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【発明の名称】 鉄筋コンクリートの健全性判定装置
【発明者】 【氏名】花崎 紘一

【氏名】落合 正水

【氏名】倉林 清

【氏名】関根 一郎

【氏名】齋藤 章

【氏名】土橋 吉輝

【氏名】佐藤 幸三
【要約】 【課題】鉄筋コンクリート表面と接触する測定電極等を必要とすることなく、鉄筋コンクリートの健全性を簡単にかつ正確に測定することができる鉄筋コンクリートの健全性判定装置を提供すること。

【解決手段】鉄筋コンクリートの健全性判定装置は、鉄筋コンクリートの面を測定対象面とし、前記測定対象面又はその近傍の磁場を多点測定し、前記多点測定により得られたデータを処理することにより、前記鉄筋コンクリートの電流密度分布を得ることにより、鉄筋１２の腐食ポイントＰの健全性を判定する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 鉄筋コンクリートの面を測定対象面とし、前記測定対象面又はその近傍の磁場を多点測定するセンサ手段と、前記多点測定により得られたデータを処理することにより、前記鉄筋コンクリートの健全性を判定する処理手段と、を含むことを特徴とする鉄筋コンクリートの健全性判定装置。
【請求項２】 請求項１において、前記磁場センサ手段は、前記測定対象面と略平行及び略垂直方向の磁場を測定することを特徴とする鉄筋コンクリートの健全性判定装置。
【請求項３】 請求項２において、前記各磁場センサ手段は、前記測定対象面と略平行方向の磁場を測定する検出部と、前記測定対象面と略垂直方向の磁場を測定する検出部と、を含むことを特徴とする鉄筋コンクリートの健全性判定装置。
【請求項４】 請求項１〜３のいずれかにおいて、前記センサ手段は、所定のルールに基づき配置された複数の磁気センサを含み、鉄筋コンクリートの測定対象面又はその近傍の磁場を多点測定することを特徴とする鉄筋コンクリートの健全性判定装置。
【請求項５】 請求項４において、前記複数の磁気センサは、所定のルールに基づきマトリクス配置され、かつ磁気センサの間隔は、鉄筋コンクリートの鉄筋間隔の少なくとも１／２以下とすることを特徴とする鉄筋コンクリートの健全性判定装置。
【請求項６】 請求項１〜５のいずれかにおいて、前記センサ手段は、鉄筋コンクリートの任意の測定対象面に当接し、磁場を多点測定することを特徴とする鉄筋コンクリートの健全性判定装置。
【請求項７】 請求項１〜６のいずれかにおいて、前記センサ手段は、バックグラウンドの磁場を相殺する磁場を発生するバックグラウンド相殺手段を含むことを特徴とする鉄筋コンクリートの健全性判定装置。
【請求項８】 請求項１〜７のいずれかにおいて、前記処理手段は、前記多点測定により得られた各磁場データの所定データに対する差分を所定のルールに基づき演算し、測定データに含まれるバックグラウンドの磁場影響成分を除去する処理を行うことを特徴とする鉄筋コンクリートの健全性判定装置。
【請求項９】 請求項１〜８のいずれかにおいて、前記処理手段は、前記多点測定により得られた各磁場データの直流成分データを処理することにより、測定対象面の鉄筋コンクリート中に存在する鉄筋の健全性を判定することを特徴とする鉄筋コンクリートの健全性判定装置。
【請求項１０】 請求項９において、前記処理手段は、前記多点測定により得られた各磁場データに含まれる、測定対象面と水平及び略垂直の直流成分データを処理することにより、測定対象面の鉄筋コンクリート中に存在する鉄筋の健全性を判定することを特徴とする鉄筋コンクリートの健全性判定装置。
【請求項１１】 請求項１〜９のいずれかにおいて、前記処理手段は、前記各磁気センサにより測定された前記測定対象面と略平行方向の直流成分磁場データに基づき第１のコンター図データを生成するとともに、前記各磁気センサにより測定された前記測定対象面と略垂直方向の直流成分磁場データに基づき第２のコンター図データを生成し、生成された第１及び第２のコンター図データに基づき鉄筋コンクリート内部の鉄筋の腐食位置を特定することを特徴とする鉄筋コンクリートの健全性判定装置。
【請求項１２】 請求項１〜１１のいずれかにおいて、前記処理手段は、前記多点測定により得られた各磁場データの交流成分データを処理することにより、測定対象面の鉄筋コンクリート内部の腐食環境を判定することを特徴とする鉄筋コンクリートの健全性判定装置。
