2013 Fiscal Year Annual Research 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, 学際科学フロンティア研究所, 准教授 (80325943)
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| Keywords | 高温計測 / 非破壊評価 / 計測システム / プロセス / 電磁超音波試験 |
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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。本研究では、１０００度までの高温環境を目標に、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した。その結果以下の成果を得た。
1.１０００℃以上の高温に耐える電磁超音波プローブを試作するために、バイアス磁場の励磁方法を検討した。バイアス磁場源は空芯コイルと高圧パルス電源から構成され、200A程度のパルス電流を流した。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､パルス磁場源と同期して超音波試験を行うシステムを構築した。
2.電気炉を用いた高温環境試験を行い、５００℃におけるパルスエコー信号を確認した。また、信号処理法について検討を行い、高温環境におけるノイズ処理法を検討した。
3.水と氷との２相からなる系に対して、電磁超音波試験を行い、固・液界面の位置計測を、本システムを用いて行い、有効性を確認した。
平成２５年度は、特に電気炉を用いた高温環境試験において、信号処理法を検討するとともに、水と氷との２相からなる系に対して、電磁超音波試験を行い、固・液界面の位置計測を、本システムを用いて行い、有効性を確認した。
以上の研究により、電磁超音波試験を用いた金属加工プロセスの高温計測に必要な要素研究を行った。これらの知見を組み合わせることにより、本研究の目標である金属の凝固過程の可視化は可能であると考えられる。
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