

そこで、本発明の目的は、外部磁界を用いることによって生じる種々の制限を撤廃し、非磁性体下の強磁性体の異常の有無及びその異常箇所の推定を比較的容易且つ正確に行なうことができる非破壊検査方法及びその装置を提供することにある。

鉄などの強磁性体は、キューリ点以下の温度であれば、その電子スピンの整列による自発磁気を有し、またその製造工程で地磁気の影響を受けることから、自然に微弱な磁気を帯びている。

本発明は、基本的に、この人為的な外部磁界に依らない自然な磁界を利用して非磁性体下の強磁性体の異常の有無及びその異常箇所を推定することを特徴とする。

すなわち、本発明に係る非破壊検査方法は、非磁性体下にある長尺状の強磁性体からの人為的な外部磁界に依らない自然に発する磁界の強度を測定し、該測定により求められた磁界強度の分布から前記強磁性体の異常の有無及びその箇所を推定することを特徴とする。

本発明に係る前記非破壊検査方法では、磁性体すなわち強磁性体から自然に発する比較的微弱な磁界の強度が測定される。強磁性体に破断のような異常が生じている部分では、その正常な部分に比較して磁気抵抗が増大することから、部分的に磁界強度が変化する。そのため、測定された磁界の強度分布から、非磁性体下の強磁性体の異常の有無及び異常箇所を推定することができる。

本発明に係る前記非破壊検査方法によれば、大型化を招きやすい外部磁界発生装置を用いることなく、したがって、この大型の外部磁界発生装置を用いることによる制限を受けることなく、野外においても、非破壊検査を容易かつ適正に実施することができる。

本発明に係る前記非破壊検査方法は、前記強磁性体が前記非磁性体の表面に沿って該非磁性体中に埋設されているとき、前記非磁性体表面に沿った面上で該非磁性体表面に垂直な成分の磁界強度を測定することができる。前記非磁性体表面に沿って前記磁界の垂直な成分の強度を測定することにより、測定対象である前記強磁性体とほぼ一様な間隔を保持した状態で適正に磁界強度を測定することができる。

また、本発明に係る前記非破壊検査方法は、非磁性体がコンクリートからなり、強磁性体がコンクリート内に埋設された鉄筋からなる鉄筋コンクリートの非破壊検査に適用することができる。この場合、磁界強度の測定では、コンクリートの表面に沿った面上で該コンクリートの厚さ方向に沿った磁界の強度が測定される。このコンクリート表面上での該コンクリートの厚さ方向に沿った磁界強度の測定によって、コンクリート内で該コンクリート表面に沿って配置された鉄筋の長手方向に沿って該鉄筋に垂直な方向の磁界の強度を該鉄筋とほぼ一様の間隔を保持した面上で測定することができるので、正確な強度分布を得ることができ、鉄筋に破断のような異常が生じているか否かあるいはその異常の箇所を比較的容易且つ正確に判定することができる。

前記鉄筋が、該鉄筋に直角に配置される補助鉄筋と共にコンクリートの表面に沿って該コンクリート内に埋設されている主鉄筋である場合、該主鉄筋の検査のための磁界強度の測定に先立ち、コンクリート表面に沿った面上で主鉄筋の長手方向と直角な方向すなわち補助鉄筋の長手方向に沿って、主鉄筋の長手方向に沿った成分の磁界強度を測定し、該測定結果から前記主鉄筋の埋設位置を推定し、推定された埋設位置に沿って前記主鉄筋の検査のためにコンクリートの厚さ方向に沿った成分の磁界強度を測定することができる。

前記コンクリート表面に沿った面上で主鉄筋の長手方向と直角な方向に沿って、この主鉄筋の長手方向に沿った成分の磁界の強度を測定し、該測定により求められた強度分布から前記主鉄筋の前記コンクリート表面からの深さ位置を求めることができる。これにより、主鉄筋の異常の有無及び主鉄筋の長手方向における異常位置の判定に加えて、その異常箇所でのコンクリート表面からのかぶり深さを求めることができる。