【請求項１３】 請求項１２において、前記処理手段は、前記多点測定により得られた各磁場データの交流成分データを処理することにより、鉄筋コンクリートの比抵抗分布を求め、比抵抗分部に基づき鉄筋コンクリート内部の腐食環境を判定することを特徴とする鉄筋コンクリートの健全性判定装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄筋コンクリートの健全性の判定、特に鉄筋コンクリート内部の鉄筋の健全性や、鉄筋コンクリート内部の腐食環境を判定するために用いる鉄筋コンクリートの健全性判定装置に関する。
【０００２】
【背景技術及び発明が解決しようとする課題】鉄筋コンクリートを健全性、特に鉄筋の腐食の状態や、鉄筋コンクリートが腐食しやすい状態にあるかどうかを判定することは、鉄筋コンクリートの保守管理を行う上で極めて重要となる。
【０００３】従来、このような判定を行うために、自然電位法や電気抵抗法が用いられていた。
【０００４】自然電位法を用いた判定手法としては、鉄筋とコンクリート表面間の電位、特に鉄筋の腐食に伴い発生する電位を多点で測定して鉄筋の腐食を検出するものがある。
【０００５】また、他の自然電位法を用いた判定手法としては、鉄筋コンクリート表面における電位差を多点で測定し、各測定点における電位差に基づき鉄筋の腐食を検出するものがある。
【０００６】また、前記電気抵抗法を用いた判定手法としては、鉄筋コンクリート表面に接触した電極間に電圧をバイアスしておき、その電極間の抵抗を測定するものがある。このような測定を、鉄筋コンクリート表面の多点において行うことにより、鉄筋コンクリート表面の比抵抗分布を測定でき、この比抵抗分布に基づき鉄筋コンクリートの健全性を判定する。
【０００７】このような従来の判定手法は、いずれも、測定電極を各測定ポイント毎に移動させながら測定しなければならない。このため、コンクリート表面の多数の測定ポイントからの測定データを得るためには、時間と手間がかかるという問題があった。
【０００８】さらに、前記従来の判定手法では、測定電極を鉄筋コンクリートの表面に接触させ、電位差や抵抗値を測定している。このため、鉄筋コンクリート表面が絶縁性の材料でコーティングされているような場合には、これを除去しなければ判定のための測定ができないという問題もあった。
【０００９】さらに、測定電極の接触部分の付近に、コンクリートに比べ導電性が大きく異なる部材、例えば鉄筋や大きな骨材等が存在する場合には、測定誤差が発生し、正確な健全性の判定を行うことが難しいという問題もあった。
【００１０】本発明は、このような従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、鉄筋コンクリート表面と接触する測定電極等を必要とすることなく、非破壊状態で鉄筋コンクリートの健全性を簡単にかつ正確に測定することができる鉄筋コンクリートの健全性判定装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】（１）前記目的を達成するため、本発明に係る鉄筋コンクリートの健全性判定装置は、鉄筋コンクリートの面を測定対象面とし、前記測定対象面又はその近傍の磁場を多点測定するセンサ手段と、前記多点測定により得られたデータを処理することにより、前記鉄筋コンクリートの健全性を判定する処理手段と、を含むことを特徴とする。
【００１２】本発明は、鉄筋コンクリートの測定面またはその近傍の磁場を多点測定し、これにより得られたデータを処理することにより、鉄筋コンクリートの健全性を判定する構成を採用する。従って、鉄筋コンクリート表面と電気的に接触するプローブが不要となるため、鉄筋コンクリートの健全性の判定を迅速かつ簡単に行うことができ、しかも鉄筋コンクリート表面が絶縁性の材料でコーティングされているような場合でも、健全性の判定を正確に行うことができる。
【００１３】さらに、本発明によれば、磁場を測定しているため、鉄筋コンクリート表面の測定ポイント付近に大きな骨材等が存在する場合でも、鉄筋コンクリートの健全性判定を良好におこなうことが可能となる。
