| Project/Area Number |
19K04414
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 21030:Measurement engineering-related
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| Research Institution | Toin University of Yokohama |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉本 恒美 桐蔭横浜大学, 工学研究科, 教授 (80257427)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 非接触音響探査法 / 非破壊検査 / Spatial Spectral Entropy / 空間スペクトルエントロピー / SSE / SSE解析 / 共振周波数 / レーザドップラ振動計 / Spatial spectral entropy / 欠陥検出 / LRAD / 共振周波数の検出 / 共振周波数検出 |
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| Outline of Research at the Start |
日本では，高度成長期のコンクリート構造物が経年劣化し，維持管理の社会的要請が高まっている。コンクリート構造物の内部欠陥の定量的検査法として，遠隔(5-33m)から音波照射加振とレーザドップラ振動計を用いた非接触音響探査法を研究してきた。２つの音響特徴量を用いた欠陥検出アルゴリズムや，コンクリート健全部の統計評価に基づく欠陥検出法を提案し検証してきた。今回，空間スペクトルエントロピー (SSE: Spatial Spectral Entropy) という解析手法を提案し，内部欠陥の共振周波数を自動検出する。従来方法に，SSE解析を組み合わせれば，よりロバストな欠陥検出アルゴリズムが可能となる。
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| Outline of Final Research Achievements |
The non-contact acoustic inspection method is a technology that performs non-destructive inspection without contact and remotely to detect and visualize internal defects in composite materials, especially concrete. In the experimental method, the object is forced to vibrated with airborne sound waves in the audible range, and a scanning laser Doppler vibrometer is used to measure the two-dimensional vibration velocity distribution on the target plane. As a data analysis method, 'Spatial Spectral Entropy (SSE)' is proposed, which detects the resonance frequency due to the internal defect on the measured plane and the resonance frequency due to a laser Doppler vibrometer, and can distinguish between the two. By narrowing down the visualization frequency to the resonance frequency band detected by the SSE analysis and visualizing it, various noises can be reduced and an acoustic internal defect image that can distinguish between the defective part and a healthy part can be obtained.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
Shannon's entropyの原理に基づくSSEを用いれば，面的波動計測データから，周波数空間上の物理量分布を見分けられ，学術的意義が大きい。音響探査では，対象面の内部欠陥の共振周波数およびレーザドップラ振動計のヘッドの共振周波数の検出ができ，両者を識別できる。
近年、橋梁やトンネル等のコンクリート構造物の劣化が社会問題となり、その点検・補修・更新が重要である。本手法では，遠隔から内部欠陥の検出が可能で，高所足場の設置が必要ない上，熟練者による経験と判断に依存する叩き点検と異なり，定量的データの取得・解析ができる。少子化に伴う叩き点検の後継者不足の解決にも繋がるため，社会的意義が大きい。
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