このかぶり深さを求めるについて、コンクリート表面に沿った面上で主鉄筋の長手方向と直角な方向へ互いに間隔をおいて配置される一対の磁気センサを一体的に前記主鉄筋の長手方向と直角な方向へ移動させながら前記主鉄筋の長手方向の磁界の成分の強度を前記両磁気センサで測定し、該両センサの出力差から前記コンクリート表面からの深さ位置を求めることができる。このような両センサの出力差が描くグラフのピーク点とボトム点との間隔が深さ位置に対応することから、前記グラフ上から迅速且つ容易に深さ位置を求めることができる。

本発明に係る非破壊試験装置は、非磁性体内に該非磁性体表面に沿って埋設された磁性体の異常の有無及びその箇所を推定するための非破壊検査装置であって、前記非磁性体の表面に沿った面上で前記磁性体の長手方向に沿って移動され該磁性体からの人為的な外部磁界に依らない自然に発する磁界の前記非磁性体表面に垂直な方向の成分の強度を測定する磁気センサと、該センサによって求められた測定値をその測定点との関連で表示する表示装置とを備えることを特徴とする。

前記非磁性体がコンクリートからなり、前記強磁性体が前記コンクリート内に埋設された鉄筋である鉄筋コンクリートの非破壊検査の場合、前記磁気センサは磁界による磁束密度を測定する磁束密度計を用いることができ、該磁束密度計と前記表示装置との間には、前記磁束密度計により測定された磁束密度を該磁束密度に応じた電気信号に変換して前記表示装置に出力する変換器が設けられる。

前記磁気センサに並列的に地磁気測定センサを設け、また前記両センサの出力差に応じた出力信号を得る演算回路を設け、該演算回路の出力信号を前記表示装置に供給することにより、測定結果から地磁気による影響を排除することができ、これにより、より高い精度で鉄筋の異常の有無及びその箇所を判定することができる。

前記磁気センサには、１０^-4乃至１０^-10テスラの磁束密度を検出可能のＭＩセンサまたはフラックスゲート型センサを用いることができる。ＭＩセンサは、非晶質（アモルファス）磁性ワイヤの磁気インピーダンス（Magneto-Impedance）効果を利用した高感度磁気センサであり、またフラックスゲート型センサは、軟磁性体の非線形の高透磁率特性を利用して微小直流磁界を検出する高感度磁気センサであり、これら磁気センサを用いることにより、鉄筋コンクリート中の鉄筋から自然に発せられる１０^-4乃至１０^-10テスラの磁束密度の磁界を比較的容易かつ確実に測定することができる。

本発明によれば、前記したように、外部磁界発生装置を用いることなく、したがって、この外部磁界発生装置を用いることによって生じる種々の制限を受けることなく、野外においても、非破壊検査を容易かつ適正に実施することができる。

本発明が特徴とするところは、図示の実施例に沿っての以下の説明により、さらに明らかとなろう。

図１には、本発明に係る非破壊検査方法を実施する非破壊検査装置が全体に符号１０で示されており、図１は、非破壊検査方法がコンクリート体１１内に埋設された鉄筋１２に異常１３が生じているか否かの判定に適用された例を示す。

本発明に係る非破壊検査装置１０は、コンクリート体１１の表面１１ａに沿った平面上を鉄筋１２の長手方向に沿って符号１４で示す方向へ移動される磁気検知部１５を備える。この磁気検知部１５の移動は、手動で行いあるいは駆動機構を用いて機械的に行うことができる。磁気検知部１５には、例えばＭＩセンサからなる磁気センサ１６と、磁気検知部１５の移動距離を求めるための距離センサ１７とが固定的に設けられている。

鉄筋１２のような強磁性体は、前記したように、その電子スピンの整列による自発磁気あるいはその製造工程での地磁気の影響を受けることにより、自然に微弱な磁気を帯びている。ＭＩセンサは、従来よく知られているように、アモルファス磁性ワイヤの磁気インピーダンス効果を利用した高感度磁気センサである。高感度の磁気センサ１６は、鉄筋１２が自然に発する磁界による１０^-4乃至１０^-10テスラの微小な磁束密度を検出する。

また、ＭＩセンサに代えて、フラックスゲート型センサを磁気センサ１６として用いることができる。このフラックスゲート型センサは、軟磁性体の非線形の高透磁率特性を利用して微小直流磁界を磁気変調することにより、励磁周波数と検出周波数とを分離して高いＳ／Ｎ比で直流磁界を検出する。従って、このフラックスゲート型磁気センサによっても、鉄筋１２が自然に発する磁界による１０^-4乃至１０^-10テスラの微小な磁束密度を良好に検出することができる。