【００１４】ここにおいて、前記磁場センサ手段は、前記測定対象面と略平行及び略垂直方向の磁場を測定することが好ましい。さらに好ましくは、前記磁気センサは、測定対象面と略平行な水平面内において、水平の異なる２方向、より好ましくは直交する２方向の磁場を測定するように形成すればよい。
【００１５】また、前記各磁場センサ手段は、前記測定対象面と略平行方向の磁場を測定する検出部と、前記測定対象面と略垂直方向の磁場を測定する検出部と、を含むように形成すればよい。
【００１６】ここにおいて、略平行方向の磁場を測定する検出部は、互いに交差する２方向、より好ましくは直交する２方向の磁場を測定する複数の検出部を組み合わせて形成することが好ましい。
【００１７】さらに、前記各磁気センサは、略平行方向の磁場を測定する検出部と、略垂直方向の磁場を測定する検出部とがユニット化されて形成されたものを用いることが好ましい。
【００１８】（２）また、前記センサ手段は、所定のルールに基づき配置された複数の磁気センサを含み、鉄筋コンクリートの測定対象面又はその近傍の磁場を多点測定することが好ましい。
【００１９】以上の構成を採用することにより、より正確に鉄筋コンクリートの健全性の判定を行うことが可能となる。
【００２０】ここにおいて、前記複数の磁気センサは、所定のルールに基づきマトリクス配置されるように形成することが好ましい。
【００２１】以上の構成とすることにより、鉄筋コンクリート内部に異常等が存在すると判定された場合、その部位の特定を簡単なデータ処理で正確に行うことが可能となる。
【００２２】（３）また、前記磁気センサの間隔は、鉄筋コンクリート内の鉄筋の間隔の少なくとも１／２以下に設定することが好ましい。
【００２３】通常鉄筋コンクリート内部における鉄筋の間隔は、狭いもので１０ｃｍ程度であるため、前記磁気センサの間隔は、５ｃｍ以下に設定することが好ましい。これにより、さらに正確に鉄筋コンクリートの健全性の判定を行うことが可能となる。
【００２４】（４）また、前記センサ手段は、鉄筋コンクリートの任意の測定対象面に当接し、磁場を多点測定するように形成することが好ましい。
【００２５】以上の構成とすることにより、鉄筋コンクリートの任意の箇所の健全性判定を簡単にかつ正確に行うことが可能となる。
【００２６】（５）また、前記センサ手段は、バックグラウンドの磁場を相殺する磁場を発生するバックグラウンド相殺手段を含むことが好ましい。
【００２７】すなわち、本発明の装置を使用する環境下では、鉄筋コンクリート内部から発生する磁場以外に、地磁気や、送電線等から発生する磁場等が、バックグラウンドの磁場として存在する。本発明によれば、このようなバックグラウンドの磁場を相殺することにより、鉄筋コンクリートの健全性の判定をさらに正確に行うことができる。
【００２８】ここにおいて、前記バックグラウンド相殺手段は、各磁気センサの磁場検出方向に向けて存在するバックグラウンド磁場を相殺するように形成することが好ましい。
【００２９】例えば、各磁気センサが、測定面と略平行な水平面における２方向の磁場と、前記測定面と略垂直な方向の磁場の、合計３方向の磁場を測定する場合には、各測定方向、ここでは３方向のバックグラウンド磁場をすべて相殺するようにバックグラウンド相殺手段を形成すればよい。このようなバックグラウンド相殺手段としては、例えば各測定方向に向けて個別に磁場を発生させるループを複数組設け、これをセンサ手段と一体的に形成する。そして、測定開始前に、特定の磁気センサが検出する各測定方向の磁場が０となるように、各ループに電流を通電し、バックグラウンド磁場を相殺する。このような設定終了後に、本発明の装置を用いて、鉄筋コンクリートの健全性の判定を行えばよい。
【００３０】また、バックグラウンドの磁場の影響は、次のような手法を用いて相殺することもできる。
【００３１】すなわち、本発明において、前記処理手段は、前記多点測定により得られた各磁場データの所定データに対する差分を所定のルールに基づき演算し、測定データに含まれるバックグラウンドの磁場影響成分を除去する処理を行うことが好ましい。
【００３２】例えば、多点測定により得られた各磁場データと、特定のセンサにより得られた磁場データとの差分を演算することにより、測定データに含まれる共通のバックグラウンドの磁場影響成分を除去することができ、正確な健全性判定を行うことが可能となる。
