Study on influence of standing waves on ultrasound-excited thermographic non-destructive inspection and its suppression method

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K04550
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 25010:Social systems engineering-related
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: ISHIKAWA Masashi 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 講師 (10635254)
• 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)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 非破壊検査 / 赤外線サーモグラフィ / 超音波 / 定在波 / き裂

Outline of Final Research Achievements

Undesired heat patterns observed via ultrasound-excited active thermography inspection, which can degrade defect detection capability of the method, was focused on in this study; their cause and techniques to suppress the heat pattern were studied. Experimental and numerical results showed that the undesired heat patterns were caused by propagation of guided waves in inspected objects (A0-mode Lamb waves and F-mode guided waves for plate- and cylindrical-shaped objects, respectively), and that the pattern could be suppressed by averaging multiple thermal images obtained by changing ultrasound-excited positions. The findings of this study should provide fundamental knowledge to improve the inspection capability of ultrasound-excited thermography method and for the future development of more effective nondestructive inspection techniques.

Free Research Field

非破壊検査、赤外線サーモグラフィ

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

超音波励起サーモグラフィ検査は、他の非破壊検査技術での検査が困難な閉じたき裂やキッシングボンドなどの閉口欠陥の検出に有望であることが知られている。一方で、検査時に生じる定在波発熱により、検出すべき欠陥部発熱と定在波発熱との識別が困難となり得ることも確認されている。本研究では、定在波発熱の発生要因を波動伝搬の観点から明らかにし、その知見をもとに定在波発熱の低減手法に関する一案を提案した。これらの成果は、超音波励起サーモグラフィ検査の更なる検査能力向上に向けた検査手法・データ処理手法の最適化の上での基礎知見となると考えられ、閉口欠陥に対する将来的な高精度検査技術の確立に資する成果であると考える。