2012 Fiscal Year Research-status Report
超高温電磁超音波アレイセンサによる金属凝固過程の可視化
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24656080
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
高木 敏行 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (20197065)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
内一 哲哉 東北大学, 流体科学研究所, 准教授 (70313038)
三木 寛之 東北大学, 国際高等研究教育機構 学際科学フロンティア研究所, 准教授 (80325943)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 非破壊評価 / 計測システム / プロセス / 高温計測 |
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| Research Abstract |
金属の凝固過程は，鋳造，溶接等の様々な金属加工プロセスの信頼性に大きな影響を及ぼすため，その現象の把握と予測が重要であるが，現在までのところ凝固過程を直接可視化する手法は確立していない．電磁超音波探触子(EMAT)は非接触での検査が可能であることから, 高温環境での使用に適しているといえる．本研究では，1300℃までの高温環境に耐えうる電磁超音波プローブを試作し，これを用いたアレイプローブにより金属の凝固過程を可視化する手法を構築することを目的とする．
平成２４年度は，バイアス磁場源の空芯コイルと励磁・検出コイルから構成される高温電磁超音波プローブを試作した材料選定と基礎試験を重ねた結果，両コイルは巻線として耐熱Ni-Cu系導線を用い，耐熱セラミクス系ボンドで固定した．バイアス磁場源のコイルには，高圧パルス電源を用いて200A程度の電流を流した．励磁・検出コイルをEMAT用高出力パルサーレシーバーに接続し，超音波試験を行った結果，高温域でのパルスエコー信号の取得に成功した．さらに，鋼材の音速の温度依存性を評価し，パルスエコー波形の妥当性を検証した．また，プローブの７００℃までの耐熱性を確認した．また，室温にてプローブの指向性を評価し，ビームの広がりなどを実測し，今後の課題を整理した．
本研究においては，高温プローブを用いたアレイシステムによるCTの検討を行う．このために，超音波アレイシステムの設計を行い，設計の検証を行った．
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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
本年度予定していた主要な研究項目である，高温環境での使用が可能なEMATの開発がほぼ完了した．すなわち,空芯ソレノイドコイルをバイアス磁場源としたEMATを試作し, 超音波厚さ試験を行うことができた．信号の振幅は小さいが, 正確な反響信号を確認することができた.今後はより明確な信号を検出できるためのEMATの改良を行う.
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度予定していた主要な研究項目である，高温環境での使用が可能なEMATの開発がほぼ完了した．すなわち,空芯ソレノイドコイルをバイアス磁場源としたEMATを試作し, 超音波厚さ試験を行うことができた．信号の振幅は小さいが, 正確な反響信号を確認することができた.今後はより明確な信号を検出できるためのEMATの改良を行う.
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
次年度使用額は、当初計画していた人件費を次年度の数値解析システムに変更したことにより生じたものであり、次年度以降に実施する超音波アレイシステムのために必要な経費の一部として、平成25年度請求額と合わせて使用する予定である。
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Research Products
(2 results)
