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超高強度空中超音波フェイズドアレイ波源走査法による高速広範囲計測への挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 19K04931
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分25020:安全工学関連
研究機関日本大学

研究代表者

大隅 歩  日本大学, 理工学部, 准教授 (40579413)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワード空中超音波 / 非接触計測 / 高速計測 / 空中超音波フェイズドアレイ / 非破壊検査 / 映像化 / 非線形音響 / 高調波 / フェイズドアレイ / 波源走査法
研究開始時の研究の概要

本研究は、空中超音波フェイズドアレイ(AUPA)による波源走査を利用した高速広範囲非破壊検査の実現を目指している。本研究は、3年計画である。1年目は、AUPAのアルゴリズムの開発と実証試験を行う。2年目は、映像化アルゴリズムの開発と実装および超高強度AUPAの開発と試験を行う。3年目では、実験試料の作成および実験試料に対する映像化アルゴリズムの実証試験を行う。

研究成果の概要

本研究は,金属製薄板材料を対象とした非接触高速非破壊検査を行うための方法として,空中超音波フェーズドアレイ波源走査法を提案し,その実現を目的とする.具体的には,まず非破壊検査用の空中超音波フェーズドアレイの設計・開発および駆動アルゴリズムの開発を行った.続いて,映像化アルゴリズムを開発し,計測システムに実装した.最後に,開発した空中超音波フェーズドアレイと映像化アルゴリズムを実装した計測システムを用いて,金属製薄板に設けた減肉部に対して実証試験を行った.

研究成果の学術的意義や社会的意義

工場プラントなどの大型構造物から航空機部品や電車車両・自動車に至るまで,金属製材料の非破壊検査は社会の安全性から品質の評価までを行う非常に重要な検査である.一方で,運行業務への影響や納品期限による検査時間の制限があるため,広範囲を高速検査できる方法が望まれている.本研究では,上記を実現できる方法として空中超音波フェーズドアレイ波源走査法を創出し,非接触高速非破壊検査について実証した.

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (36件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 図書 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Visualization of defects in thin metal plates by a scanning airborne ultrasound source technique using guided waves of different frequencies2022

    • 著者名/発表者名
      Kyosuke Shimizu, Ayumu OSUMI and Youichi Ito
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: - 号: SG ページ: SG1050-SG1050

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ac48d4

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Imaging slit in metal plate using aerial ultrasound source scanning and nonlinear harmonic method2020

    • 著者名/発表者名
      Ayumu Osumi, Kenta Yamada, Youichi Ito
    • 雑誌名

      Acoustical Science and Technology

      巻: 41 号: 6 ページ: 885-890

    • DOI

      10.1250/ast.41.885

    • NAID

      130007934259

    • ISSN
      0369-4232, 1346-3969, 1347-5177
    • 年月日
      2020-11-01
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Harmonic imaging of a defect in a flat plate using a guided wave generated by a high-intensity aerial ultrasonic wave2019

    • 著者名/発表者名
      Ayumu Osumi, Kenta Yamada, Yusuke Asada, Youichi Ito
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 58 号: SG ページ: 1-12

    • DOI

      10.7567/1347-4065/ab1a31

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 空中超音波励起によるガイド波のパルス圧縮の基礎検討2022

    • 著者名/発表者名
      清水鏡介,大隅歩,伊藤洋一
    • 学会等名
      電子情報通信学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 空中超音波励起によるガイド波の分散性を考慮したパルス圧縮の基礎検討2022

    • 著者名/発表者名
      清水鏡介,大隅歩,伊藤洋一
    • 学会等名
      日本音響学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 気流中における空中超音波フェーズドアレイを用いた非破壊検査2022

    • 著者名/発表者名
      清水鏡介,大隅歩,伊藤洋一
    • 学会等名
      電子情報通信学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 空中超音波フェーズドアレイによる非線形弾性波源走査法を用いたガイド波伝搬の可視化2021

    • 著者名/発表者名
      清水鏡介,大隅歩,伊藤洋一
    • 学会等名
      電子情報通信学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] GANを用いた弾性波源走査法による非破壊検査画像の判別支援システムの構築2021

