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アレイUT技術と逆散乱解析の融合による高速・高精度欠陥画像化システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18686038
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 構造工学・地震工学・維持管理工学
研究機関愛媛大学

研究代表者

中畑 和之  愛媛大, 理工学研究科, 准教授 (20380256)

研究期間 (年度) 2006 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
30,550千円 (直接経費: 23,500千円、間接経費: 7,050千円)
2008年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2007年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2006年度: 21,320千円 (直接経費: 16,400千円、間接経費: 4,920千円)
キーワード逆散乱イメージング法 / 欠陥画像化 / 非破壊検査 / アレイ探触子 / セクタ計測 / フェーズドアレイ探触子 / 逆散乱解析 / 欠陥可視化 / 超音波 / 境界要素法
研究概要

非破壊検査用のアレイ探触子の効率的な利用を目的として,金属材料中に存在する欠陥からのエコー(フルウエーブ)を基に欠陥形状を再構成する逆散乱イメージング技術の開発を行った.本年度は,アレイ探傷器(電子スキャン装置,アレイ探触子)の設計・開発と,開発したアレイ探傷器を用いて逆散乱イメージング法の計測実験による検証を行った.
1.昨年度に数値解析によって決定したアレイ探触子の素子配置パターン・ピッチ・素子長さを基に,実際にアレイ探触子を作成した.低周波用(1.5MHz)と高周波用(3MHz)の2つの探触子を作製し,これを制御する電子スキャン装置を研究協力者である日立製作所・河野尚幸研究員と共に設計・開発した.この電子スキャン装置は,汎用の製品と異なり,1素子ずつ超音波送受信が可能である.この機能は逆散乱イメージング法には不可欠なものであり,電子回路の高速制御により実現することができた.
2.上記1.で開発したアレイ探傷器を用いて逆散乱法の計測実験による検証を行った.計測実験では,欠陥エコーに含まれる電気ノイズ,探触子の周波数特性等を取り除くために,被検体平面部からの参照波計測を行った.この参照波を用いて,欠陥エコーをデコンボリューションすることによって,逆散乱イメージング法のインプットである散乱波形データを作成する方法を提案した.
計測実験の結果,欠陥エコーから金属内部の人工欠陥を再構成することができた.再構成精度は,前年度に実施した数値解析でシミュレーションした通り,現行の他の画像化手法よりも高精度であることが検証できた.また,懸念されていた欠陥エコーの振幅値であるが,セクタ計測を導入することによってゲインを増加することができ,また多方向受信によるエコーの加算平均によってノイズが低減し,結果的にかなり良好なイメージングが可能となった.

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Comparative study on ultrasonic imaging methods with array transducers2008

    • 著者名/発表者名
      Matsuoka, Nakahata, Baba, Kono, Hirose
    • 雑誌名

      Review of Quantitative Nondestructive Evaluation Vol.27(In press)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] フェーズドアレイ探触子のモデリングと欠陥エコーのシミュレーション2007

    • 著者名/発表者名
      河野, 中畑, 廣瀬
    • 雑誌名

      機械学会論文集, A編 73巻725号

      ページ: 88-95

    • NAID

      110006165234

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 逆散乱解析法の超音波フェーズドアレイ探傷への応用2007

    • 著者名/発表者名
      中畑, 上甲, 廣瀬
    • 雑誌名

      応用力学論文集 10巻

      ページ: 61-68

    • NAID

      130004257871

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] フェーズドアレイ探触子のモデリングと欠陥エコーのシミュレーション2007

    • 著者名/発表者名
      河野尚幸, 中畑和之, 廣瀬壮一
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集 A編73巻725号

      ページ: 88-95

    • NAID

      110006165234

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 3-D flaw imaging by inverse scattering analysis using ultrasonic array transducer2007

    • 著者名/発表者名
      Kazuyuki Nakahata, Takahiro Saito, Sohichi Hirose
    • 雑誌名

      Review of Quantitative Nondestructive Evaluation Vol.26

      ページ: 717-724

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Numerical simulation of scattered waves from flaws for ultrasonic array transducer2007

    • 著者名/発表者名
      Sohichi Hirose, Naoyuki Kono, Kazuyuki Nakahata
    • 雑誌名

      Review of Quantitative Nondestructive Evaluation Vol.26

      ページ: 822-829

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 超音波フェーズドアレイセンサーを用いた逆散乱イメージング法について2006

    • 著者名/発表者名
      中畑和之, 廣瀬壮一
    • 雑誌名

      計算工学講演会論文集 11巻

      ページ: 835-838

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 超音波リニアアレイ探触子のための逆散乱イメージング法の開発2006

    • 著者名/発表者名
      中畑和之, 廣瀬壮一
    • 雑誌名

      応用力学論文集 9巻

      ページ: 107-114

    • NAID

      130004258385

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] フェーズドアレイ探触子のモデリングとパルス波の伝搬シミュレーション2006

    • 著者名/発表者名
      中畑和之, 上田拓也, 河野尚幸, 廣瀬壮一
    • 雑誌名

      日本非破壊検査協会 秋季大会講演概要集

      ページ: 27-28

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] 超音波アレイ探傷実験による逆散乱イメージング法の検証2008

    • 著者名/発表者名
      松岡ちひろ, 中畑和之, 廣瀬壮一
    • 学会等名
      第15回超音波による非破壊評価シンポジウム
    • 発表場所
      東京・品川きゅりあん
    • 年月日
      2008-01-23
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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