2016 Fiscal Year Research-status Report
非接触音響探査法の欠陥検知アルゴリズム改善に関する研究
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15K06195
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| Research Institution | Toin University of Yokohama |
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Principal Investigator |
杉本 和子 桐蔭横浜大学, 工学(系)研究科(研究院), 客員研究員(移行) (60642171)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉本 恒美 桐蔭横浜大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授(移行) (80257427)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 欠陥検出アルゴリズム / 非接触音響探査 / コンクリート内部欠陥 / レーザドップラ振動計 / 長距離音響放射装置 / たわみ振動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
コンクリート構造物の内部欠陥を非接触非破壊で計測するために，長距離音響発生装置(LRAD)を用いて計測対象のコンクリート面を音響加振する時，内部欠陥を内在するコンクリートは共振周波数でたわみ振動を生じる現象を示すので，レーザドップラ振動計(SLDV)を用いて振動速度データを２次元格子点上で計測する。S/Nを改善するために，時間周波数ゲート処理を施した後，振動エネルギー比とスペクトルエントロピーを組み合わせた欠陥検出アルゴリズムを得られたデータに適用して，欠陥部・健全部・計測不良点を識別する。大きさや深さの異なる円形空洞試験体による実験を行い，欠陥検出アルゴリズムを適用して効果を検証してきた。加えて，トンネルや橋梁といった実コンクリート構造物の測定を行い，より複雑な欠陥部に対する本手法の有効性を検討した。その結果，欠陥部の検出にはコンクリート健全部の定量的評価が不可欠であることが分かってきた。コンクリートは，経年劣化や骨材組成によって健全部の状態が微妙に異なる。健全部と欠陥部との間のグレーゾーンを見極めるのに，我々の測定手法から得られる音響学的特徴量の分布を統計解析し，コンクリート健全部を抽出し，統計評価できる可能性が明らかになってきた。これらの副産物として，コンクリートの硬さや経年劣化等，コンクリートの状態評価の全く新しい指標として，我々の非接触非破壊計測による音響学的特徴量が有効に働く可能性がある。コンクリート健全部の評価は，内部欠陥を判定する時の有益なデータにもなる。これらの成果を，国内では，日本音響学会，土木学会等で講演発表を行い，海外では，非破壊検査の国際会議・日米音響学会ジョイントミーティングで講演発表を行い，国内や海外の研究者とディスカッションを行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
２年目の計画通り，年度予算より円形剥離試験体を作成した。剥離欠陥は，空洞欠陥とは違ったデータを得られる可能性があり，第１回の非接触音響探査法による測定を行い，現在，データ解析を行っているところである。剥離欠陥と健全部との差異を，得られた音響学的特徴量から検討し，コンクリート実構造物の測定データを解析する基礎データとなるように準備している。また，コンクリートの内部欠陥を検出するアルゴリズムを改善するために役立つものとなることが期待される。２年目は，コンクリート実構造部（トンネル・橋梁など）の測定を行い，異なったタイプのコンクリートや測定条件（遠距離など）で幾つかのデータが得られた。それらの実構造物のデータに対して，健全部の抽出評価と，欠陥部の検出アルゴリズムを融合させて，幾つかの異なる計測対象に，最適化・特化させた欠陥検出アルゴリズムを検討していく方向で進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
３年目は，今までの蓄積データ（円形空洞試験体・円形剥離試験体・コンクリート実構造物）に対して，コンクリート健全部の抽出評価という統計解析も含めた，欠陥検出アルゴリズムを構築しながら，始めに提案した振動エネルギー比とスペクトルエントロピーを組み合わせた欠陥検出アルゴリズムを進化させて，コンクリート実構造物の実情に適用しやすい形にしていきたいと考えている。
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| Causes of Carryover |
予算に計上していたコンクリート試験体の製作費用が，想定した費用より若干安く収まったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
最終年度で，実験のデータ処理・分類整理する必要があるため，保存用ハードディスク等を購入する予定である。
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