2023 Fiscal Year Annual Research Report
Study on influence of standing waves on ultrasound-excited thermographic non-destructive inspection and its suppression method
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21K04550
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
石川 真志 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 講師 (10635254)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小山 昌志 明星大学, 理工学部, 准教授 (00453829)
西野 秀郎 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (50316890)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 非破壊検査 / 赤外線サーモグラフィ / 超音波 / 定在波 / き裂 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、き裂などの閉口欠陥の検出に有効であることが知られている超音波励起サーモグラフィ法による非破壊検査に注目し、特に検査時の超音波伝搬の過程で検査対象物内に生じる定在波による検査への影響について、波動伝搬の観点から検討すること、およびその影響を低減する手法を提案することを目的とした。
初年度および２年度目には、主に平板形状および円筒形状の対象物に対する検査を想定し、対象物中を伝搬する超音波についての詳細検討を行った。その結果、検査時に対象物内を伝搬する超音波は、平板の場合はA0モードラム波、円筒の場合はFモードガイド波であることが確認され、これらの伝搬によって生じる定在波の分布が対象表面に発熱分布（定在波発熱）として発生することが確認された。この定在波発熱の存在は欠陥部発熱の検知に際して障害となることから、複数位置を加振して得られた複数枚の熱画像を加算平均することによる定在波発熱の低減手法を提案し、この効果を実験的に確認した。
これらの結果を踏まえ、最終年度では、まず検査時に生じるガイド波の波長を考慮し、２波の重ね合わせによる定在波発熱の除去を試みた。定在波発熱の低減に一定程度効果があることが確認されたものの、欠陥が存在する場合には欠陥－加振点間での定在波も発生するなど、その影響を完全に除去することは困難であった。一方で、複数位置加振とそれらの画像平均が効果的であったことから、これを簡便に実施するための装置系を試作した。３本の超音波加振機を備えた装置系を用意し、これによる複数位置加振と画像平均による効果を検証し、定在波発熱の低減が可能であることが確認された。
以上より、本研究では超音波励起サーモグラフィ法による検査時に励起される超音波について、その詳細を明らかにするとともに、得られた知見をもとに、検査時に生じる定在波発熱の低減方法を提案し、その効果を確認した。
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