磁気センサ１６は、図２に示すように、例えばコンクリート体１１の表面１１ａに垂直な方向の磁束密度成分Ｂｚを検出すべく磁気検知部１５に支持されており、磁束密度成分Ｂｚに応じた信号を変換器１８に出力する。他方、距離センサ１７は、コンクリート体１１上の原点位置からの移動距離に応じた信号をカウンタ１９に出力する。

変換器１８は、磁気センサ１６により検出された磁束密度信号を電圧信号に変換し、この電気信号を磁束密度表示計２０及び記録計２１に出力する。また、カウンタ１９は、距離センサ１７からの信号に対応した移動距離データを記録計２１に出力する。

磁束密度表示計２０は、磁気センサ１６からの磁束密度信号に応じた磁束密度Ｂｚを指示するように動作する。記録計２１は、例えばＸ−Ｙレコーダからなり、距離センサ１７からの距離情報Ｌと、各距離での磁気センサ１６からの磁束密度Ｂｚとを関連付けて表示する。記録計２１に代えて、例えばパーソナルコンピュータのような情報処理装置を用い、そのディスプレイに距離情報Ｌと磁束密度Ｂｚとの関係を表示させることができる。

磁気検知部１５を符号１４で示す鉄筋１２の長手方向（Ｙ軸方向）に沿って移動させることにより、磁気センサ１６により鉄筋１２の長手方向に沿って、逐次、Ｚ軸方向の磁束密度Ｂｚが測定される。この磁束密度Ｂｚの測定により、図１の記録計２１内に符号２２の特性線で示されているような鉄筋１２の長手方向に沿った磁束密度Ｂｚの変化特性が得られる。鉄筋１２に符号１３で示すような破断が生じていると、この破断箇所での磁束密度Ｂｚは符号２３で示されているように、急激に変化することから、この鉄筋１２に異常が生じていること及びその異常箇所に対応する距離情報Ｌから異常位置を知ることができる。

図１及び図２に示した例では、鉄筋１２から自然に発する磁界による磁束密度Ｂのうち、その垂直成分Ｂｚを測定する例を述べた。これに代えて、図３に示すように、コンクリート体１１の表面１１ａでの鉄筋１２の長手方向と直角な方向の磁束密度成分Ｂｘ、鉄筋１２の長手方向に沿った方向の磁束密度成分Ｂｙ及び前記した垂直方向の磁束密度成分Ｂｚを検出する磁気センサ１６をそれぞれ磁気検知部１５に設け、各磁気センサ１６で磁束密度成分Ｂｘ、Ｂｙ、Ｂｚをそれぞれ検出し、鉄筋１２の長手方向に沿って磁束密度Ｂの絶対値｜Ｂ｜（｜Ｂ｜＝（Ｂｘ²＋Ｂｙ²＋Ｂｚ²）^1/2）の変化を求めることができる。この磁束密度Ｂの測定により、鉄筋１２の磁化方向の如何に拘わらず、より正確に鉄筋１２の異常の有無及び異常位置を知ることができる。

鉄筋１２からの磁気の磁束密度Ｂは数百μＴ以下であり、地磁気のそれは数十μＴであることから、この地磁気の影響を無視することはできない。そのため、予め地磁気の強度を測定し、磁気センサ１６で求められた磁束密度から予め測定された地磁気の磁束密度を差し引くことにより、簡易的に地磁気の影響を排除することができ、これにより正確な磁気強度の測定が可能になることから、高精度で異常の有無を判定することができ、また異常位置を特定することができる。

