研究課題
研究代表者は，これまでレーザ光をパイプのような薄板状材料表面に照射して発生する弾性波を用いた損傷画像化手法を研究してきた．その中で，損傷はレーザが照射できる領域のみ画像化することが可能であり，配管などでは，パイプの裏側のレーザ照射が不可能な領域にある減肉を検出することは不可能であった．そこで，本研究ではパイプの周方向を伝搬する弾性波の共振を利用することで，レーザ照射できないパイプの裏側にある減肉を検出する手法を検討している．初めにファイバレーザにkHzオーダーの変調信号を与えてレーザ出力を制御し，それと同期した弾性波受信信号を収録できるシステムを構築した．これにより，パイプに変調をかけたレーザ光を照射することで，変調信号に対応する周波数の弾性波を発生させることができ，その周波数を理論的に求められる周方向共振周波数に一致させると，明瞭な共振状態が得られることが実験的に示された．また，レーザ光を走査して，受信される共振ピークでマッピングしたところ，周方向共振パターンに対応する縞模様が得られ，この共振が周方向共振であることが確認された．さらに，この共振パターンは裏に減肉がある箇所において途切れるという実験結果が得られた．このことは，このガイド波の周方向共振の計測がパイプの裏側の減肉の検出への適用可能性があることを示している．しかし，本手法では，円周方向の共振以外にも軸方向の共振の影響を大きく受けることがあり，配管の非破壊評価において大きな問題となりうることも分かった．
2: おおむね順調に進展している
実験システムも完成し，理論に合う良好な結果が得られた上，配管の非破壊検査を行う上での指針が得られている．また，論文や学会発表という形で成果を発表することもできている．
これまでの研究において，構築した実験システムのより周方向ガイド波の共振を実現することができた．今後は，この周方向ガイド波を用いたセンサの開発を進める．特に，パイプに周方向の溝を彫った構造に対し，その溝に沿って伝搬するガイド波の共振を利用することで，高効率のセンサとして利用できると考えており，その基礎実験を行っていく．
パイプ試験体を自前で製作して，基礎実験を行ったことから消耗品費を抑えることができた．その分は，本年度においてセンサへの適用実験を行う上で，対象サイズが大きく異なる（小さくなる）ことに伴うシステムの改修費に充てる．
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すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件)
Journal of Pressure Vessel Technology
巻: 140 ページ: 061401～061401
10.1115/1.4041433
