ウェーブレットを利用した超音波波形解析による材料損傷評価

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10875143
• Research Institution: University of Toyama
• Principal Investigator: 西野 精一 富山大学, 工学部, 講師 (00218174)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡根 正樹 富山大学, 工学部, 助手 (90262500) ; 塩澤 和章 富山大学, 工学部, 教授 (90019216)
• Keywords: 超音波 / 損傷評価 / ウェーブレット解析 / 欠陥評価 / 減衰率 / 音速

Research Abstract

近年,火力発電プラントは設計寿命である10万時間を越えて運用されるプラントが多く,プラントの安全性と経済性の両面から強度部材の損傷の程度や余寿命を非破壊的に診断する技術の開発が重要な課題とされている.本研究はウェーブレット解析を超音波波形解析に応用した時間一周波数解析により,材料の劣化によって発生した内部欠陥の大きさおよび位置同定の可能性について検討し,非破壊検査およびクリープ余寿命診断手法を開発することを目的とする.
本年度はウェーブレットを利用した超音波波形解析の基礎的検討を行うため,人工的な欠陥材としてAl-Si粉末を焼結した種々の空孔率(20%〜0%)の材料を用い超音波波形を計測しウェーブレット解析を行った.超音波の発信・受信装置には日本パナメトリクス社製のMODEL 5900PRを用い,反射波の波形をデジタルオシロスコープMODEL 9350を用いて計測した.なお,超音波の探触子には20MZおよび10MHzのものを用いた.
本年度の研究の結果,超音波の底面反射波は空孔率の増加に伴い,減衰率が増加し,音速が低下することが明らかとなった.また,底面反射波を離散ウェーブレット変換(マザーウェーブレット:Daubechies)および連続ウェーブレット変換(マザーウェーブレット:Gabor)することにより,空孔率の増加に伴い反射波の周波数(重心周波数)が低周波数側へ変化すること,および,減衰率の周波数依存性が明らかとなった.また,底面波以外の欠陥等からの反射波(ノイズ)をウェーブレット変換した結果,空孔率の増加に伴い,ノイズエネルギの増加が認められた.