| 研究課題/領域番号 |
18380106
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
藤井 義久 京都大学, 農学研究科, 准教授 (10173402)
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| 研究分担者 |
奥村 正悟 京都大学, 農学研究科, 教授 (40109046)
澤田 豊 京都大学, 農学研究科, 助教 (80226076)
簗瀬 佳之 京都大学, 農学研究科, 助教 (00303868)
今村 祐嗣 京都大学, 生存圏研究所, 教授 (70151686)
吉村 剛 京都大学, 生存圏研究所, 准教授 (40230809)
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| キーワード | ミリ波 / 非破壊検査 / 木材 / 生物劣化 / 含水率 |
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| 研究概要 |
本研究では、ミリ波帯の電磁波に対する木材および木質材料の挙動を明らかにした上で、材料や構造体の材質、内部欠点や劣化、水分分布などを非破壊的に評価する手法の可能性を検討し、実用化への道筋を明らかにすることえお目的とする。本年度はこれまで試作、検討してきたミリ波の検出系を用いて以下の内容を検討した。
(1)透過型の発信および検出系における透過ミリ波の強度と材質との関連
100GHzのミリ波の木材に対する透過特性を明らかにした。偏波の透過強度の繊維走行依存性を明らかにし、これが異方性の誘電体における透過特性を表す理論式に合致することを確認した。またその結果をもとに、木材中のミリ波の減衰係数を求め、それが概ね密度に依存するものの、年輪構造などの組織的特性の影響も受けていることを明らかにした。さらに減衰特性の異方向性が樹種に依存しないことを明らかにした。一方これらの透過特性が含水率の影響を受けることも明らかした。繊維飽和点以上の含水率領域では、含水率の上昇とともに透過特性の異方性は強くなる傾向を示すが、飽水状態に近づくと異方性は低減する傾向を示すことがわかった。
(2)ミリ波の反射を利用した表面性状の評価
試料に近接した導波管からのミリ波と試料との相互インターラクションを利用した検出系を用いた材料のサーフェスおよびサブサーフェス情報の取得技術を検討した。近接反射並みによって木材表面の凹凸を評価できることがわかった。100GHzのミリ波を材料に導波管から直接照射し、反射成分を表面から数mm程度の距離で検出した場合の、凹凸の検出精度は約0.01mmであった。周波数や検出条件を最適化することで、特定のオーダーの凹凸が評価できることが明らかになったが、その一方で反射波の強度は材料の誘電特性にも依存するため、凹凸と表面・表層での誘電率分布との識別手法の開発が必要になることがわかった。
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