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2023 Fiscal Year Annual Research Report

ピエゾ極限センサを用いたインフラ構造物の簡易自律型健全性モニタリングシステム

Research Project

Project/Area Number 20H00290
Research InstitutionAkita Prefectural University

Principal Investigator

下井 信浩  秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (10300542)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 菅野 秀人  秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (20336449)
CUADRA CARLOS  秋田県立大学, システム科学技術学部, 准教授 (30302194)
中正 和久  山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (40780242)
木村 祥裕  東北大学, 工学研究科, 教授 (60280997)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
KeywordsInfrared thermography / Nondestructive / Spalling prediction / Reinforcement, / Health monitoring
Outline of Annual Research Achievements

橋梁のコンクリート橋脚の壁面や高層ビルのタイル張り壁面,特にトンネル内壁の劣化による天井からのコンクリート片の落下防止を対象とした技術開発を検討した.長波長域の比較的安価な赤外線カメラを用いた計測条件に左右されない技術を構築し,簡便な計測方法でコンクリートクラックや欠損,壁面の浮きなどを測定する方法について検証した.本樹脂センサをコンクリート壁面に塗布しておくと,クラック等が生じた際にはゲル状樹脂に含まれるアルミ粉体が欠損内部に流動して集中する.これにより,壁面が太陽光で保温されている時にはアルミ粉体の赤外線放射と大気との温度差を起因として欠損部が強調され,赤外線カメラにより計測可能となる.また,壁面から太陽光による熱放射がない場合でも,アルミ粉体からの放射冷却効果による壁面との温度差から同様に欠損部を発見することが可能である.他方,コンクリート構造物の欠損部から雨水が流入し,室内に流れ込んで雨漏りの原因となり劣化を早めるという報告がある.本ゲル樹脂センサは,樹脂と金属の比重差によってクラック内部や欠損部に流動することから欠損部の補修効果も備えており,雨水の侵入を防ぐことができる.ゆえに,本計測方法は,コンクリート壁面の欠陥計測とその予防工を兼ねた計測技術といえる.本論文では,本計測技術の検証のために鉄筋コンクリート試験体の破壊試験を実施し,本ゲル樹脂センサによる赤外線熱画像の計測効果とクラックの応急補修能力結果について報告する.

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (10 results)

All 2023

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 4 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Preventive Work and Health Monitoring for Technology by Cracks of Concrete Surface Using Coating Type Resin Sensor2023

    • Author(s)
      Nobuhiro Shimoi, Yu Yamauch, Kazuhisa Nakasho,
    • Journal Title

      International Journal of Sensors and Sensor Networks.

      Volume: Vol. 11, No. 1 Pages: 1-10.

    • DOI

      10.11648/j.ijssn.20231101.11

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Structural Damage Detection Technique of Secondary Building Components using Piezoelectric Sensors2023

    • Author(s)
      Atsushi Suzuki, Wang Liao , Daiki Shibata , Yuki Yoshino, Yoshihiro Kimura and Nobhiro Shimoi,
    • Journal Title

      Buildings 2023

      Volume: Vol.13, No.2368 Pages: 1-19

    • DOI

      10.3390/buildings13092368

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 変位計測用ピエゾ複合センサのベース板厚と形状変化によるセンサ出力の比較2023

    • Author(s)
      下井信浩, 中正和久
    • Journal Title

      計測自動制御学会論文集

      Volume: Vol.59,No.7, Pages: 321-329

    • DOI

      10.9746/sicetr.59.321

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] ピエゾ接合センサを用いた変位計測におけるセンサ出力評価とFEM解析2023

    • Author(s)
      SHIMOI Nobuhiro、NAKASHO Kazuhisa、CUADRA Carlos
    • Journal Title

      Transactions of the JSME (in Japanese)

      Volume: 89 Pages: 22~00181

    • DOI

      10.1299/transjsme.22-00181

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] IR画像処理用樹脂を用いたコンクリート表面のクラック計測とその予防工技術の開発2023

    • Author(s)
      下井 信浩、中正 和久、山内 悠
    • Journal Title

      構造物の安全性および信頼性:構造物の安全性・信頼性に関する国内シンポジウム(JCOSSAR)論文集

      Volume: 10 Pages: 72~78

    • DOI

      10.60316/jcossar.10.0_72

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Preventive Work and Health Monitoring for Technology by Cracks of Concrete Surface Using IR Camera and Resin Sensor2023

    • Author(s)
      Nobuhiro Shimoi1,, Yu Yamauchi1and Kazuhisa Nakasho
    • Organizer
      The 13th TSME International Conference on Mechanical Engineering
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Web-based Structural Health Monitoring System Using Piezoelectric Joint Sensors and IoT Device2023

    • Author(s)
      Keiju Seki and Kazuhisa Nakasho and Cuadra Carlos and Nobuhiro Shimoi
    • Organizer
      2023 The 23rd International Conference on Control, Automation and Systems (ICCAS 2023)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 塗布型樹脂センサによるコンクリート表面のひび割れ防止技術と健全性のモニタリング2023

    • Author(s)
      下井信浩, 中正和久, 山内悠
    • Organizer
      Dynamics and Design Conference 2023,
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 受動回転制御可能なプロペラ推進機構の車輪移動ロボットへの適用2023

    • Author(s)
      山内悠,下井信浩,
    • Organizer
      計測自動制御学会
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 構造物用コーティング剤および赤外線による計測システム2023

    • Inventor(s)
      下井信浩・山内悠・ダウ東レ株式会社
    • Industrial Property Rights Holder
      下井信浩・山内悠・ダウ東レ株式会社
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2023-076659

URL: 

Published: 2024-12-25  

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