この簡便な補正法に代えて、図４に示すように、磁気センサ１６と並列的に該磁気センサと同様な地磁気測定用センサ２４を設けることができる。地磁気測定用センサ２４の出力は、磁気センサ１６に接続された変換器１８と同様な変換器２５を経て、演算回路２６に入力される。演算回路２６は、各変換器１８、２５を経て磁気センサ１６及び地磁気測定用センサ２４からのそれぞれから磁束密度信号の入力を受けると、磁気センサ１６の出力値から地磁気測定用センサ２４の出力値を差し引き、その差分を磁束密度表示計２０及び記録計２１のそれぞれに出力する。この地磁気測定用センサ２４により、磁気センサ１６の測定値と同時的に得られた補正値で磁気センサ１６の測定値を補正することができるので、より高精度で地磁気の影響を排除することが可能となり、より正確な磁気強度の測定が可能となることから、より高精度での異常の有無の判定及び異常位置の特定が可能となる。

本発明に係る非破壊診断方法をコンクリートスラブ内の鉄筋の診断に適用した例を図５乃至図８に沿って説明する。

図５（ａ）に示すように、鉄筋１２は、Ｘ軸方向に所定の間隔をおいて互いに平行に配置され、それぞれが約３ｍｍの直径を有する補助鉄筋１２ａと、Ｘ軸方向と直角なＹ軸方向に所定の間隔をおいて互いに平行に配置され、それぞれが約９ｍｍの直径を有する主鉄筋１２ｂとから成り、図５（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直角なＺ軸方向を厚さ方向とするコンクリート体１１内に鉄筋１２がコンクリート体１１の表面１１ａに平行に埋設されていた。主鉄筋１２ｂのかぶり深さＤは約２ｃｍであった。

この主鉄筋１２ｂに異常が生じているか否かを判定するために、本発明の診断方法が実施され、その結果、一本の主鉄筋１２ｂに符号１３で指し示された×印の箇所に破断が生じていたことが判明した例である。

コンクリート体１１の表面１１ａ上で、補助鉄筋１２ａが配置されたＸ軸方向及び主鉄筋１２ｂが配置されたＹ軸方向は既知であるが、どの位置で主鉄筋１２ｂが配置されているかは不明である。そこで、主鉄筋１２ｂに沿った線すなわち主鉄筋１２ｂの埋設位置を検出するために、先ず、磁気センサ１６を有する磁気検知部１５がＸ軸方向に沿って移動される。このとき、磁気検知部１５の磁気センサ１６は、主鉄筋１２ｂの長手方向すなわちＹ軸方向の磁束密度成分Ｂｙを検出するように、磁気検知部１５に設置され、この磁気検知部１５を表面１１ａ上でＸ軸方向に移動させながら、磁束密度成分Ｂｙが測定される。

図１に示したと同様な記録計２１によって得られた磁束密度成分Ｂｙの特性曲線２７が図６のグラフに示されている。図６のグラフの横軸はＸ軸方向すなわち補助鉄筋１２ａに沿った方向での原点からの測定値（ｃｍ）を示し、その縦軸はＹ軸方向すなわち主鉄筋１２ｂに沿った磁束密度成分Ｂｙ（μＴ）を示す。図６の特性線２７に符号２７ａの矢印で示す箇所で磁束密度成分Ｂｙが各山形のほぼピーク点に達することから、この符号２７ａで示す各点に対応するＸ軸位置に各主鉄筋１２ｂが配置されていると推定できる。なお、図６に符号２８で示すバイアス分は、地磁気の検出成分である。

各主鉄筋１２ｂの位置を測定するとき、主鉄筋１２ｂの長手方向であるＹ軸方向の磁束密度成分Ｂｙを測定することに代えて、コンクリート体１１の板厚方向成分であるＺ軸方向に沿った磁束密度成分Ｂｚを測定することができる。しかしながら、主鉄筋１２ｂの長手方向に沿ったＹ軸方向の磁束密度成分Ｂｙを測定することにより、磁束密度成分Ｂｚを測定する場合に比較して、より明確な磁束密度変化を検出することができる。

Ｘ軸方向への磁気検知部１５の走査によって得られた図６のグラフから各主鉄筋１２ｂの埋設位置が判明すると、次ぎに、判明した各主鉄筋１２ｂの埋設位置でそれぞれの主鉄筋１２ｂの長手方向すなわちＹ軸方向に沿って表面１１ａ上で磁気検知部１５を移動させながら、図１に沿って説明したと同様に、コンクリート体１１の厚さ方向であるＺ軸方向に沿った垂直な磁束密度成分Ｂｚが測定される。

