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2021 Fiscal Year Annual Research Report

超高強度空中超音波フェイズドアレイ波源走査法による高速広範囲計測への挑戦

Research Project

Project/Area Number 19K04931
Research InstitutionNihon University

Principal Investigator

大隅 歩  日本大学, 理工学部, 准教授 (40579413)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords空中超音波 / 非接触計測 / 高速計測 / 空中超音波フェイズドアレイ / 非破壊検査
Outline of Annual Research Achievements

本研究の研究実績の概要は,以下の通りである。令和元年度は研究実績は以下である。1)空中超音波フェイズドアレイ(Aerial Ultrasonic Phase Array:AUPA)の駆動アルゴリズムの開発:FPGAボードを利用してAUPAの駆動アルゴリズムの開発を実現できた。AUPAは100chの超音波センサで構成し、独立した制御信号を送り込めるように駆動アルゴリズムを実現した。2)100chのAUPAの試作:開発した駆動アルゴリズムのAUPAでの実証試験を行うために、100chのAUPAを試作した。3)AUPAの駆動試験:開発した駆動アルゴリズムを用いてAUPAの駆動試験を行い,任意の位置に強力な音波を照射できることを確認した。つづいて,令和2年度の研究実績は以下である。1)映像化アルゴリズムの開発:前年度に開発が完了したAUPA駆動アルゴリズムと試作したAUPAを用いて,非破壊検査を行い、欠陥を映像化するまでのリアルタイムでの映像化アルゴリズムを開発した。2)実験システムの構築:上記で構築した映像化アルゴリズムを実装する実験系システムを構築し、そのアルゴリズムを検証した。最後に令和3年度の研究実績は以下となる。1)実験試料の作成:実現場を想定した実験試料を作成した。欠陥については,表層に減肉やき裂が生じた場合を想定して,試料の深さや寸法などを各種作成した。2)映像化アルゴリズムの実証試験:上記で作成した実験試料に対して,これまでに開発した映像化アルゴリズムを搭載した実験システムで欠陥の映像化の検証を行う。なお,計測時間は,走査速度×計測点数に依存するため,欠陥対象に対する最適な計測時間についても検証し,提案手法の広範囲高速計測について現場で使用できる範囲について検証した。

  • Research Products

    (16 results)

All 2022 2021

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Visualization of defects in thin metal plates by a scanning airborne ultrasound source technique using guided waves of different frequencies2022

    • Author(s)
      Kyosuke Shimizu, Ayumu OSUMI and Youichi Ito
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ac48d4

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 空中超音波励起によるガイド波のパルス圧縮の基礎検討2022

    • Author(s)
      清水鏡介,大隅歩,伊藤洋一
    • Organizer
      電子情報通信学会
  • [Presentation] 空中超音波励起によるガイド波の分散性を考慮したパルス圧縮の基礎検討2022

    • Author(s)
      清水鏡介,大隅歩,伊藤洋一
    • Organizer
      日本音響学会
  • [Presentation] 気流中における空中超音波フェーズドアレイを用いた非破壊検査2022

    • Author(s)
      清水鏡介,大隅歩,伊藤洋一
    • Organizer
      電子情報通信学会
  • [Presentation] 空中超音波フェーズドアレイによる非線形弾性波源走査法を用いたガイド波伝搬の可視化2021

    • Author(s)
      清水鏡介,大隅歩,伊藤洋一
    • Organizer
      電子情報通信学会
  • [Presentation] GANを用いた弾性波源走査法による非破壊検査画像の判別支援システムの構築2021

    • Author(s)
      清水鏡介,大隅歩,伊藤洋一
    • Organizer
      電子情報通信学会
  • [Presentation] 非線形空中超音波励起によるガイド波の発生と欠陥イメージングへの応用2021

    • Author(s)
      大隅歩
    • Organizer
      日本非破壊検査協会
    • Invited
  • [Presentation] チャープ信号を用いた空中超音波フェーズドアレイの音波放射2021

    • Author(s)
      清水鏡介,大隅歩,伊藤洋一
    • Organizer
      電子情報通信学会
  • [Presentation] 空中超音波フェーズドアレイ弾性波源走査法を用いたガイド波伝搬による金属薄板内欠陥の可視化2021

    • Author(s)
      清水鏡介,大隅歩,伊藤洋一
    • Organizer
      日本音響学会
  • [Presentation] 気流中における空中超音波フェーズドアレイの音波放射特性2021

    • Author(s)
      清水鏡介,大隅歩,伊藤洋一
    • Organizer
      電子情報通信学会
  • [Presentation] Visualization of defects in thin metal plate using scanning airborne ultrasound source technique and dual frequency guided wave propagation2021

    • Author(s)
      Kyosuke Shimizu, Ayumu OSUMI and Youichi Ito
    • Organizer
      The 42st Symposium on Ultrasonic Electronics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 空中超音波フェーズドアレイによる弾性波源走査法を用いたガイド波伝搬による金属薄板内減肉の検出2021

    • Author(s)
      清水鏡介,大隅歩,伊藤洋一
    • Organizer
      日本非破壊検査協会
  • [Presentation] 空中超音波フェーズドアレイ波源走査法を用いた金属薄板内非対称欠陥の非破壊検査2021

    • Author(s)
      清水鏡介,大隅歩,伊藤洋一
    • Organizer
      日本音響学会・第 24 回関西支部若手研究者交流研究発表会
  • [Presentation] 空中超音波フェーズドアレイ波源走査法による減衰の大きな材料内を伝搬するガイド波の可視化2021

    • Author(s)
      清水鏡介,大隅歩,伊藤洋一
    • Organizer
      日本非破壊検査協会
  • [Book] 検査技術2022

    • Author(s)
      大隅 歩・伊藤洋一
    • Total Pages
      77
    • Publisher
      日本工業出版
  • [Book] 超音波 TECHNO2022

    • Author(s)
      大隅 歩・清水鏡介・伊藤洋一
    • Total Pages
      92
    • Publisher
      日本工業出版

URL: 

Published: 2022-12-28  

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