地中遺構及び文化財の超音波探査法の開発研究

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04214110
• 研究機関: 桐蔭横浜大学
• 研究代表者: 奥島 基良 桐蔭横浜大学, 工学部・制御システム工学科, 教授 (80016766)
• 研究分担者: 足立 和成 山形大学, 工学部, 助教授 (00212514) ; 田村 安孝 山形大学, 工学部, 助教授 (40171904) ; 蜂屋 弘之 千葉大学, 工学部, 助教授 (90156349) ; 本岡 誠一 千葉工業大学, 工学部, 教授 (60083862) ; 杉本 恒美 桐蔭横浜大学, 工学部・制御システム工学科, 講師 (80257427)
• キーワード: 地中遺構 / 文化財構造物 / 遺跡探査 / 地中探査 / 音波探査 / 地中音響 / 超音波探査 / 超音波CT

研究概要

この研究班は、地中に埋もれている住居跡・古窯跡・墳墓のような埋蔵遺跡の探査を目的とした〔地中探査班〕(奥島、杉本、本岡、蜂屋)と、石柱・木柱・鳥居などの大型構造物の内部の非侵襲調査を目的とした〔構造物内部調査班〕(田村、足立)とで構成されている。
〔地中探査〕昨年度までに行った探査実験により、横波音波を使用すれば浅深度でも探査が可能であることを確認した。今年度は、地下断面画像の描写性能の改善手法の開発に重点を置いて研究を行った。すなわち、探査深度に対応した最適な受振器アレーの配置、長い距離範囲の連続画像を作るための振源及び受振器アレーの配置と移動方式、広い深度範囲で良好な画像を得るための信号処理方法、偽像を抑制する信号処理方法、画像を見易くするための画像処理方法などについての検討を行った。現地探査実験は、岸和田市貝吹山古墳と壱岐の島原の辻遺跡で行った。また、地層探査のモデルマウンドでも実験を行った。昨年度までの探査実験で収集していた各地での探査受振データ、及び今年度の探査実験で得られたデータについて、今年度に開発した信号処理方法を適用して地下断面画像を作成したところ、十分に実用できそうな地下画像が得られた。
〔構造物内部調査〕昨年度までに、木柱などの断面画を超音波CTの手法で描写する装置を製作して実験を行い、実用できることを確認した。今年度は、音波伝搬時間データ収集が不可能な測定点がある場合でも良好な画像が得られるように像再生アルゴリズムを改善し、実験により改善の効果を確認した。また、超音波パルスを送受波する超音波振動子、及び振動子と一緒にハンドセットに内蔵されるヘッドアンプを改良して、小型、高感度、高性能のデータ収集装置を製作した。受波専用に開発したPVDF受振器は、これまでのものに比べて数倍の感度があり、超音波減衰がかなり大きい場合でも、十分に対応できるようになった。

研究成果

• [文献書誌] H.HACHIYA,Y.AMAO: "Acoustic Imaging for Archaeological Investigation Using Wavelet Transform" Jpn.J.Appl.Phys.35-5B. 3101-3104 (1996)
• [文献書誌] T.SUGIMOTO,M.OKUJIMA: "Underground Imaging Using Shear Waves" Jpn.J.Appl.Phys.35-5B. 3105-3108 (1996)
• [文献書誌] 田村安孝、足立和成、他: "木柱腐朽調査用超音波CT" 第35回計測自動制御学会学術講演会予稿集. 989-990 (1996)
• [文献書誌] 斎藤浩樹、杉本恒美、奥島基良: "反射散乱波の重合による地中映像化の構成法" 日本音響学会秋季研究発表会講演論文集. 981-982 (1996)
• [文献書誌] 柿島慶之、本岡誠一、他: "パルス反射法を用いた地下埋設物の探査実験" 日本音響学会秋季研究発表会講演論文集. 1093-1084 (1996)
• [文献書誌] 田村安孝、足立和成、他: "木柱腐朽調査用超音波CT" 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集. 69-70 (1996)
• [文献書誌] 杉本恒美、斎藤浩樹、奥島基良: "反射散乱波の重合による地中映像分解能の検討" 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演予稿集. 93-94 (1996)
• [文献書誌] 奥島基良、杉本恒美: "遺跡・遺構の音波探査のための地中映像化の研究" 『遺跡探査』第5回研究成果検討会議論文集. 157-162 (1997)
• [文献書誌] 本岡誠一: "長崎県壱岐郡原の辻遺跡における音波探査実験例" 『遺跡探査』第5回研究成果検討会議論文集. 163-169 (1997)
• [文献書誌] 田村安孝、足立和成: "遺跡探査用超音波CT装置の試作と実験" 『遺跡探査』第5回研究成果検討会議論文集. 170-175 (1997)
• [文献書誌] 斎藤浩樹、杉本恒美、奥島基良: "反射散乱波の重合による地中映像化の構成法" 日本音響学会春季研究発表会講演論文集. 1113-1114 (1997)
• [文献書誌] Y.TAMURA,K.ADACHI,Y.YANAGIYA: "Ultrasonic Time-of-flight Computed Tomography for Investigation of Wooden Pillars" Jpn.J.Appl.Phys.(掲載決定). (1999)