この垂直な磁束密度成分Ｂｚの測定結果が図７のグラフに特性線２９で示されている。図７のグラフの横軸は、Ｙ軸方向すなわち主鉄筋１２ｂの長手方向に沿った原点からの測定値（ｃｍ）を示し、その縦軸はコンクリート体１１の厚さ方向であるＺ軸方向に沿った主鉄筋１２ｂに垂直な磁束密度成分Ｂｚ（μＴ）を示す。

図７のグラフでは、地磁気のバイアス分が符号３０で示されている。このグラフの特性線２９の両側領域３１に対応する原点〜約４０ｃｍ及び約１８０ｃｍ〜２２０ｃｍの各間では、各補助鉄筋１２ａからの微弱な磁界による周期的な波状形状が観測される以外に大きな変動が見受けられない。このことから、測定対象である主鉄筋１２ｂの両側領域３１に対応する部分は、健全な正常部分であると推定できる。

しかしながら、特性線２９の両側領域３１間では、特性線２９は符号２９ａで示す谷形のボトム点を含む急激な上下変動が観測される。従って、この測定対象である主鉄筋１２ｂの原点から約４０〜１８０ｃｍの間に腐食のような異常が生じていると推定することができ、特に、各ボトム点２９ａで破断のような著しい異常が生じていると推定できる。このボトム点２９ａに対応する部分が図５（ａ）及び図５（ｂ）に符号１３で示す×印で示した箇所であり、主鉄筋１２ｂに実際に破断が生じていることが確認された。

前記したように、鉄筋１２はコンクリート体１１の表面１１ａから一様な深さＤで埋設されているので、主鉄筋１２ｂの長手方向に沿ってその磁界の垂直成分Ｂｚを測定することにより、主鉄筋１２ｂと磁気センサ１６との間隔をほぼ一定に保持した状態で磁気検知部１５を走査することができ、これにより比較的容易に、主鉄筋１２ｂが発する自然の磁界の変化を正確に且つ確実に捉えることができ、その磁束密度変化の測定により、主鉄筋１２ｂに破断のような異常が生じているか否かを判定し、またその異常位置を知ることができる。

本発明によれば、さらに、前記したような主鉄筋１２ｂの異常が生じている箇所でのコンクリートのかぶり深さ測定することができる。

その原理の概略を図８及び図９に沿って説明する。図８に示すようにベクトルｍの成分を有するある一つの磁気双極子が原点に在るとき、任意の点（ｘ，ｙ，ｚ）に生じる磁束密度ベクトルＢは、

と表すことができる。

磁気双極子の作る磁束密度はｘｚ平面に垂直な成分を見れば、磁気双極子を中心に対称な分布をしており、磁束密度ｘｚ平面に垂直な成分ＢｙのＸ方向一次微分（∂Ｂｙ/∂ｘ）は、

と表される。すなわち、磁気双極子のＹ成分が存在すれば、Ｘの位置とその深さが求められることになる。

数式２でｚ＝ｚ₀（定数）としたときの（∂Ｂｙ/∂ｘ）は、図９のグラフに示すような波形となり、（∂Ｂｙ/∂ｘ）で示される波形の山のピーク点（ｘ１）と谷のボトム点（ｘ２）との差
ｚ₀＝Ｘ₂−Ｘ₁
がＸの位置での深さを表す。

従って、図９のグラフに示すような磁束密度変化を測定し、その特性線から求められるるピーク点（ｘ１）とボトム点（ｘ２）との差を算出することにより、Ｘ位置すなわち異常位置での深さが求められる。

図１０は、鉄筋１２（主鉄筋１２ｂ）の異常箇所でのかぶり深さを求めるために、鉄筋１２の長手方向に沿った磁束密度成分Ｂｙを測定する方法を示す。この磁束密度成分Ｂｙの測定には、図示しないが図１に示したと同様な磁気検知部１５が用いられ、その磁気センサ１６は、主鉄筋１２ｂの長手方向に沿ったＹ軸方向の磁束密度成分Ｂｙを検出すべく磁気検知部１５に設置される。この磁気検知部１５は、主鉄筋１２ｂの異常箇所でコンクリート体１１の表面１１ａ上を主鉄筋１２ｂと直角な補助鉄筋１２ａの長手方向であるＸ軸方向に移動させながら、Ｙ軸方向の磁束密度成分Ｂｙを検出する。

