ウォールスキャナとは
ウォールスキャナ (英: wall scanner) とは、壁の内部の埋設物を探知する測定器です。
ウォールスキャナによる測定の目的は、壁の適切な穴あけ位置を割り出したり、物体を壁に取付けたりすることです。鉄筋探査機やコンクリート探知機、コンクリートセンサーとも呼ばれます。
壁内部の埋設物には、鉄筋・鉄骨、鉄パイプ、樹脂管、木材、電線、空洞なさまざまです。検出目的に適したウォールスキャナを使う必要があります。
ウォールスキャナの使用用途
ウォールスキャナの用途は、建築土木関係で壁の内部の物体を探知するためです。壁や床・天井に穴を開け、給水管、排水管、電線管、ガス管などを通したい場合、壁の内部を探査にウォールスキャナが使用されています。
鉄筋・鉄骨・配管類、下地材、補強材、間柱、ケーブルなどを検知して、影響のないところを選定します。また、壁や床に手すり、金具、補強物、制御器、操作盤、時計、情報機器、棚などを取り付ける場合に、ウォールスキャナで内部状況を調査します。
配管・配線類の修理の際は、ウォールスキャナを使って通っている場所を特定し、効率の良い作業を実現するのが役割です。道路の埋設物や空洞の状況調査にも、ウォールスキャナでの調査は応用できます。
ウォールスキャナの原理
ウォールスキャナには、主に電磁波レーダー法と電磁誘導法が使われます。
1. 電磁波レーダー法
電磁波レーダーの特質として、マイクロ波帯の電磁波は媒体中を一定速度で直進します。そして、異なる媒体が接する所で反射します。この特質を利用し、そこまでの距離と位置の検知が可能です。電磁波レーダーを用いる測定は、非破壊検査です。放射線を使用しないので、広く使用されています。
電磁波レーダー法によるウォールスキャナは、まず電磁波をアンテナから壁や床に放射します。そして、内部の鉄筋、非金属管、空洞などから反射して、返ってきた電磁波を受信アンテナで受信し、放射から戻るまでの時間から距離を算出します。位置情報は、距離計を内蔵した装置を移動させることにより取得可能です。
物質の誘電率と真空の誘電率の比である比誘電率は、電磁波の速度に影響を与え、一般的なコンクリートは6～8です。水分率でも、この比誘電率が変化し、打設後間もないコンクリートは比誘電率が高くなります。電磁波レーダは、周波数を高くすれば分解能が高くなり、高精度な検査ができますが、測定可能な深さが浅くなります。
通常200～300mmぐらいまで測定可能です。埋設物のうち、金属と非金属とは反射した電磁波の波形で判別可能です。金属の比誘電率は、コンクリートの比誘電率より高いので、波形の上部が白の山形になり、下部が黒の山形になります。
2. 電磁誘導法
試験コイルに交流電流を流すと磁場ができ、導電性材質の表面には渦電流が発生します。その渦電流により磁場が逆方向に誘導され、電圧に変化が起こり、その変化を利用するのが、電磁誘導法を使用したウォールスキャナです。
空洞や塩ビ管などは、電磁誘導法では測定できません。電磁誘導法は、鉄筋などの磁性金属の検出に使われ、鉄筋の位置や深さの測定に利用されます。
鉄筋の径が推定できる製品もあります。最大100mm程度の深さが測定可能です。
ウォールスキャナの選び方
ウォールスキャナは、目的とする用途から構造物の種類、検知対象物の種類、検知する深さなどを確認したうえで選びます。構造物の種類は、コンクリート、木造、ブロック、レンガ、石造、湿ったコンクリートなどです。ウォールスキャナの機種により、検知可能な構造物が決められています。
また、検知対象の種類は、金属管、非金属管、木材、空洞などです。検知深さは、壁や床の表面から検知する深さを設定します。それぞれ検知可能な機種を選ぶことが大切です。
ウォールスキャナのその他情報
ウォールスキャナの使い方
壁の埋設物は、ウォールスキャナーを動かす方向と直角に埋設されている場合は、よく探知できます。したがって、対象物が棒状･線状で､垂直方向に埋設されていると想定される場合は、ウォールスキャナを水平方向にスキャンします。
また、埋蔵物が水平方向にあると予想される場合は、ウォールスキャナを垂直方向に動かして探知します。対象物がねじなどの点状であると予想される場合は、水平と垂直の両方向にスキャンして、埋設場所を特定します。
参考文献
https://www.bildy.jp/mag/concrete_detector/
https://electrictoolboy.com/media/17007/