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2012 Fiscal Year Annual Research Report

マルチシグナルプローブを用いたコンクリート内部の電磁波・超音波融合画像化システム

Research Project

Project/Area Number 22360179
Research InstitutionEhime University

Principal Investigator

中畑 和之  愛媛大学, 理工学研究科, 准教授 (20380256)

Project Period (FY) 2010-04-01 – 2013-03-31
Keywords非破壊検査 / コンクリート / 電磁波 / 超音波 / 全波形サンプリング処理方式(FSAP) / 動弾性有限積分法(EFIT) / 電磁界有限積分法(EMFIT)
Research Abstract

コンクリート部材の内部きずや鉄筋の損傷等を非破壊的に評価するために,弾性波・電磁波を同時に利用して画像化する,全く新しい検査システムを開発することを目的とする.弾性波は音響インピーダンスの異なる材料から,電磁波は特性インピーダンスの異なる材料から散乱波を発生することから,それぞれの波動特性を生かした統合イメージング手法を構築する.ここでは,超音波・電磁波を送受信する素子(アンテナ)をアレイ状に配列させ,このマルチシグナルプローブを用いて波形を記録する.計測された波形は,全波形サンプリング処理方式(FSAP方式)によって,PCメモリ上で集束ビームを合成する.この集束ビームを基に開口合成法でコンクリート内部を可視化する. 本年度は以下の2項目について,検討を行った.
[1] ハード(計測)・ソフト(画像化)制御のためのプラットフォームの構築
最終的に,超音波・電磁波の画像化システムのプロトタイプ開発を予定しているため,ハード(波形計測パート)とソフト(画像化パート)の両方を一元的に制御する必要がある.ここでは,LabVIEWを用いてGUIを実装した.超音波については,波形計測・映像化までのシステムを構築し,現場で応用できるレベルまで仕上げたが,電磁波については,計測装置が特殊仕様(カスタマイズ困難)であり,計測と映像化の一元化は未整備である.
[2] 超音波・電磁波マルチシグナルプローブによる画像化の検証
超音波・電磁波の画像化システムの性能検証を行った.コンクリート供試体を作成し,内部欠陥(ボイド)の超音波可視化を行った結果,低周波アレイ探触子を用いて,骨材率50%のコンクリート中の欠陥が再構成できた.また,電磁波可視化については数値シミュレーションによる検証は終了し,現在は実験による検証を行っている.さらに,今後は,超音波・電磁波の同時に使用した映像化を予定している.

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (10 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Reconstruction of flaws in heterogeneous media using image-based FIT and time reversal approach2012

    • Author(s)
      K. Nakahata and K. Kimoto
    • Journal Title

      Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering

      Volume: Vol.6, No.6 Pages: 771-781

    • DOI

      DOI:10.1299/jmmp.6.771

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Simulation of ultrasonic and electromagnetic wave propagation for nondestructive testing of concrete using image-based FIT2012

    • Author(s)
      K. Nakahata, K. Terada, T. Kyoya, M. Tsukino and K. Ishii
    • Journal Title

      Journal of Computational Science and Technology

      Volume: Vol.6, No.1 Pages: 28-37

    • DOI

      DOI:10.1299/jcst.6.28

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] EMFITを用いた電磁波の伝搬解析とアレイアンテナを用いた鉄筋の映像化シミュレーションへの応用2012

    • Author(s)
      中畑和之
    • Journal Title

      コンクリート構造物の非破壊検査論文集

      Volume: 4 Pages: 253-262

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 低周波アレイ探触子を用いたFSAP方式によるコンクリート中の空洞欠陥の超音波映像化2012

    • Author(s)
      中畑和之
    • Journal Title

      コンクリート構造物の非破壊検査論文集

      Volume: 4 Pages: 105-114

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] GPU計算を用いたイメージベースEFITの高速化と超音波計測による解析妥当性の検証2012

    • Author(s)
      中畑和之
    • Journal Title

      土木学会論文集A2(応用力学)

      Volume: 68(2) Pages: I227-I236

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 低周波アレイ探触子を用いたコンクリート中の空隙の超音波イメージング2013

    • Author(s)
      中畑和之
    • Organizer
      超音波研究会(アコースティックイメージング、一般)
    • Place of Presentation
      東京都
    • Year and Date
      20130219-20130219
  • [Presentation] コンクリート中を伝搬する超音波のモデル化と内部ボイドのアレイ映像化に関する研究2013

    • Author(s)
      川村郡(中畑和之)
    • Organizer
      第20回超音波による非破壊評価シンポジウム講演論文集
    • Place of Presentation
      東京都
    • Year and Date
      20130128-20130129
  • [Presentation] Real-time image-based FIT simulation using GPU computing and its application to nondestructive testing2012

    • Author(s)
      K. Nakahata
    • Organizer
      6th European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering (ECCOMAS 2012)
    • Place of Presentation
      Vienna, Austria
    • Year and Date
      20120910-20120914
  • [Presentation] GPU計算による非破壊検査のための超音波イメージングの高速化2012

    • Author(s)
      中畑和之
    • Organizer
      第17回計算工学講演会
    • Place of Presentation
      京都市
    • Year and Date
      20120529-20120531
  • [Remarks] 研究紹介

    • URL

      http://www.mech.cee.ehime-u.ac.jp

URL: 

Published: 2014-07-24  

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