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2023 年度 実績報告書

空間スペクトルエントロピーと健全部評価による非接触音響探査法の欠陥検出の検討

研究課題

研究課題/領域番号 19K04414
研究機関桐蔭横浜大学

研究代表者

杉本 和子  桐蔭横浜大学, 工学研究科, 研究員 (60642171)

研究分担者 杉本 恒美  桐蔭横浜大学, 工学研究科, 教授 (80257427)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
キーワード非接触音響探査法 / 非破壊検査 / Spatial Spectral Entropy / SSE解析 / 空間スペクトルエントロピー / 共振周波数 / レーザドップラ振動計
研究実績の概要

非接触音響探査法は,非接触で遠隔(5-33m)から非破壊検査を実施し,複合材料,特に,コンクリート内部欠陥(深さ8-10 cm位まで)を検出し,映像化しようとする技術である。実験では,空中音波で対象物を加振し,レーザドップラ振動計を使って,2次元振動速度分布を測定する。得られたデータの解析方法として,空間スペクトルエントロピー (SSE; Spatial Spectral Entropy) を提案し,測定対象面上の内部欠陥の位置とその共振周波数を検出する。その周波数帯に絞って振動エネルギーで映像化することにより,測定対象面の欠陥部と健全部との差がうまく検出され・映像化される。
2019年の英語論文では,SSEの基本原理とコンクリート供試体での適用例が述べられている。2020年の論文では,実コンクリート構造物への適用例を含むSSE解析の成果が述べられている。2022年の英語論文では,欠陥検出アルゴリズムに関わるSpectral Entropy(SE)と 内部欠陥の共振周波数検出のためのSpatial Spectral Entropy(SSE)の各々の規格化を定義し,測定対象や測定条件に依存しない尺度となるNormalized SEとNormalized SSEを提案した。これにより,誰がどこで測定しても,一律の確率・統計的な値が得られるため,データの蓄積により,お互いの測定データを共有できれば,後進の役に立つと考える。最終年度では,吹付けコンクリートなどの表面状態が滑らかでない対象に対するSSE解析の前処理についても検討した。
この科研費(2019-2023年)は,新型コロナの影響で,国内・国際学会が開催されなかったり,オンライン開催になったりして,交通費・宿泊代等が当初の計画より少なくなり,その分,延長・再延長をお認めいただいたお蔭で,地道な研究が継続でき,とても感謝している。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2023 2019

すべて 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [学会発表] Estimation of effective diameter on classical vibration theory model in a non-contact non-destructive internal defect detection2023

    • 著者名/発表者名
      Kazuko Sugimoto, Tsuneyoshi Sugimoto
    • 学会等名
      2023 IEEE International Ultrasonics Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] A study on visualization of internal defects by moving measurement using noncontact acoustic inspection method2023

    • 著者名/発表者名
      Kazuko Sugimoto, Yutaka Nakagawa, Itsuki Uechi, Hitoshi Takagi, Shigeya Kawai, Tsuneyoshi Sugimoto
    • 学会等名
      18th TOIN International Symposium on Biomedical Engineering
    • 国際学会
  • [図書] 超音波TECHNO「非接触音響探査法のための内部欠陥自動検出に関する検討」2023

    • 著者名/発表者名
      杉本和子,杉本恒美
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      日本工業出版
  • [産業財産権] 非接触音響解析システム2019

    • 発明者名
      杉本恒美,杉本和子,歌川紀之,黒田千歳,森岡宏之,中川貴之,杉崎
    • 権利者名
      桐蔭学園,佐藤工業,東京電力,東電設計,東設土木コンサルタント
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      7243983

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公開日: 2024-12-25  

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