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検出装置及び、検出方法

国内特許コード P200016864
整理番号 6041
掲載日 2020年5月11日
出願番号 特願2018-084404
公開番号 特開2019-191004
出願日 平成30年4月25日(2018.4.25)
公開日 令和元年10月31日(2019.10.31)
発明者
  • 小池 克明
  • 久保 大樹
  • 奥澤 康一
出願人
  • 国立大学法人京都大学
  • 株式会社大林組
発明の名称 検出装置及び、検出方法
発明の概要 【課題】簡素な構成で被検査体に含まれる粘土鉱物を効果的に検出する。
【解決手段】被検査体2に赤外線を照射する照射部20と、被検査体2から反射される赤外線を少なくとも2以上の異なる波長の赤外線画像として撮像する撮像部30と、撮像された2以上の異なる波長の赤外線画像から各画像の輝度を算出すると共に、算出した各輝度に基づいて被検査体2に粘土鉱物が含まれるか否かを判定する判定部50とを備えた。
【選択図】図3
従来技術、競合技術の概要

例えば、山岳トンネル工事等においては、切羽を構成する地山に粘土鉱物が含まれていると、該粘土鉱物が水分を吸収して膨潤することにより、トンネルの坑径を縮小させることになる。

このような粘土鉱物の膨潤が覆工コンクリートの打設前に生じた場合には、当該箇所の再掘削等が必要となり、工期や工費に大きく影響するといった課題がある。また、粘土鉱物の膨潤が覆工コンクリートの打設後に生じた場合には、コンクリートのひび割れ等を引き起こす課題もある。このため、地山に含まれる粘土鉱物を適宜に把握することは、山岳トンネル工事において極めて重要となる。

例えば、特許文献1には、対象地盤から採取した試料にX線を照射して蛍光X線を捉え、複数元素の含有の有無や量を分析する技術が開示されている。

産業上の利用分野

本開示は、検出装置及び、検出方法に関し、特に、粘土鉱物の検出装置及び、検出方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
被検査体に赤外線を照射する照射手段と、
前記被検査体から反射される赤外線を少なくとも2以上の異なる波長の赤外線画像として撮像する撮像手段と、
撮像された前記2以上の異なる波長の赤外線画像から各画像の輝度を算出すると共に、算出した各輝度に基づいて前記被検査体に粘土鉱物が含まれるか否かを判定する判定手段と、を備える
ことを特徴とする検出装置。

【請求項2】
前記撮像手段は、前記赤外線画像として、少なくとも、粘土鉱物の赤外線反射率が所定反射率以下となる低反射率の赤外線画像と、粘土鉱物の赤外線反射率が前記所定反射率よりも高くなる高反射率の赤外線画像とを撮像し、
前記判定手段は、前記低反射率の赤外線画像内における所定領域の輝度と、前記高反射率の赤外線画像内における所定領域の輝度との輝度比を算出すると共に、算出した輝度比に基づいて、前記被検査体の前記所定領域に対応する部分に粘土鉱物が含まれるか否かを判定する
請求項1に記載の検出装置。

【請求項3】
前記撮像手段は、前記低反射率の赤外線画像として、粘土鉱物の赤外線反射率が前記所定反射率以下となる少なくとも2以上の異なる低反射率の赤外線画像を撮像し、
前記判定手段は、前記2以上の異なる低反射率の赤外線画像内における所定領域の各輝度と、前記高反射率の赤外線画像内における所定領域の輝度との輝度比をそれぞれ算出すると共に、算出した少なくとも2以上の各輝度比に基づいて、前記被検査体の前記所定領域に対応する部分に含まれる粘土鉱物の種類を特定する
請求項2に記載の検出装置。

【請求項4】
前記撮像手段は、前記低反射率の赤外線画像として、波長1.4μm付近の第1低反射率、波長1.9μm付近の第2低反射率及び、波長2.2μm付近の第3低反射率帯域の赤外線画像をそれぞれ撮像し、
前記判定手段は、前記第1低反射率、前記第2低反射率及び、前記第3低反射率の赤外線画像内における所定領域の各輝度と、前記高反射率の赤外線画像内における所定領域の輝度との輝度比をそれぞれ算出すると共に、算出した3つの各輝度比が閾値以下の場合に、前記被検査体の前記所定領域に対応する部分に含まれる粘土鉱物をモンモリロナイトと特定する
請求項3に記載の検出装置。

【請求項5】
前記撮像手段が、異なる波長の赤外線を透過可能な複数のバンドパスフィルタと、該バンドパスフィルタを透過した赤外線を検出する赤外線カメラとを含む
請求項1から4の何れか一項に記載の検出装置。

【請求項6】
被検査体に赤外線を照射する照射ステップと、
前記被検査体から反射される赤外線を少なくとも2以上の異なる波長の赤外線画像として撮像する撮像ステップと、
撮像された前記2以上の異なる波長の赤外線画像から各画像の輝度を算出すると共に、算出した各輝度に基づいて前記被検査体に粘土鉱物が含まれるか否かを判定する判定ステップと、を有する
ことを特徴とする検出方法。

【請求項7】
前記撮像ステップでは、前記赤外線画像として、少なくとも、粘土鉱物の赤外線反射率が所定反射率以下となる低反射率の赤外線画像と、粘土鉱物の赤外線反射率が前記所定反射率よりも高くなる高反射率の赤外線画像とを撮像し、
前記判定ステップでは、前記低反射率の赤外線画像内における所定領域の輝度と、前記高反射率の赤外線画像内における所定領域の輝度との輝度比を算出すると共に、算出した輝度比に基づいて、前記被検査体の前記所定領域に対応する部分に粘土鉱物が含まれるか否かを判定する
請求項6に記載の検出方法。

【請求項8】
前記撮像ステップでは、前記低反射率の赤外線画像として、粘土鉱物の赤外線反射率が前記所定反射率以下となる少なくとも2以上の異なる低反射率の赤外線画像を撮像し、
前記判定ステップでは、前記2以上の異なる低反射率の赤外線画像内における所定領域の各輝度と、前記高反射率の赤外線画像内における所定領域の輝度との輝度比をそれぞれ算出すると共に、算出した少なくとも2以上の各輝度比に基づいて、前記被検査体の前記所定領域に対応する部分に含まれる粘土鉱物の種類を特定する
請求項7に記載の検出方法。

【請求項9】
前記撮像ステップでは、前記低反射率の赤外線画像として、波長1.4μm付近の第1低反射率、波長1.9μm付近の第2低反射率及び、波長2.2μm付近の第3低反射率の赤外線画像をそれぞれ撮像し、
前記判定ステップでは、前記第1低反射率、前記第2低反射率及び、前記第3低反射率の赤外線画像内における所定領域の各輝度と、前記高反射率の赤外線画像内における所定領域の輝度との輝度比をそれぞれ算出すると共に、算出した3つの各輝度比が閾値以下の場合に、前記被検査体の前記所定領域に対応する部分に含まれる粘土鉱物をモンモリロナイトと特定する
請求項8に記載の検出方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 公開
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