共鳴型光音響計測法による固体試料の非破壊計測・検査法に関する基礎的研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650044
• Research Institution: Tohoku Gakuin University
• Principal Investigator: 星宮 務 東北学院大学, 工学部, 教授 (40118336)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 淡野 輝義 東北学院大学, 工学部, 教授 (50176004) ; 樋渡 洋一郎 東北学院大学, 工学部, 助教授 (30048813) ; 遠藤 春男 東北学院大学, 工学部, 教授 (20137582)
• Keywords: 光音響 / 共鳴 / 非破壊検査 / 計測法 / レーザー

Research Abstract

本研究課題では、光音響効果と音響波の共鳴現象を組み合わせた新しい共鳴型光音響法(R-PAS)を提案し、その実現のために、開管・閉管構造を有する固体試料の光音響効果による共鳴的音響モードの励振の実験を行った。
平成13年度では、長さ170mm内径6mm,の開管構造の金属管に対してレーザー・ビームの変調周波数をこの音響的共鳴周波数975Hzに共鳴させた場合のQ値は約10であった。一方、管の内壁に人為的な傷を導入した場合には、共鳴のQ値は低下した。またレーザーの変調周波数を一定に保ったままで試料金属管とレーザー・ビームとの相対的位置をスライドステージで移動させながら映像化の実験をも行い、期待される結果を得た。
平成14年度では、これまで可聴凋波数帯迄の実験、ならびに狭帯域ではあるが超音波領域での実験を行った。容量型空中超音波変換器を用いた実験はまだセンサーの入手が汎用のものを用いるのが不自由なので、十分な検討を加えるまでには至らなかった。しかし、微小な管状試料内壁に変調させた励起光を入射することで、試料の長さの精密な測定の可能性が示された。また超音波周波数域における測定においても試料の仕上がり寸法測定の検出として有効であることが期待され、燃料噴射ノズルの非破壊検査の応用への可能性が示された。

Research Products

• [Publications] K.Ishikawa, S.Kikuchi, T.Hoshiyama: "Nondestructive Evaluation of Pipe-shaped Structured Materials by the Use of Acoustic Resonance Excited by Photoacoustic Effect"Proceedings of APCFS & ATEM '01. 162-166 (2001)
• [Publications] T.Hoshiyama, K.Ishikawa, S.Kikuchi: "Resonant Photoacoustic Detection using Open-pipe Acoustic Resonance and its Applications"Analyitcal Science. Vol.17, NO.4. S469-s471 (2001)