    • 著者名/発表者名
      清水鏡介,大隅歩,伊藤洋一
    • 学会等名
      電子情報通信学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 非線形空中超音波励起によるガイド波の発生と欠陥イメージングへの応用2021

    • 著者名/発表者名
      大隅歩
    • 学会等名
      日本非破壊検査協会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] チャープ信号を用いた空中超音波フェーズドアレイの音波放射2021

    • 著者名/発表者名
      清水鏡介,大隅歩,伊藤洋一
    • 学会等名
      電子情報通信学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 空中超音波フェーズドアレイ弾性波源走査法を用いたガイド波伝搬による金属薄板内欠陥の可視化2021

    • 著者名/発表者名
      清水鏡介,大隅歩,伊藤洋一
    • 学会等名
      日本音響学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 気流中における空中超音波フェーズドアレイの音波放射特性2021

    • 著者名/発表者名
      清水鏡介,大隅歩,伊藤洋一
    • 学会等名
      電子情報通信学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Visualization of defects in thin metal plate using scanning airborne ultrasound source technique and dual frequency guided wave propagation2021

    • 著者名/発表者名
      Kyosuke Shimizu, Ayumu OSUMI and Youichi Ito
    • 学会等名
      The 42st Symposium on Ultrasonic Electronics
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 空中超音波フェーズドアレイによる弾性波源走査法を用いたガイド波伝搬による金属薄板内減肉の検出2021

    • 著者名/発表者名
      清水鏡介,大隅歩,伊藤洋一
    • 学会等名
      日本非破壊検査協会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 空中超音波フェーズドアレイ波源走査法を用いた金属薄板内非対称欠陥の非破壊検査2021

    • 著者名/発表者名
      清水鏡介,大隅歩,伊藤洋一
    • 学会等名
      日本音響学会・第 24 回関西支部若手研究者交流研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 空中超音波フェーズドアレイ波源走査法による減衰の大きな材料内を伝搬するガイド波の可視化2021

    • 著者名/発表者名
      清水鏡介,大隅歩,伊藤洋一
    • 学会等名
      日本非破壊検査協会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 時間反転波による空中超音波フェーズドアレイの音波集束の検討2021

    • 著者名/発表者名
      清水鏡介,大隅歩,伊藤洋一
    • 学会等名
      日本音響学会2021年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 強力空中超音波を用いた弾性波源走査法励起によるLamb波の伝搬シミュレーション2021

    • 著者名/発表者名
      山田健太,大隅歩,伊藤洋一
    • 学会等名
      日本音響学会2021年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 空中超音波フェーズドアレイにおける超音波エミッタ径とグレーティングローブの抑制の検討2021

    • 著者名/発表者名
      清水鏡介,大隅歩,伊藤洋一
    • 学会等名
      電子情報通信学会超音波研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Numerical Simulation of Lamb Wave Propagation in Flat Plate by Scanning Aerial Ultrasonic Source Technique2020

    • 著者名/発表者名
      Kenta Yamada, Ayumu Osumi, Youichi Ito
    • 学会等名
      The 41st Symposium on Ultrasonic Electronics
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Focusing Properties of Airborne Ultrasound Phased Array Using Time Reversal Method2020

    • 著者名/発表者名
      Kyosuke Shimizu, Ayumu Osumi, Youichi Ito
    • 学会等名
      The 41st Symposium on Ultrasonic Electronics
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 空中超音波フェーズドアレイと複数受信器による固体内欠陥の検出2020

    • 著者名/発表者名
      清水鏡介,大隅歩,伊藤洋一
    • 学会等名
      2020年度日本非破壊検査協会秋季講演大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 空中超音波フェーズドアレイと複数受信器を利用した金属薄板中の欠陥イメージング2020

    • 著者名/発表者名
      清水鏡介,大隅歩,伊藤洋一
    • 学会等名
      日本音響学会2020年秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 強力空中超音波励起による平板内 Lamb 波の伝搬シミュレーション2020

