赤外放射計による放射温度の分布より材料欠陥の存在を識別する方法の研究

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03650058
• 研究機関: 茨城大学
• 研究代表者: 岡本 芳三 茨城大学, 工学部, 教授 (10194408)
• キーワード: 欠陥 / 検出限界 / 温度分布 / 高熱流束加熱試験 / 赤外線映像装置 / 可視化計測 / 表面加熱 / 熱的非破壊検査基準

研究概要

機器構造物の材料内部に存在するピンホール、ひび割れ、はく離、巻込み等の各種の欠陥を遠隔リモートセンシングで検出する方法として、表面にアクティブな熱エネルギーを加えることにより材料表面に発生する非定常の温度分布を計側する事を目的として、試作した欠陥試料についての検出限界を明らかにした。試作した試料は金属、コンクリート、プラスチック、セラミックおよび繊維質断熱材等より成りたっており、これにピンホール、スリットおよび層状の深さ、幅および直径の異なる各種の欠陥が取付けられている。
此等の試料に試作したパラボラ反射ミラーを持つ2kwのハロゲンランプによる高熱流束加熱試験を実施し、表面の非定常の温度分布を赤外線映像装置を用いて可視化計測した。その結果、欠陥上部の温度分布として山形の温度上昇が現れる事、および加熱した部分より表面に沿って熱が流れる場合には、欠陥上部には等温線に縮みや拡がりが生ずることを明らかにした。このような二つの熱流による、試作した欠陥試料についての検出限界を求め、前者を表面加熱および後者を側面加熱と命名し、スリット状欠陥については表面加熱が、ピンホール状欠陥については側面加熱がそれぞれ優れている事を定量的に検証した。
また、此等の加熱に関する理論数値解析を実施し、実験結果をと良く一致する事を明かにした。此等の基本的加熱法はアメリカの非破壊検査協会ASNTの熱的非破壊検査基準に採用される予定である。

研究成果

• [文献書誌] 岡本芳三: "構造物壁面より漏洩する流体の噴出箇所の検出に関する研究" 可視化情報学会誌. 13. 219-226 (1993)
• [文献書誌] 岡本芳三: "熱イメージ法による物質内部不均一空間の検出とそのモデル化" 日本伝熱シンポジウム講演論文集. 30. 238-240 (1993)
• [文献書誌] Yoshizo Okamoto: "Remote Sensing Study of Detecting Flaws in Structural Material" Thermosense SPIE Conference,Orlando,USA. 1933. 215-227 (1933)
• [文献書誌] 岡本芳三: "赤外線応用計測" 日本工業出版社 光アライアンス. 19. 19-25 (1993)
• [文献書誌] 岡本芳三: "赤外線映像装置を利用した実用的温度計測に関する研究" 日本機械学会論文集. 59. (1994)
• [文献書誌] 岡本芳三: "赤外線応用熱計測技術の現状と課題" 日本赤外線学会定例研究会論文集. 1-8 (1994)
• [文献書誌] 岡本芳三: "コロナ社" 遠赤外リモートセンシング熱計測法, 256 (1993)