【００３３】ここで、差分演算を行う特定のセンサとしては、前記複数のセンサのいずれかのセンサを所与のルールで適宜選択して用いてもよく、またバックグラウンド影響成分を除去するための専用のセンサを特別に設け、これを差分演算のためのセンサとして用いてもよい。
【００３４】（６）また、前記処理手段は、前記多点測定により得られた各磁場データの直流成分データを処理することにより、測定対象面の鉄筋コンクリート中に存在する鉄筋の健全性を判定することが好ましい。
【００３５】このように各磁場データの直流成分データを処理することにより、鉄筋コンクリート中に存在する鉄筋に腐食が発生した場合に、その発生を検出することができる。
【００３６】ここにおいて、前記処理手段は、前記多点測定により得られた各磁場データに含まれる、測定対象面と水平及び略垂直の直流成分データを処理することにより、測定対象面の鉄筋コンクリート中に存在する鉄筋の健全性を判定するように形成することが好ましい。
【００３７】さらに、前記処理手段は、前記各磁気センサにより測定された前記測定対象面と略平行方向の直流成分磁場データに基づき第１のコンター図データを生成するとともに、前記各磁気センサにより測定された前記測定対象面と略垂直方向の直流成分磁場データに基づき第２のコンター図データを生成し、生成された第１及び第２のコンター図データに基づき鉄筋コンクリート内部の鉄筋の腐食位置を特定するように形成することが好ましい。
【００３８】コンター図データとして、コンクリートの測定対象面またはその近傍における磁場分布や電流密度分布を求めることにより、鉄筋コンクリート内部の鉄筋の腐食の活性度や、その位置を正確に特定することができる。
【００３９】（７）また、本発明によれば、鉄筋コンクリート内部の鉄筋の腐食の発生やその位置だけでなく、鉄筋コンクリート内部の腐食環境も判定することができる。
【００４０】すなわち、本発明において、前記処理手段は、前記多点測定により得られた各磁場データの交流成分データを処理することにより、測定対象面の鉄筋コンクリート内部の腐食環境を判定することが好ましい。
【００４１】すなわち、多点測定により得られた各磁場データには、前述した直流成分以外に、交流成分も含まれる。この交流成分のデータは、鉄筋コンクリート内部の腐食環境を特定するだけの有効なデータとして用いることができ、この交流成分データを用いることにより鉄筋コンクリート内部の腐食環境を判定することができる。
【００４２】ここにおいて、前記処理手段は、前記多点測定により得られた各磁場データの交流成分データを処理することにより、鉄筋コンクリートの比抵抗分布を求め、比抵抗分部に基づき鉄筋コンクリート内部の腐食環境を判定することが好ましい。
【００４３】（８）なお、前記各磁気センサとしては、各種のものを用いることができ、例えば磁気抵抗素子を用いた磁気センサや、ホール効果により磁場を検出するホール素子を用いた磁気センサを用いてもよく、さらには超電導磁気素子（ＳＱＵＩＤ）や、フラックスゲート素子等を必要に応じて適宜用いればよい。なお、必要に応じ、これ以外のセンサを、前記磁気センサとして用いてもよいことは言うまでもない。
【００４４】
【発明の実施の形態】次に、本発明の好適な実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００４５】（１）全体構成図１、図２には、本発明が適用された鉄筋コンクリートの健全性判定装置の好適な実施例が示されており、図１はその側面概略説明図、図２はセンサ部の正面図である。
【００４６】本実施の形態の健全性判定装置は、測定対象となる鉄筋コンクリート１０の任意の表面１４を測定対象面とするセンサ部１００と、スキャナ２００と、処理手段として機能するコンピュータ３００とを含む。
【００４７】センサ部１００は、所定のルールに従ってマトリクス配置された複数の磁気センサ１１０と、各磁気センサ１００を保持する保持部材１２０と、電磁シールド部１３０とを含み、全体が一体的に形成され、当接面１０２を鉄筋コンクリート１０の表面１４の所望位置に当接するように構成されている。
【００４８】前記保持部材１２０として、本実施例では発泡スチロールが用いられている。
【００４９】前記電磁シールド部１３０は、当接面１０２のエリアを除いたセンサ部１００の周囲を蓋状に覆うように形成されている。
【００５０】（２）センサ部図２は、センサ部１００を、その当接面１０２側から見た概略説明図である。
