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新たな磁界計測法に基づく金属物体の位置推定および画像化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 20651043
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 社会システム工学・安全システム
研究機関岩手大学

研究代表者

小林 宏一郎  岩手大学, 工学部, 准教授 (60277233)

研究分担者 山崎 慶太  株式会社竹中工務店, 技術研究所, 主任研究員 (30416606)
研究期間 (年度) 2008 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2010年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2009年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2008年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
キーワード計測工学 / 非破壊検査 / 建設物安全管理 / 磁界計測 / 画像化
研究概要

本研究は、新たに提案した計測原理による埋設金属物体の非破壊検査技術の開発(正確な位置推定、埋設物の画像化)を目的として、今年度は以下の内容を実施した。
・試作した精密実験装置を用いた実験的に位置推定精度を検討した。現状の空心型コイルを用いる場合、深さ40mmまでの鉄筋を誤差4mm以内で推定可能である。しかし、深い鉄筋の検出ではSNが悪いことやさらに深い鉄筋を推定するためには、印加磁界強度を強くしなければいけないことが分かった。
・印加磁界強度を上げるために、コイルに鉄心を用いた場合の影響について有限要素法を用いたシミュレーションを行った。この結果、鉄心を用いることにより印加磁界は約4倍増えることが分かった。この結果、検出される信号は十数倍増えることが分かった。しかし、実験結果とシミュレーション結果では、30%程度の誤差があり、更なる検討が必要である。
・有限要素法を用いて、ダブル配筋の推定の検討を行った。実際の建築現場で利用されるダブル配筋の状態を調べ、シミュレーションによる検討を行った。実際の利用条件では、2つの鉄筋の深さの違いが大きく、浅い鉄筋の信号に深い鉄筋の信号が埋もれて判別が困難であった。理論的には、ダブル配筋の推定が可能であるため、今後適応可能範囲を検討する必要がある。
・昨年度、第2世代の検出コイルとして、新たに提案したインピーダンス計測法による、高い感度を有するコイル(コイルのQが高い)を開発した。その結果、簡易的なコンクリートモデルならびに実際の建築物の床スラブに類似したコンクリートモデルにおいて、埋設された鉄筋と銅線によるインピーダンスの増加、鉄筋による位相の進み、銅線による位相の遅れが確認できた。これにより、埋設された鉄筋と配線の検出が可能であり、さらに位相により両者の弁別が可能であることが分かった。

報告書

(3件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2011 2010 2008 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (8件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] コンクリート内の鉄筋及び配線の非破壊検査法-コンクリート試験体を用いた実験結果-2011

    • 著者名/発表者名
      小林宏一郎, 山崎慶太
    • 雑誌名

      Journal of the Magnetics Society of Japan

      巻: 35 ページ: 390-393

    • NAID

      130000881883

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impedance Measurement Using a Resonance Circuit for Detecting Steel Bars and Cables inside Pliable Plastic Conduit Tubes Buried in Concrete Walls and Slabs2010

    • 著者名/発表者名
      Keita Yamazaki, Koichiro Kobayashi
    • 雑誌名

      IEEE Trans.Magnetics

      巻: 46 ページ: 1963-1966

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impedance Measurement Using a Resonance Circuit for Detecting Steel Bars and Cables inside Pliable Plastic Conduit Tubes Buried in Concrete Walls and Slabs2010

    • 著者名/発表者名
      Keita Yamazaki
    • 雑誌名

      IEEE Trans.Magnetics (掲載決定)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 電磁誘導法による三角関数演算を用いた鉄筋の位置推定-その1実験的検討-2011

    • 著者名/発表者名
      小林宏一郎, 山崎慶太
    • 学会等名
      日本磁気学会学術講演会
    • 発表場所
      新潟コンベンションセンター
    • 年月日
      2011-09-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] コンクリート内の鉄筋及び配線の非破壊検査法その1.コイルのQ値向上の検討2010

    • 著者名/発表者名
      小林宏一郎, 山崎慶太
    • 学会等名
      日本磁気学会学術講演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2010-09-05
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] コンクリート内の鉄筋及び配線の非破壊検査法その2.コンクリート試験体を用いた実験結果2010

    • 著者名/発表者名
      小林宏一郎, 山崎慶太
    • 学会等名
      日本磁気学会学術講演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2010-09-05
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] インピーダンス計測によるコンクリート内の鉄筋及び配線の非破壊検査法(その1)装置の試作と実験結果2010

    • 著者名/発表者名
      小林宏一郎
    • 学会等名
      電気学会全国大会
    • 発表場所
      東京都、明治大学
    • 年月日
      2010-03-19
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] インピーダンス計測によるコンクリート内の鉄筋友び配線の非破壊検査法-その2.実験結果と解析による理論値の比較検証-2010

    • 著者名/発表者名
      山崎慶太
    • 学会等名
      電気学会全国大会
    • 発表場所
      東京都、明治大学
    • 年月日
      2010-03-19
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Impedance measurement using a resonance circuit for detecting steel bars and cables inside pliable plastic conduit tubes buried in concrete walls and slabs2010

    • 著者名/発表者名
      Koichiro Kobayashi
    • 学会等名
      INTERMAG2010
    • 発表場所
      USA、Washington
    • 年月日
      2010-01-19
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] コンクリート中の鉄筋位置検出法-正確な深さ検出-2008

    • 著者名/発表者名
      松蒲淳郎
    • 学会等名
      日本非破壊検査協会秋季講演大会
    • 発表場所
      宮城県多賀城市
    • 年月日
      2008-11-05
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 磁気を用いた簡易なコンクリート内鉄筋位置の検出方法の検討2008

    • 著者名/発表者名
      小林宏一郎
    • 学会等名
      日本磁気学会学術講演会
    • 発表場所
      宮城県多賀城市
    • 年月日
      2008-09-15
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://ikebehp.mat.iwate-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [産業財産権] 金属埋設深さ測定システム及び測定方法2008

    • 発明者名
      小林、荒、山崎
    • 権利者名
      岩手大学、株式会社竹中工務店
    • 産業財産権番号
      2008-232421
    • 出願年月日
      2008-09-10
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

URL: 

公開日: 2008-04-01   更新日: 2016-04-21  

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