| 研究課題/領域番号 |
19K04414
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21030:計測工学関連
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| 研究機関 | 桐蔭横浜大学 |
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研究代表者 |
杉本 和子 桐蔭横浜大学, 工学研究科, 研究員 (60642171)
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| 研究分担者 |
杉本 恒美 桐蔭横浜大学, 工学研究科, 教授 (80257427)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 非接触音響探査法 / 非破壊検査 / Spatial Spectral Entropy / 空間スペクトルエントロピー / SSE / SSE解析 / 共振周波数 / レーザドップラ振動計 / Spatial spectral entropy / 欠陥検出 / LRAD / 共振周波数の検出 / 共振周波数検出 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
日本では，高度成長期のコンクリート構造物が経年劣化し，維持管理の社会的要請が高まっている。コンクリート構造物の内部欠陥の定量的検査法として，遠隔(5-33m)から音波照射加振とレーザドップラ振動計を用いた非接触音響探査法を研究してきた。２つの音響特徴量を用いた欠陥検出アルゴリズムや，コンクリート健全部の統計評価に基づく欠陥検出法を提案し検証してきた。今回，空間スペクトルエントロピー (SSE: Spatial Spectral Entropy) という解析手法を提案し，内部欠陥の共振周波数を自動検出する。従来方法に，SSE解析を組み合わせれば，よりロバストな欠陥検出アルゴリズムが可能となる。
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| 研究成果の概要 |
非接触音響探査法は，非接触で遠隔から非破壊検査を実施し，複合材料，特に，コンクリート内部欠陥を検出し，映像化する技術である。実験方法としては，可聴域の空中音波で検査対象を加振させ，走査型レーザドップラ振動計を使って，対象面の２次元振動速度分布を測定する。データ解析法として，空間スペクトルエントロピー (SSE; Spatial Spectral Entropy) を提案し，測定面上の内部欠陥の共振周波数とレーザドップラ振動計の共振周波数を検出し，両者を識別できる。SSE解析で検出された共振周波数帯に絞って映像化すれば，様々なノイズを軽減でき，欠陥部と健全部を識別可能な内部欠陥画像が得られる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
Shannon's entropyの原理に基づくSSEを用いれば，面的波動計測データから，周波数空間上の物理量分布を見分けられ，学術的意義が大きい。音響探査では，対象面の内部欠陥の共振周波数およびレーザドップラ振動計のヘッドの共振周波数の検出ができ，両者を識別できる。
近年、橋梁やトンネル等のコンクリート構造物の劣化が社会問題となり、その点検・補修・更新が重要である。本手法では，遠隔から内部欠陥の検出が可能で，高所足場の設置が必要ない上，熟練者による経験と判断に依存する叩き点検と異なり，定量的データの取得・解析ができる。少子化に伴う叩き点検の後継者不足の解決にも繋がるため，社会的意義が大きい。
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