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ガイド波エバネッセントモードを利用した超高分解能弾性波カメラの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H02052
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 社会システム工学・安全システム
研究機関大阪大学 (2019)
京都大学 (2017-2018)

研究代表者

林 高弘  大阪大学, 工学研究科, 教授 (30324479)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2018年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2017年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
キーワードx弾性波 / 非破壊検査 / 非接触 / レーザ / 弾性波 / 画像化 / 遠隔 / レーザ超音波 / 薄板材料 / ガイド波 / 剥離 / 拡散場 / チャープ波 / 非破壊評価 / 材料力学
研究成果の概要

本研究は,レーザ光の照射により固体材料内に発生する弾性波により損傷を画像化する手法に関する研究である.コンクリートや配管などの大型構造物に対しては,可聴音程度の低周波でも損傷画像化が可能であることを示した.アルミニウム合金内の鋳巣や炭素繊維複合材料内の剥離,さらには電子部品の電極部のマイクロボイドといった小型部品の非接触画像化検査への適用に関する研究では,損傷検出能力と共振周波数の関係を明らかにし,数ミクロンのボイドの計測も可能であることを理論的に示した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

パルス状のレーザ光を薄板状材料に照射すると,弾性波が発生し,そのエネルギはレーザ照射位置の板の厚みや内在する損傷に依存する.この性質を利用すると,レーザの走査によって,コンクリート構造物の剥離やプラント内の鉄鋼構造物の内部損傷を遠隔より非接触で画像化ができる.本研究は,大型構造物の遠隔検査および小型部品の微細損傷の検出に関し,その適用可能性を示したものである.この非接触計測技術により,プラントの自動検査や製品の付加価値向上に大きく役立つ.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 6件、 招待講演 3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] 変調したレーザ光照射による弾性波制御と非接触損傷画像化への適用2020

    • 著者名/発表者名
      林 高弘
    • 雑誌名

      光アライアンス

      巻: 31 ページ: 40-44

    • NAID

      120007151419

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] レーザ照射により発生するガイド波を用いた薄板材料の損傷画像化技術2019

    • 著者名/発表者名
      林高弘
    • 雑誌名

      電気学会誌

      巻: 139 号: 5 ページ: 288-291

    • DOI

      10.1541/ieejjournal.139.288

    • NAID

      130007640908

    • ISSN
      1340-5551, 1881-4190
    • 年月日
      2019-05-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] レーザ弾性波源走査法を用いた複雑薄板構造の画像化検査2019

    • 著者名/発表者名
      林高弘,中尾章吾
    • 雑誌名

      非破壊検査

      巻: 58 ページ: 459-464

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Defect imaging for plate-like structures using diffuse field2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Hayashi
    • 雑誌名

      The Journal of the Acoustical Society of America

      巻: 143 号: 4 ページ: EL260-EL265

    • DOI

      10.1121/1.5030915

    • NAID

      120006462514

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adhesive Bond Imaging by Noncontact Measurements With Single-Sided Access2018

    • 著者名/発表者名
      Nakao Shogo、Hayashi Takahiro
    • 雑誌名

      Jounarnal of Nondestructive Evaluation , Diagnositics and Prornostics of Engineering System

      巻: 1 号: 2 ページ: 021009-021009

    • DOI

      10.1115/1.4039229

    • NAID

      120007175254

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-contact imaging of pipe thinning using elastic guided waves generated and detected by lasers2017

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Takahiro
    • 雑誌名

      International Journal of Pressure Vessels and Piping

      巻: 153 ページ: 26-31

    • DOI

      10.1016/j.ijpvp.2017.05.006

    • NAID

      120006394738

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Energy Analyses for the Imaging Technique of Bonded Regions and Delaminations in a Thin Plate2017

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Takahiro, Nakao Shogo
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 58 号: 9 ページ: 1264-1273

    • DOI

      10.2320/matertrans.M2017151

    • NAID

      130006003759

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Imaging diagnostics of plate-like structures by remote measurement of elastic waves with lasers2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Hayashi, Atsuya Maeda, Shogo Nakao
    • 学会等名
      Optics & Photonics International Congress 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Defect imaging technique using guided waves generated by laser2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Hayashi
    • 学会等名
      2018 Spring Conference of the Korean Society for Nondestructive Testing
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Remote imaging inspection for plate-like structures by scanning laser source and microphone detection2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Hayashi, Atsuya Maeda
    • 学会等名
      Laser Ultrasoncis 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Defect Imaging for plate-like structuresusing diffuse acoustic wavegenerated by modulated laser2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Hayashi, Shogo Nakao
    • 学会等名
      45th Annual Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 非接触計測による剥離の非破壊評価2018

    • 著者名/発表者名
      中尾章吾,林高弘
    • 学会等名
      2018年度日本機械学会 年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Imaging of disbond and delamination using flexural vibrations generated by laser modulation2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Hayashi, Shogo Nakao,
    • 学会等名
      IEEE International Ultrasonics Symposium 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Imaging Inspection for Delamination Using Energy Variations of Flexural Vibrations Generated by Laser2018

    • 著者名/発表者名
      Shogo Nakao, Takahiro Hayashi
    • 学会等名
      第39回 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 音響マイクロフォンを受信デバイスに利用した配管の遠隔損傷画像化2018

    • 著者名/発表者名
      林高弘,前田篤弥
    • 学会等名
      日本非破壊検査協会 平成30年度秋季講演大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Imaging NDT for plate-like structures using diffuse acoustic field2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Hayashi, Shogo Nakao
    • 学会等名
      日本非破壊検査協会 平成30年度秋季講演大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 非接触計測による薄板接着部の評価2017

    • 著者名/発表者名
      中尾章吾,林高弘
    • 学会等名
      日本非破壊検査協会 先進的非破壊検査合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Imaging of defects and adhesive objects in plate-like structures using laser generated guided waves2017

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Takahiro
    • 学会等名
      Conference & Exhibition on Non-Destructive Evaluation
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] レーザにより励起された弾性波の拡散場を利用した 複雑平板材料の非破壊評価2017

    • 著者名/発表者名
      林高弘
    • 学会等名
      日本非破壊検査協会 平成29年度第2回「超音波による非接触材料評価研究会」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] レーザ弾性波源走査法による薄板間の接着評価2017

    • 著者名/発表者名
      中尾章吾,林高弘
    • 学会等名
      日本機械学会 年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Defect imaging of a thin plate using evanescent modes of guided waves2017

    • 著者名/発表者名
      林高弘,福山美咲
    • 学会等名
      第38回 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] 振動検出装置および振動検出システム2018

    • 発明者名
      林 高弘
    • 権利者名
      国立大学法人京都大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-158984
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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