【００５１】実施例のセンサ部１００は、当接面１０２を鉄筋コンクリート表面１４へ当接した際、マトリクス配置された複数の磁気センサ１１０が当接面１０２を介して鉄筋コンクリート表面１４に対向し、表面１４またはその近傍の磁場を多点測定するように構成されている。
【００５２】各磁気センサ１１０は、測定対象となる鉄筋コンクリート１０の鉄筋１２の配列間隔よりも狭い間隔となるように形成されている。本実施の形態の磁気センサ１１０の配列間隔は、鉄筋の配列間隔の１／２以下とすることが好ましく、鉄筋コンクリートの鉄筋の最小配列間隔は、１０〜１５ｃｍと考えられ、従って、実施例の磁気センサ１１０の配列間隔は、その半分の５ｃｍ程度、もしくはこれ以下の間隔とすることが好ましい。
【００５３】図３には、前記磁気センサ１１０の構成が示されている。
【００５４】実施例の磁気センサ１１０は、当接面１０２に対して略垂直方向の磁気を測定するとともに、当接面１０２と略平行な方向の磁場を測定するように構成されている。特に、本実施の形態の磁気センサ１１０は、Ｘ、Ｙ、Ｚの３方向の磁場を測定するように構成されている。
【００５５】同図において、Ｘ、Ｙ軸は、当接面１０２と略平行な水平面内において直交する２方向を表し、Ｚ軸は当接面１０２と直交する方向を表している。
【００５６】そして、実施例の磁気センサ１１０は、Ｚ軸方向、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の磁場の強さをそれぞれ個別に測定する第１の検出部１１２Ｚ、第２の検出部１１２Ｘ、第３の検出部１１２Ｙが１つのユニットとして形成されている。
【００５７】以上の構成とすることにより、当接面１０２と直交するＺ軸方向の磁場の強さは第１の検出部１１２Ｚを用いて検出でき、さらに当接面１０２と略平行な方向の磁場の強さは、第２及び第３の検出部１１２Ｘ、１１２Ｙの検出値をベクトル的に合成した値として測定することができる。
【００５８】これら各検出部１１２Ｚ、１１２Ｘ、１１２Ｙは、例えば磁気抵抗素子、ホール素子、超電導磁気素子（ＳＱＵＩＤ）、フラックスゲート素子等の各種の素子を用いて形成することができる。本実施例では、磁気抵抗素子が用いられている。
【００５９】磁気抵抗素子は、いわゆる磁気抵抗効果を用いて所定方向の磁場を感知するように構成されている。その具体的な構成は、すでに周知であるので、ここではその説明は省略する。
【００６０】以上の構成とすることにより、実施例のセンサ部１００を、測定対象となる鉄筋コンクリート１０の表面１４の所望位置に当接し、測定を開始することにより、鉄筋コンクリート表面１４と直交する方向の磁場は第１の検出部１１２Ｚにより検出され、コンクリート表面１４と略平行な磁場は第２、第３の検出部１１２Ｘ、１１２Ｙを用いて検出されることになる。
【００６１】しかも、本実施の形態では、センサ部１００の当接面１０２に沿って、複数の磁気センサ１００が図２に示すようにマトリクス配置されているため、コンクリート表面１４の磁場を多点測定することができる。
【００６２】スキャナ２００は、マトリクス配置された各磁気センサ１１０の検出信号を所定の順番で順次コンピュータ３００へ供給する。なお、スキャナー２００は、センサ部１００と一体的又はその近傍に設けることが好ましい。
【００６３】コンピュータ３００は、処理手段として機能するものであり、このようにして順次供給されるデータを処理することにより、鉄筋コンクリート１０の健全性の判定を行う。
【００６４】本実施例では、鉄筋コンクリート１０の内部に存在する鉄筋１２の腐食等の健全性を判定するとともに、鉄筋コンクリート１０が間接的に腐食環境にあるか否かを判定する。
【００６５】以下にその詳細を説明する。
【００６６】（３）鉄筋の腐食等の健全性判定図４には、鉄筋コンクリート１０の内部の鉄筋１２のあるエリアＰに、腐食が発生した状態が模擬的に示されている。
【００６７】図４（Ａ）に示すように、鉄筋１２に腐食が発生すると、鉄筋コンクリート１０内には鉄筋の腐食ポイントＰを起点として、矢印１０００で示す方向に直流電流が流れる。そして、この直流電流に対して図中矢印２０００で示す方向に磁場が発生することになる。
