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管内伝播マイクロ波の最適化によるクラックレーダーの実現

Research Project

Project/Area Number 18J20649
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Nuclear engineering
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

片桐 拓也  東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2020: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2019: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywords非破壊検査 / マイクロ波 / 信号処理 / 配管 / 反射波 / 飛行時間 / モード変換 / 金属配管
Outline of Annual Research Achievements

本年度は主として、マイクロ波を用いたクラックレーダーに関する重要な未解決課題である複数きずの検出性について検討した。配管内に減肉が2つある場合、周方向割れが2つある場合、軸方向割れが複数ある場合の配管を想定し、TM01モードまたはTE01モードのマイクロ波を用いてそれぞれの検出性を評価した。複数の減肉および複数の周方向スリット(模擬割れ)がある場合の体系については、TM01モードのマイクロ波を用いるた場合、単一のきずが後方にあるきずからの反射信号にもたらす影響は極めて小であり、検出性に大きな影響を与えないことが確認された。また複数の軸方向スリットがある場合についてTE01モードのマイクロ波を用いて測定した結果においても、スリット後方に存在するスリットからの明瞭な信号を獲得した。ただし、TM01モードに比してTE01モード発振用に用いるプローブの変換特性は良好ではなく(モードの単一性が低く)、ピークの前後にノイズのような波形が見られた。以上の検討より、複数減肉、複数周方向割れ、複数軸方向割れがある場合のいずれにおいても、マイクロ波クラックレーダー技術を用いて検出が可能となること、配管減肉および周方向割れについては従来の信号処理においても高精度な評価が可能であることが示された。またこれらの検討のほか、曲がり部のある配管の側面からTM01モードのマイクロ波を入射することを想定した検討も行い、管内のきずからの信号が獲得可能であることを示した。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2021 2020 2019 2018 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Demonstration of detection of the multiple pipe wall thinning defects using microwaves2021

    • Author(s)
      Takuya Katagiri, Guanren Chen, Noritaka Yusa, Hidetoshi Hashizume
    • Journal Title

      Measurement

      Volume: 175 Pages: 109074-109074

    • DOI

      10.1016/j.measurement.2021.109074

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Design of a dual-port, side-incident microwave probe for detection of in-pipe damage2020

    • Author(s)
      Guanren Chen, Takuya Katagiri, Noritaka Yusa, Hidetoshi Hashizume
    • Journal Title

      Measurement Science and Technology

      Volume: 31 Issue: 12 Pages: 125001-125001

    • DOI

      10.1088/1361-6501/ab9acc

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Investigation of the Effect of a Bend on Pipe Inspection Using Microwave NDT2020

    • Author(s)
      Guanren Chen, Takuya Katagiri, Haicheng Song, Noritaka Yusa, Hidetoshi Hashizume
    • Journal Title

      NDT&E International

      Volume: 110 Pages: 102208-102208

    • DOI

      10.1016/j.ndteint.2019.102208

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Detection of cracks with arbitrary orientations in a metal pipe using linearly-polarized circular TE11 mode microwaves2019

    • Author(s)
      Guanren Chen, Takuya Katagiri, Haicheng Song, Noritaka Yusa, Hidetoshi Hashizume
    • Journal Title

      NDT&E International

      Volume: 107 Pages: 102125-102125

    • DOI

      10.1016/j.ndteint.2019.102125

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Proposal of a TEM to TE01 mode converter for a microwave nondestructive inspection of axial flaws appearing on the inner surface of a pipe with an arbitrary diameter2019

    • Author(s)
      Takuya Katagiri, Kota Sasaki, Haicheng Song, Noritaka Yusa and Hidetoshi Hashizume
    • Journal Title

      International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics

      Volume: 59 Issue: 4 Pages: 1527-1534

    • DOI

      10.3233/jae-171144

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 複数モードのマイクロ波を利用した金属配管内表面のきず位置推定手法の高精度化2019

    • Author(s)
      片桐拓也, 陳冠任, 遊佐訓孝, 橋爪秀利
    • Organizer
      第16回日本保全学会学術講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of a signal processing method for metal pipe inspection using multi-mode microwaves2019

    • Author(s)
      Takuya Katagiri, Guanren Chen, Noritaka Yusa, Hidetoshi Hashizume
    • Organizer
      The 24th International Workshop on Electromagnetic Nondestructive Evaluation
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Experimental Verification of a TE01 Mode Converter to Locate a Crack in a Metal Pipe2019

    • Author(s)
      Takuya Katagiri, Guanren Chen, Noritaka Yusa, Hidetoshi Hashizume
    • Organizer
      The 19th International Symposium on Applied Electromagnetics and Mechanics
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] TEモードを用いた金属配管内壁のき裂の検出性評価2019

    • Author(s)
      片桐 拓也
    • Organizer
      第22回磁粉・浸透・目視部門・電磁気応用部門・漏れ試験部門合同シンポジウム「表面探傷技術による健全性診断、品質検査」
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Nondestructive testing using TE mode microwaves in the light of long-range pipe inspection2018

    • Author(s)
      Takuya Katagiri
    • Organizer
      The 23rd International Workshop on Electromagnetic Nondestructive Evaluation (ENDE2018)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Remarks] 橋爪・伊藤・江原・程研究室ホームページ

    • URL

      http://web.tohoku.ac.jp/hashizume_fan_club/

    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-05-01   Modified: 2024-03-26  

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