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赤外線サーモグラフィ試験における検査精度向上のための放射率ムラ補正

Research Project

Project/Area Number 23K04323
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 25020:Safety engineering-related
Research Institution防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群)

Principal Investigator

小笠原 永久  防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 教授 (60262408)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山田 浩之  防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 准教授 (80582907)
Project Period (FY) 2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2025: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywords赤外線サーモグラフィ試験 / 放射率 / 偏光 / 最適化 / 角度依存性 / 消衰係数 / 天空放射 / 建築構造・材料 / 保全技術 / 非破壊検査 / 赤外線サーモグラフィ
Outline of Research at the Start

放射率の測定方法はJISに纏められている.それらは,分離黒体法,反射法,熱量法に分かれている.既に確立された技術であり,研究の動向としては,測定温度域や波長範囲を拡大するためのものが主流となっている.しかしこれら手法は,FT-IRや黒体炉などの精密機器を用いて,正確に測定されることに主眼を置いており,実用環境条件下において実製品を対象とした測定ができるかの着眼はない.本研究の提案手法が確立されれば,現場で活用できる放射率測定手法となり,効果的・効率的な非破壊検査を進めることができるため,社会的な意義は大きい.

Outline of Annual Research Achievements

本研究は,赤外線サーモグラフィ試験において誤差要因となり得る,測定対象物の放射率ムラを補正することを目的としている.赤外線サーモグラフィ装置に赤外線偏光フィルターを取り付け測定し,場所ごとの放射率を測定し,補正に利用する.
本年度は,主に(1)偏光理論に基づく放射率決定手法の構築,(2)点計測における放射率測定方法の確立,(3)赤外線サーモグラフィ試験における放射率の重要性の情報収集を実施した.
(1)偏光理論に基づく放射率決定手法の構築に関しては,偏光理論について調査を行い,消衰係数を無視した絶縁物用の近似理論式による理論体系の構築と,消衰係数も含んだ形のすべての材料を対象とする厳密理論式による補正を実施した.表計算ソフトによる,屈折率と消衰係数を変数とした,実験値に対する放射率の最適化アルゴリズムを構築した.
(2)点計測における放射率測定方法の確立については,既存の赤外線サーモグラフィ装置を利用して,対象物の偏光放射特性を利用した方法と,偏光反射特性を利用した2種類の放射率測定手法を構築した.特に偏光反射特性を利用した方法では,天空放射を利用することで,外乱の少ない計測が行えることが示された.本手法には,偏光放射率の角度依存性を利用している.
(3)非破壊試験および実験力学に関する学会に参加し,赤外線サーモグラフィ装置の利用に関する情報収集を行うとともに,今年度までの研究に関する発表を行った.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

交付申請書に記載した研究の目的に対し,ほぼ予定通りの研究を行い,満足のいく結果が得られている.

Strategy for Future Research Activity

前年度に構築した放射率決定手法の最適化アルゴリズムを,単点測定から二次元測定の条件に改良する.また,二次元測定方法の構築も実施する.

Report

(1 results)
  • 2023 Research-status Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2024 2023

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] 透過のない絶縁物の偏光放射特性を利用した赤外線放射率測定法2023

    • Author(s)
      小笠原 永久,斉藤 順哉,山田 浩之
    • Journal Title

      非破壊検査

      Volume: 72 Pages: 269-275

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] RC造シェルターの噴石衝突損傷に対する赤外線サーモグラフィ試験2024

    • Author(s)
      小笠原 永久,山田 浩之,加藤 志乃,佐々木 寿
    • Organizer
      RC部門赤外線サーモグラフィ部門合同ミニシンポジウム
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] PVAアセトン溶液を用いたアクティブサーモグラフィ法2023

    • Author(s)
      小笠原 永久,辻 渉人,山田 浩之,松田 裕行
    • Organizer
      日本非破壊検査協会2023年度秋季講演大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Infrared emissivity measurement using polarized reflection characteristics of the material2023

    • Author(s)
      Nagahisa Ogasawara, jyunya Saito, Hiroyuki Yamada
    • Organizer
      The Advanced Technology in Experimental Mechanics 2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2023-04-13   Modified: 2024-12-25  

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