【００６８】すなわち、鉄筋１２に腐食が発生すると、鉄が酸化される化学反応が進行する。このときに、腐食ポイントＰの周囲にイオンが発生し、図中矢印１０００で示す方向に電流を流す起電力が発生する。具体的には、腐食ポイントＰを中心として鉄筋１２の両側に向けて電流が流れ、これがコンクリート内部を循環して腐食ポイントＰに戻るという電流の流れが発生する。このようにして電流が流れると、図中矢印２０００で示す方向に磁場が発生する。
【００６９】図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＡ−Ａ断面概略である。同図に示すように、鉄筋１２内を流れる電流により、その周囲に磁場Ｈが発生する。コンクリート表面またはその近傍における磁場Ｈの強さは、マトリクス配置された各磁気センサにより、図４（Ｃ）に示すように、略垂直方向成分ＨV及び水平方向成分ＨHとして検出される。
【００７０】なお、図４（Ｃ）は、各磁気センサ１１０で検出される略垂直及び水平方向の磁場に含まれる直流成分ＨV、ＨHの分布を表している。
【００７１】コンピュータ３００は、各磁気センサ１１０が測定するＨV及びＨHの値に基づき、図５に示すように、コンクリート表面の磁場分布や電流密度分布を表すコンター図を生成する。図５（Ａ）は、略垂直方向成分ＨVに基づき作成したコンター図、同図（Ｂ）は水平方向成分ＨHに基づき作成したコンター図である。
【００７２】従って、鉄筋コンクリート内部の鉄筋１２に腐食等の以上が発生した場合には、この腐食に伴いコンクリート内部を流れる電流により図５（Ａ）、（Ｂ）に示すような磁場分布や電流密度分布が得られ、これにより鉄筋の腐食の発生及びその活性状態（腐食の進行速度）を判定することができる。
【００７３】これに加えて、図４（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、磁場の略垂直方向成分ＨVの絶対値が最大となる２点の位置１４ａ、１４ｂと、鉄筋１２とを結ぶ線は、コンクリート表面１４に対して４５度の角度をなす。従って、図４（Ｃ）に示すように、磁場ＨV、ＨHが測定されることにより、図４（Ｂ）に示す前述した２点１４ａ、１４ｂを特定し、この２点の位置１４ａ、１４ｂから鉄筋コンクリート１４の内部に存在する電流の流れる鉄筋１２の空間的な位置を特定することができる。
【００７４】しかも、鉄筋１２に腐食等が発生した場合に得られる図５（Ａ）、（Ｂ）に示す分布は、鉄筋１２の腐食ポイントＰを中心にして特定のパターンを示す。従って、図５（Ａ）、（Ｂ）に示す分布から、鉄筋コンクリート１０内の鉄筋１２に腐食が発生した場合には、その腐食ポイントＰの位置を正確に特定することができる。
【００７５】なお、前述した鉄筋コンクリート１０の健全性の判定のための説明は、説明を簡単なものとするために、鉄筋コンクリート１０の１カ所に腐食が発生した場合を説明した。しかし、実際には１本の鉄筋１２の複数箇所に腐食が発生したり、または複数の鉄筋に腐食が発生する場合もある。このような場合には、図１０（Ａ）に示すように得られる鉄筋コンクリート表面の略垂直及び水平方向の磁場分布のデータ（同図ではＨVのみを示す）をインバージョン、すなわち逆解析することにより、図１１（Ｂ）に示すように各腐食ポイント毎の磁場分布ＨV1、ＨV2…を得ることができ、この結果、鉄筋コンクリート１０内部に存在する複数の腐食部位Ｐの存在及びその位置を検出することができる。
【００７６】（４）鉄筋コンクリートの腐食環境の健全性判定前述したように、鉄筋コンクリート１０内に存在する鉄筋１２の腐食等の健全性判定は、磁気センサ１１０で検出される磁場の略垂直及び水平方向の磁場に含まれる直流成分に基づいて行われる。
【００７７】ところが、鉄筋コンクリート１０等が存在する環境内には、各種の交流磁場がバックグラウンドとして存在することが多く、このような環境のもとではバックグラウンドとして存在する交流磁場により、鉄筋コンクリート１０内に起電力が発生し、交流電流が流れることになる。磁気センサ１１０は、このような交流電流の発生によって引き起こされる磁場を、前述したと同様に略垂直方向の交流成分Ｈ´V及び水平方向の交流成分Ｈ´Hとして検出する。
【００７８】このようにして検出される略垂直及び水平方向の交流成分Ｈ´Vと、水平方向の交流成分Ｈ´Hから、次式で示す関数に基づき、鉄筋コンクリート１０の比抵抗ρが求められることが知られている。
ρ＝ｆ（（Ｈ´V／Ｈ´H）2）
