MUSIC等の固有値解析法を用いた高分解能材料欠陥位置標定システムの開発研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15760069
• Research Institution: Kanazawa Institute of Technology
• Principal Investigator: 畝田 道雄 金沢工業大学, 工学部, 講師 (00298324)
• Keywords: MUSIC / 音響探査 / 高分解能位置標定 / 超音波探傷試験

Research Abstract

本申請研究では超音波探傷試験における材料の欠陥位置を推定する場合の高分解能化並びに高精度化を図ることを目的として,MUSICを同試験で得られる受信信号に適用するための方法を堤案するとともに,その方法を具備した高分解能欠陥位置標定システムを開発することにある.この場合,取り扱う信号は材料中を伝搬する"音波"となることから,今年度は基礎検討として,空気中を伝搬する音波の発信源を標定し得るシステム開発を行った.特に,非破壊検査を想定して,音波の発信源が信号を受信するセンサ群から近距離場にある場合を想定して検討を行ったが,得られた結果を要約すると以下の通りとなる.
1.近距離に音波源がある環境下において,その発信源位置の高分解能推定を可能にするMUSICアルゴリズムを提案するとともに,その数式化を行った.そして,アルゴリズムの基本性能をコンピュータシミュレーションによって確認した結果,高分解能非破壊試験を実現するために必要となる十分な性能を有していることを確認した.
2.上記のアルゴリズムの確認試験を,信号媒体として「音波」を用いてのモデル実験を行い,コンピュータシミュレーションで得られた結果と同等レベルでの高分解能性を得ることができた.
3.材料中の欠陥には当然幅方向の広がり,すなわち大きさを有していることから,音波が広がりを有して伝搬する際における音波源の位置標定性能をコンピュータシミュレーション,並びに音源を用いたモデル実験により確認し,その結果,広がりを有する音波源の場合には,その中心座標が高精度に標定されることを明らかとした.

Research Products

• [Publications] 畝田道雄, 石川憲一: "MUSICアルゴリズムを用いた近距離音源の高分解能位置推定法に関する研究"精密工学会誌. 70,4. 538-542 (2004)
• [Publications] 畝田道雄, 石川憲一: "Location Finding Characteristics of Spread Sound Sources by means of MUSIC Algorithm"Proceedings of ICA (International Congress on Acoustics) 2004. I-751-I-754 (2004)
• [Publications] 畝田道雄, 石川憲一: "A Proposal of MUSIC Algorithm for Short-Range Signal Sources and the Application for the Location Finding"Proceedings of ATEM'03(Advanced Technology on Experimental Mechanics). GSW0132 (2003)
• [Publications] 畝田道雄, 石川憲一: "MUSICアルゴリズムを用いた近距離音源の高分解能位置推定に関する研究"2004年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集. 641-642 (2004)
• [Publications] 畝田道雄, 石川憲一: "MUSICアルゴリズムを用いた音響発信源の位置推定技術"日本機械学会第2回評価・診断に関するシンポジウム講演論文集. 47-51 (2003)
• [Publications] 畝田道雄, 石川憲一: "MUSICによる近距離信号源の発信源位置推定法に関する研究-センサ間の振幅・位相偏差とその補償処理-"2003年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集. 514 (2003)