この測定結果が、図１１（ａ）のグラフに特性線３２で示されている。グラフの横軸はｘ方向の移動距離を示し、その縦軸はＹ軸方向の磁束密度成分Ｂｙを示す。例えば微分回路またはコンピュータによる微分演算を利用して、特性線３２で示される磁束密度成分Ｂｙをｘで微分することにより、図９に示したと同様の磁束密度変化の特性線を得ることができ、その微分結果によって得られるグラフが図１１（ｂ）に示されている。図９に沿って説明したとおり、図１１（ｂ）のグラフの特性線３３で示される波形の山のピーク点（ｘ１）と谷のボトム点（ｘ２）との差（ｚ₀＝Ｘ₂−Ｘ₁）を求めることにより、異常箇所での深さすなわちかぶり深さを求めることができる。

鉄筋の異常箇所でのかぶり深さを求めるについて、前記したような微分演算を行うことなく、図９あるいは図１１（ｂ）に示したような磁束密度変化特性を求めることができる。この磁束密度変化特性を直接求めるために、図１２に示す例では、前記したと同様な磁気センサ１６を互いに微小間隔Δｘを保持した状態で、コンクリート体１１の表面１１ａ上でＸ軸方向に一体的に移動させることにより、この一つの磁気センサ１６のそれぞれで異常箇所における磁束密度成分Ｂｙ（Ｂｙ₁、Ｂｙ₂）を測定する。一方の磁気センサ１６により検出された磁束密度成分Ｂｙ₁及び他方の磁気センサ１６により検出された磁束密度成分Ｂｙ₂は、それぞれの出力信号を受ける演算回路３４により演算処理を受け、その差分ΔＢｙ（＝Ｂｙ₂−Ｂｙ₁）が記録計２１に出力される。この記録計２１により、一対の磁気センサ１６を含む磁気検知部１５のＸ軸方向への走査に応じて、図９または図１１（ｂ）に示した（∂Ｂｙ/∂ｘ）の分布曲線（３３）に近似した（ΔＢｙ／Δｘ）の分布曲線が得られる。

従って、図１２に示す方法によれば、磁気測定により、直接的に図９または図１１（ｂ）に示したような磁束分布曲線を得ることができ、この磁束分布曲線から異常箇所での深さであるかぶり深さ（ｚ₀＝Ｘ₂−Ｘ₁）を求めることができる。

また、鉄筋のかぶり深さの測定は、前記した異常箇所での深さに代えて、鉄筋の所望箇所での深さ測定に適用することができる。

前記したところでは、鉄筋１２の主鉄筋１２ｂを検査対象とした例について説明したが、補助鉄筋１２ａを検査対象とすることができる。また、本発明は、コンクリート以外の種々の非磁性体下に存在する強磁性体の非破壊検査に適用することができる。

本発明に係る非破壊検査方法を実施する装置を概略的に示す説明図である。 図１に示した検査対象物からの垂直な磁束密度ベクトルを示す説明図である。 図１に示した検査対象物からの３次元の磁束密度ベクトルを示す図２と同様な図面である。 図１に示した非破壊検査装置の変形例を部分的に示すブロック図である。 図５（ａ）は本発明に係る非破壊検査対象物である鉄筋コンクリートの鉄筋配置を示すす平面図であり、図５（ｂ）は鉄筋コンクリートの縦断面図である。 主鉄筋に直角に配置された補助鉄筋に沿って主鉄筋の長手方向の磁束密度成分を測定して得られた磁束密度の変化を示すグラフである。 図６のグラフより得られた主鉄筋の埋設位置に沿って該主鉄筋の長手方向に沿って垂直方向の磁束密度成分を測定して得られた磁束密度の変化を示すグラフである。 主鉄筋のかぶり深さの測定原理を説明するための磁気双極子と磁束密度との関係を示す説明図である。 磁束密度変化とかぶり深さとの関係を示すグラフである。 鉄筋の異常箇所における該鉄筋の長手方向と直角な方向に沿ってその長手方向の磁束密度成分を測定する手法を説明するための説明図である。 図１１（ａ）は図１０に示した測定手法によって得られた磁束密度変化を示すグラフであり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のグラフから得られた図９と同様なグラフである。 図１１（ｂ）に示したグラフを得るための他の測定手法を示す説明図である。