具体的には、（Ｈ´V／Ｈ´H）2と、比抵抗ρとの間には比例関係があることが知られている。
【００７９】従って、コンピュータ３００は、各磁気センサ１１０で測定される磁場の略垂直及び水平方向成分の値から、鉄筋コンクリート１０の比抵抗分布を求めることができる。
【００８０】図６には、鉄筋コンクリートの抵抗率ρと、鉄筋コンクリートの腐食性との関係が示されている。
【００８１】コンピュータ３００は、前述したように得られた鉄筋コンクリート１０の比抵抗分布と、図６に示す評価のためのデータとに基づき、鉄筋コンクリート１０が間接的に腐食環境にあるか否かを判定する。
【００８２】（５）バックグラウンドノイズの相殺ところで、センサ部１００を使用する環境では、地磁気やその他の磁場（例えば送電線から発生する磁場）等のバックグラウンドノイズが存在する。バックグラウンドとして存在する磁場は、比較的大きいものであるため、これを相殺してやらなければ、健全性の判定を正確に行うことができない。
【００８３】本実施例の装置では、このようなバックグラウンドを相殺する手法として、以下に説明する２つの手法のいずれか１つを適宜採用する。
【００８４】（５−１）バックグラウンドを相殺する第１の手法マトリクス配置された複数の磁気センサ１１０のいずれか１つをバックグラウンドの基準値検出用として用い、この基準値検出用のセンサの検出値を、各センサ１１０の検出値から引き算する差分演算処理を行う。
【００８５】このような差分演算処理を行うことにより、各センサ１１０の検出値からバックグラウンドの影響が相対的に相殺されることになり、この結果、バックグラウンドノイズの影響が相対的に相殺された、コンター図データを得ることができる。
【００８６】このコンター図データを用いることにより、バックグラウンドの影響を相殺し、鉄筋コンクリート１０の内部の鉄筋１２の健全性判定を行うことができる。
【００８７】なお、バックグラウンドの基準値検出用のセンサは、前述したようにマトリクス配置された磁気センサ１１０のいずれか１つを用いてもよいが、これ以外にも、センサ部１００内にバックグラウンドの基準値検出用の専用のセンサを設け、前述したような差分演算処理を行ってもよい。
【００８８】（５−２）バックグラウンドの影響を相殺する他の手法センサ部１００に、バックグラウンドの磁場を発生するバックグラウンド相殺手段を設ける。
【００８９】例えば、センサ部１００のいずれかの箇所にバックグラウンド検出用のセンサ１１０ＢＧを設ける。このセンサ１１０ＢＧは、マトリクス配置された他の磁気センサ１１０と同様に形成される。
【００９０】そして、図７に示すように、磁気センサ１１０ＢＧ及びマトリクス配置された複数のセンサ群１１０が検出するＺ軸方向、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向のバックグラウンド磁場をそれぞれ相殺するＺ軸方向、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の磁場をそれぞれ発生するための第１のループ１４０Ｚ、第２のループ１４０Ｘ、第３のループ１４０Ｙをセンサ部１００に設ける。
【００９１】これら３組のループ１４０Ｚ、１４０Ｘ、１４０Ｙは、それぞれ電流を通電することによりバックグラウンド相殺用の磁場を発生するコイルとして機能するものである。
【００９２】そして、センサ部１００を用いて健全性の判定を行うに先立って、磁気センサ１１０ＢＧの検出するＺ軸方向、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の３方向のバックグラウンドの磁場が０となるように、各ループ１４０Ｚ、１４０Ｘ、１４０Ｙに通電して、バックグラウンドの影響が除去できるような状態を設定する。このように設定された状態では、マトリクス配置された磁気センサ１１０に対するバックグラウンドの影響も除去されることになる。
【００９３】この状態で、センサ部１００を鉄筋コンクリート１０の所望の表面１４に当接することにより、鉄筋コンクリート１０の健全性の判定を、バックグラウンドの影響を受けることなく正確に行うことができる。
【００９４】なお、ここではバックグラウンドを検出する専用の磁気センサ１１０ＢＧを設ける場合を例に取り説明したが、マトリクス配置された磁気センサのいずれか１つを、バックグラウンド検出用の磁気センサとして用い、前述と同様な処理を行ってもよい。
