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公開番号2025144864
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-03
出願番号2024044758
出願日2024-03-21
発明の名称コンクリート構造物の劣化診断装置、コンクリート構造物の劣化診断方法
出願人国立大学法人徳島大学
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G01N 21/84 20060101AFI20250926BHJP(測定;試験)
要約【課題】簡略な構成で低コスト化すると共に、近赤外光の有効利用と高感度検出を可能にするコンクリート構造物劣化診断装置を提供する。
【解決手段】可視光域および近赤外域の波長の検査光を照射する光源と、前記検査光を被検査部分に照射し、反射された反射光を受光する測定部と、前記反射光を互いに異なる波長域の複数の測定光に分光する分光手段と、前記分光手段で分光されたそれぞれの測定光ごとに光強度信号を出力する複数の光検出器と、を少なくとも有することを特徴とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
可視光域および近赤外域の波長の検査光を出射する光源と、
前記検査光を被検査部分に照射し、反射された反射光を受光する測定部と、
前記反射光を互いに異なる波長域の複数の測定光に分光する分光手段と、
前記分光手段で分光されたそれぞれの測定光ごとに光強度信号を出力する複数の光検出器と、
を少なくとも有することを特徴とするコンクリート構造物の劣化診断装置。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記分光手段は、回折格子、プリズムまたはバンドパスフィルターのうち、いずれか１つを含むことを特徴とする請求項１に記載のコンクリート構造物の劣化診断装置。
【請求項３】
前記光検出器は、フォトダイオードであることを特徴とする請求項１または２に記載のコンクリート構造物の劣化診断装置。
【請求項４】
前記光源は、少なくとも波長が３５０ｎｍ以上２５００ｎｍ以下の範囲の連続した波長域を含む光を出射可能なハロゲンランプから構成されることを特徴とする請求項１または２に記載のコンクリート構造物の劣化診断装置。
【請求項５】
前記光源は、波長が１３００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下の範囲の連続した波長域を含む光を出射可能な第１の近赤外線光源と、波長が２０００ｎｍ以上２５００ｎｍ以下の範囲の連続した波長域を含む光を出射可能な第２の近赤外線光源と、から構成されることを特徴とする請求項１または２に記載のコンクリート構造物の劣化診断装置。
【請求項６】
前記光検出器は、第１波長から第６波長の６つの波長の前記測定光をそれぞれ受光する６つの前記光検出器から構成され、第１波長は１３００ｎｍ、第２波長は１４１２ｎｍ、第３波長は１４２５ｎｍ、第４波長は２２３０ｎｍ、第５波長は２２６６ｎｍ、第６波長は２３００ｎｍであることを特徴とする請求項１または２に記載のコンクリート構造物の劣化診断装置。
【請求項７】
前記第１波長と前記第３波長の前記測定光の光強度信号に基づいて前記被検査部分の水分量を算出し、前記第２波長と前記第３波長の前記測定光の光強度信号に基づいて前記被検査部分の水酸化カルシウム含有量を算出し、前記第４波長、前記第５波長、および前記第６波長の前記測定光の光強度信号に基づいて前記被検査部分の塩分濃度を算出する制御部を有することを特徴とする請求項６に記載のコンクリート構造物の劣化診断装置。
【請求項８】
互いに異なる６つの波長の検査光を順次出射する光源と、
前記検査光を被検査部分に照射し、反射された６つの波長の反射光を受光する測定部と、
６つの波長の前記反射光のそれぞれの光強度信号を順次出力する１つの光検出器と、
を少なくとも有することを特徴とするコンクリート構造物の劣化診断装置。
【請求項９】
前記光源は、第１波長から第６波長の６つの波長の光を出射可能なＬＥＤ、半導体レーザーまたはランプ光源のうち、いずれか１つから構成され、第１波長は１３００ｎｍ、第２波長は１４１２ｎｍ、第３波長は１４２５ｎｍ、第４波長は２２３０ｎｍ、第５波長は２２６６ｎｍ、第６波長は２３００ｎｍであることを特徴とする請求項８に記載のコンクリート構造物の劣化診断装置。
【請求項１０】
請求項１または２に記載のコンクリート構造物の劣化診断装置を用いたコンクリート構造物の劣化診断方法であって、
前記光源から可視光域および近赤外域の波長の前記検査光を照射する検査光照射工程と、
前記測定部において前記検査光を被検査部分に照射し、反射された前記反射光を受光する測定工程と、
前記分光手段と前記反射光を互いに異なる波長域の複数の測定光に分光する分光工程と、
前記光検出器において前記分光手段で分光されたそれぞれの測定光ごとに光強度信号を出力する光強度信号出力工程と、
を少なくとも有することを特徴とするコンクリート構造物の劣化診断方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート構造物の経年劣化を診断するコンクリート構造物の劣化診断装置、コンクリート構造物の劣化診断方法に関するものである。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
高層建築物や高架橋など、コンクリート構造物は世界中に数多く建造されている。その一方で、こうしたコンクリート構造物の経年劣化が問題になっている。コンクリート構造物の経年劣化は、主にコンクリート材に生じた亀裂から塩分などが浸入し、内部の鋼材が腐食することなどが原因である。特に、適切なメンテナンスを行わずに建造後５０年以上経過したコンクリート構造物は、経年劣化が大きく進んでいることが多い。そのため、コンクリート構造物は、定期的に劣化度合いを測定し、適切な補修などを行うことが重要である。
【０００３】
こうしたコンクリート構造物の経年劣化は、浸透した水分の凍結、融解によって生じる亀裂や、塩害による鋼材（鉄筋）の腐食、水酸化カルシウムの消失による中性化によるものが主である。このため、コンクリート構造物の劣化度合いを診断する際には、こうした被検査部分の水分量、塩分濃度、および水酸化カルシウム含有量を測定することが重要である。従来、こうしたコンクリート構造物の経年劣化の診断には、コンクリート構造物の測定箇所に電磁波を照射して、生じた反射波を分析することで劣化度合いを検出するコンクリートの劣化診断装置が一般的に用いられている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、近赤外波長領域の波長成分を含む光を照射する光源と、近赤外波長領域の光に感応する半導体受光素子と、を備えたコンクリート検査装置が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、電磁波をコンクリート構造物に送信すると共に反射波を受信して、測定された内部欠陥反射波の初動ピークに関する特定の計算式に基づいて欠陥部の種別を判別するコンクリート検査方法が開示されている。
【０００６】
さらに、特許文献３では、可視光から赤外光までの幅広い波長域の光を照射可能な光源と、これら幅広い波長域の反射光を分光した後にイメージセンサを用いて、対象物の状態を測定可能なマルチチャンネル分光計が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０１６－０２４０３４号公報
特開２００５－０４３１９７号公報
米国特許第８１６４７４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来のコンクリート検査装置は、コンクリート構造物の劣化検査に必要な波長の光を含む幅広い波長域の検査光を照射可能な光源を用い、こうした幅広い波長域の検査光が被検査部分で反射された幅広い波長域の光を分光した後に、受光装置、例えばイメージセンサを用いていた。
【０００９】
このため、コンクリート構造物の劣化検査には必要のない波長の光まで出射可能なハロゲンランプや、広帯域のイメージセンサなど、コストの高い部品を用いることで、コンクリート検査装置の高コスト化を招いているという課題があった。
【００１０】
また、コンクリート構造物の劣化検査には必要のない波長域の光を含む幅広い波長域の光を用いることで、コンクリート構造物の劣化検査に必要な波長域の光強度が相対的に弱くなり、検査感度が低くなりやすいという課題もあった。
（【００１１】以降は省略されています）

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