    • 著者名/発表者名
      山田健太,大隅歩,伊藤洋一
    • 学会等名
      日本音響学会2020年秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 非線形空中超音波励起による高調波ガイド波の3次元シミュレーション2020

    • 著者名/発表者名
      山田健太,大隅歩,伊藤洋一
    • 学会等名
      電子情報通信学会超音波研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 非接触フェーズドアレイによる材料の評価2020

    • 著者名/発表者名
      清水鏡介、大隅歩、伊藤洋一
    • 学会等名
      日本音響学会2020年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 強力空中超音波フェイズドアレイの音波照射特性2020

    • 著者名/発表者名
      大隅歩、山田健太、伊藤洋一
    • 学会等名
      日本音響学会2020年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 強力空中超音波励起による高調波ガイド波の伝搬特性2020

    • 著者名/発表者名
      山田健太、大隅歩、伊藤洋一
    • 学会等名
      日本音響学会2020年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 強力空中線集束超音波励起によるガイド波を利用した固体材料の非破壊評価2020

    • 著者名/発表者名
      佐久間渉、大隅歩、伊藤洋一
    • 学会等名
      日本音響学会2020年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 空中超音波フェーズドアレイを利用した弾性波源走査法の基礎検討2020

    • 著者名/発表者名
      清水鏡介、大隅歩、伊藤洋一
    • 学会等名
      第27回超音波による非破壊評価シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 空中超音波フェーズドアレイを利用した固体材料の非接触評価2020

    • 著者名/発表者名
      清水鏡介、大隅歩、伊藤洋一
    • 学会等名
      電子情報通信学会超音波研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 非接触非破壊検査のための強力空中超音波フェイズドアレイの音波放射特性2019

    • 著者名/発表者名
      大隅歩、清水鏡介、伊藤洋一
    • 学会等名
      電子情報通信学会超音波研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Investigation of Guided Wave in Flat Plate Generated by High-intensity Line Focus Aerial Ultrasonic Wave2019

    • 著者名/発表者名
      Osumi Ayumu, Wataru Sakuma, Youichi Ito
    • 学会等名
      The 40th Symposium on Ultrasonic Electronics
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Generation of High-Intensity Pulsed Ultrasound by Airborne Ultrasound Phased Array2019

    • 著者名/発表者名
      Shimizu Kyosuke, Osumi Ayumu, Youichi Ito
    • 学会等名
      The 40th Symposium on Ultrasonic Electronics
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 非線形空中超音波波源走査による金属平板減肉部のイメージング2019

    • 著者名/発表者名
      大隅歩、山田健太、伊藤洋一
    • 学会等名
      2019年度日本非破壊検査協会秋季講演大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 非接触非破壊検査のための強力線集束超音波の発生2019

    • 著者名/発表者名
      佐久間渉、大隅歩、伊藤洋一
    • 学会等名
      日本音響学会2019年秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 強力空中超音波波源走査法による高調波ガイド波伝搬を利用した非破壊検査の検討2019

    • 著者名/発表者名
      山田健太、大隅歩、伊藤洋一
    • 学会等名
      日本音響学会2019年秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 非線形空中超音波励起による弾性表面波の相反定理を利用計測2019

    • 著者名/発表者名
      大隅歩、山田健太、伊藤洋一
    • 学会等名
      2019年度非線形音響研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 強力空中超音波スキャン照射による金属薄板中の高調波ガイド波伝2019

    • 著者名/発表者名
      大隅歩、山田健太、伊藤洋一
    • 学会等名
      電子情報通信学会超音波研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] 検査技術2022

    • 著者名/発表者名
      大隅 歩・伊藤洋一
    • 総ページ数
      77
    • 出版者
      日本工業出版
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] 超音波 TECHNO2022

    • 著者名/発表者名
      大隅 歩・清水鏡介・伊藤洋一
    • 総ページ数
      92
    • 出版者
      日本工業出版
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] 超音波techno2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤洋一,大隅歩
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      日本工業出版
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 日本大学研究者情報システム

    • URL

      https://kenkyu-web.cin.nihon-u.ac.jp/Profiles/83/0008225/profile.html?lang=ja&#meeting_achievement

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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