2023 Fiscal Year Annual Research Report
コンクリート内部損傷の遠隔3D検査を実現するドライアイス衝突式レーザアレイ映像法
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21H04592
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
小原 良和 東北大学, 工学研究科, 教授 (90520875)
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| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2025-03-31
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| Keywords | 非破壊評価 / 超音波 / 3D映像化 / レーザ走査 / 遠隔計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大震災・豪雨など自然災害が頻発する昨今、安全・安心な社会の実現は国民最大の関心事だが、社会インフラの安全性保証・長寿命化において、高精度な非破壊評価技術の確立は最重要課題である。しかし、高度経済成長期に建造され経年劣化したトンネル・橋梁・高速道路などのコンクリート構造物は金属よりはるかに不均質・高減衰であり、検査対象領域が膨大、かつ、粗面への対応も求められることから、非破壊計測分野における最難関課題である。そこで本研究では、ドライアイス衝突による高効率の超音波発生技術と粗面・広範囲計測可能な赤外レーザスキャン技術（超多素子レーザ走査アレイ）の融合により、コンクリート内部欠陥を遠隔から3Dで可視化する世界初の高分解能超音波映像法の創出に挑戦する。これにより、内部欠陥の3D形状に基づく新たな効率的維持管理と実構造物の欠
陥発生機構解明に新たな道筋を作ることを目的とする。今年度は下記3項目を実施した。
[1]小型固体衝突による低周波の大振幅超音波発生技術の開発：前年度に得られた、大振幅かつ100kHzを超える周波数の発生が可能である知見に基づき、プロトタイプへの実装を開始した。
[2]映像化アルゴリズムの高度化と実装：遅延則に基づきシフト加算に基づく3D映像化アルゴリズムに加えて、モード変換を利用したマルチモード映像化や欠陥からの3D超音波散乱解析アルゴリズムを導入し、映像化装置への実装を開始した。
[3]実証用のコンクリート試験体の作製：昨年度の作製した試験片に加えて、鉄筋コンクリート試験片やその腐食模擬試験片を作製した。
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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
小型固体衝突による低周波の大振幅超音波発生技術の開発、映像化アルゴリズムの高度化と実装、および、実証用のコンクリート試験体の作製が順調に進んでいるため。
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| Strategy for Future Research Activity |
計画通り、小型固体衝突による低周波の大振幅超音波発生技術の開発、映像化アルゴリズムの高度化と実装を進め、コンクリート試験体でその有効性を実証する。
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