アクティブスマートセンサを用いた大型構造物のガイド波検査

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K12473
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 林 高弘 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30324479)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 非破壊検査 / レーザ超音波 / スマートセンサ

Outline of Annual Research Achievements

遠隔に設置された被検査対象物にレーザパルスを照射することにより弾性波を励振させ，その弾性波を被検査対象物に設置した小型のセンサにより受信する遠隔計測システムの開発を行っている．小型センサにアンプや小型パソコンを接続することで，独立したスマートセンサ機能を持たせることが可能であるが，弾性波の受信のためのトリガ信号線が必要となることが，独立したスマートセンサ化の課題であった．
そこで，パルスレーザ光が対象物に照射されたときの散乱光をフォトディテクタで検出した際に得られる信号を，トリガ信号として利用する実験系を構築した．フォトディテクタで検出された信号は，用いる弾性波の周期に比べ十分小さい立ち上がり時間で検出でき，トリガ信号として有効であることが確認できた．
その後，遠隔に設置されている受信システムと，弾性波を励振するためのレーザシステムを完全に分離した計測システムを構築した．受信システムは接触型圧電トランスデューサ，アンプ，ＡＤ変換器および小型パソコンで構成され，いずれも充電池で作動できるようにした．受信システムをスレーブとし，励振用レーザ装置を制御するシステムをマスターとしてＬＡＮで接続することによって，２つのシステムが無線で接続されるようにした．このシステムを用いて，レーザ弾性波源走査法により薄板内の損傷画像を取得することに成功し，アクティブスマートセンサのプロトモデルとしての働きを確認することができた．
さらに，安定したトリガ信号取得のため高速半導体レーザを導入し，フォトディテクタ検出信号をトリガとする取り組みを始めている．

Current Status of Research Progress

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

Reason

光検出信号が弾性波受信のトリガに利用できることが示され，本テーマのメインの課題は解消されたため．

Strategy for Future Research Activity

スマートセンサデバイスを作成するため，弾性波受信とトリガ検出のパッケージ化を進める．また，対象となる薄板中の弾性波伝搬を解析し，最適なデバイスサイズを検討する．

Causes of Carryover

センサデバイスを最適化するための弾性波伝搬数値解析を行い，センサデバイス作成のための消耗品が当初予定より少なくなったため．

Expenditure Plan for Carryover Budget

本年は，主に弾性波伝搬の数値解析を進めるため，センサ消耗品費は主に次年度に利用する．