【００９５】（６）判定回路の具体例図８には、本発明の適用される健全性判定装置の機能ブロック図の一例が示されている。
【００９６】実施例において、コンピュータ３００は、ディスプレイ等の出力部３４０、キーボード等の入力部３５０を有するとともに、バックグラウンド補正部３１０、スキャナ制御部３２０、前述した判定処理を行ないその判定結果を出力部３４０に出力する処理部３３０としても機能する。
【００９７】バックグラウンド補正部３１０は、前述した健全性の判定処理に先立って、各ループ１４０Ｚ、１４０Ｘ、１４０Ｙの通電電流を制御し、バックグラウンド補正用のセンサ１１０ＢＧが検出するＺ軸方向、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向のバックグラウンド磁場の値が０となるような制御を行う。具体的には、センサ１１０ＢＧの検出データに基づき、ループ駆動部１４２を制御し、ループ郡１４０Ｚ、１４０Ｘ、１４０Ｙのそれぞれに供給する電流を、センサ１１０ＢＧが検出するＺ軸、Ｘ軸、Ｙ軸方向のバックグラウンドの磁場の値が０となるように制御する。
【００９８】前記スキャナ制御部３２０は、スキャナ２００を制御し、マトリクス配置された磁気センサ１１０で検出されるデータを順次処理部３３０に取り込むように制御を行う。
【００９９】処理部２２０は、このようにして得られたデータに基づき、前述した健全性の判定処理を行い、その判定結果を出力部３４０へ出力する。
【０１００】図９は、本実施例の装置の動作を示すフローチャートである。
【０１０１】まずステップＳ１０において、バックグラウンド補正部３１０を用いて、センサ部１００に作用するバックグラウンドとしての磁場の影響がなくなるように各ループ１４０Ｚ、１４０Ｘ、１４０Ｙに流れる電流を制御する。
【０１０２】そして、ステップＳ２０〜Ｓ５０の、判定動作を行う。
【０１０３】まず、センサ部１００を、鉄筋コンクリート１０の所望の表面１０に当接し、判定のためのデータ収集を開始する。
【０１０４】このとき、マトリクス配置された磁気センサ１１０を順次スキャンし、検出データをコンピュータ３００に取り込む。
【０１０５】次にステップＳ３０で、得られたデータを元に、図５に示すような鉄筋コンクリート表面の磁場分布や電流密度分布を作成し、鉄筋コンクリート１０の内部に存在する鉄筋の健全性の判定を行う。
【０１０６】さらに、ステップＳ１０において、得られたデータに基づき鉄筋コンクリート表面の比抵抗分布を作成し、鉄筋コンクリートが腐食環境にあるか否かを間接的に評価する。
【０１０７】そして、ステップＳ５０で、ステップＳ３０、Ｓ４０で得られた判定、評価等の結果を出力部３４０に出力する。具体的にはディスプレイ上に表示したり、プリンタ等からプリントアウト出力する。
【０１０８】このようにして、本実施例の健全性判定装置によれば、センサ部１００を鉄筋コンクリート１０の所望の表面に当接するのみで、その当接エリアを測定対象面として、鉄筋コンクリート１０の健全性の判定を迅速にかつ簡単に行うことができる。
【０１０９】なお、本発明では、前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で各種の変形実施が可能である。
【０１１０】例えば、前記実施例では、コンクリート表面の略垂直及び水平方向の磁場をそくていする場合を例に取り説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、場合によってはいずれか１方向のみを測定することによっても、良好な判定結果を得ることができる。
【出願人】 【識別番号】０００１６６４３２
【氏名又は名称】戸田建設株式会社
【識別番号】０００１７４９１０
【氏名又は名称】三井金属資源開発株式会社
【識別番号】０００１９５９７１
【氏名又は名称】西松建設株式会社
【出願日】 平成１２年１月１７日（２０００．１．１７）
【代理人】 【識別番号】１０００９０３８７
【弁理士】
【氏名又は名称】布施 行夫 （外２名）
【公開番号】 特開２００１−１９４３４１（Ｐ２００１−１９４３４１Ａ）
【公開日】 平成１３年７月１９日（２００１．７．１９）
【出願番号】 特願２０００−７７８５（Ｐ２０００−７７８５）