符号の説明

１０ 非破壊検査装置
１１ コンクリート（非磁性体）
１１ａ 表面
１２（１２ａ、１２ｂ） 鉄筋（強磁性体）
１２ａ 補助鉄筋
１２ｂ 主鉄筋
１３ 異常箇所
１５ 磁気検知部
１６ 磁気センサ
１８ 変換器
２０ 磁束密度表示計（表示装置）
２１ 記録計（表示装置）

Claims (10)

1. 非磁性体下に在る長尺状の強磁性体からの人為的な外部磁界に依らない自然に発する磁界の強度を測定し、該測定により求められた磁界強度の分布から前記強磁性体の異常の有無及びその異常箇所を推定することを特徴とする非破壊検査方法。
2. 前記強磁性体は前記非磁性体中に該非磁性体の表面に沿って埋設されており、前記非磁性体の表面に沿った面上で前記磁界における前記非磁性体の表面に垂直な成分の強度が測定される請求項１に記載の検査方法。
3. 前記非磁性体はコンクリートであり前記強磁性体は前記コンクリート内に埋設された鉄筋であり、前記コンクリートの表面に沿った面上で該コンクリートの厚さ方向に沿った成分の磁界強度が測定されることを特徴とする請求項２に記載の検査方法。
4. 前記鉄筋は、前記コンクリートの表面に沿って該コンクリート内に埋設された補助鉄筋と直角に前記コンクリート表面に沿って該コンクリート内に埋設された主鉄筋であり、前記磁界強度の測定に先立ち、前記コンクリート表面に沿った面上で前記補助鉄筋の長手方向に沿って前記磁界の前記主鉄筋の長手方向に沿った成分の強度を測定し、該測定結果から前記主鉄筋の埋設位置を推定し、推定された埋設位置に沿って前記コンクリートの厚さ方向に沿った成分の前記磁界強度が測定される請求項３に記載の検査方法。
5. 前記コンクリート表面に沿った面上で前記主鉄筋の長手方向と直角な方向に沿って前記磁界の前記主鉄筋の長手方向に沿った成分の強度を測定し、該測定により求められた強度分布から前記異常箇所の前記コンクリート表面からの深さ位置を求めることを特徴とする請求項４に記載の検査方法。
6. 前記コンクリート表面に沿った面上で前記主鉄筋の長手方向と直角な方向へ互いに間隔をおいて配置される一対の磁気センサを一体的に前記主鉄筋の長手方向と直角な方向へ移動させながら前記磁界の前記主鉄筋の長手方向に沿った成分の強度を前記両磁気センサで測定し、該両センサの出力差から前記異常箇所の前記コンクリート表面からの深さを求めることを特徴とする請求項４に記載の検査方法。
7. 非磁性体内に該非磁性体表面に沿って埋設された強磁性体の異常の有無及びその異常箇所を推定するための非破壊検査装置であって、前記非磁性体の表面に沿った面上で前記強磁性体の長手方向に沿って移動され該強磁性体からの人為的な外部磁界に依らない自然に発する磁界の前記非磁性体表面に垂直な方向の成分の強度を測定する磁気センサと、該センサによって求められた測定値をその測定点との関連で表示する表示装置とを備える非破壊検査装置。
8. 前記非磁性体はコンクリートであり、前記強磁性体は前記コンクリート内に埋設された鉄筋であり、前記磁気センサは前記磁界による磁束密度を測定する磁束密度計であり、該磁測密度計と前記表示装置との間には、前記磁束密度計により測定された磁束密度を該磁束密度に応じた電気信号に変換して前記表示装置に出力する変換器が設けられている請求項７に記載の非破壊検査装置。
9. さらに、前記磁気センサに並列的に設けられる地磁気測定センサと、地磁気による影響を排除すべく前記両センサの出力差に応じた出力信号を前記表示装置に出力する演算回路とを備える請求項７に記載の非破壊検査装置。
10. 前記磁気センサは、１０^-4乃至１０^-10テスラの磁束密度を検出可能のＭＩセンサまたはフラックスゲート型センサからなる請求項７に記載の非破壊検査装置。

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