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2012 年度 実績報告書

マルチシグナルプローブを用いたコンクリート内部の電磁波・超音波融合画像化システム

研究課題

研究課題/領域番号 22360179
研究機関愛媛大学

研究代表者

中畑 和之  愛媛大学, 理工学研究科, 准教授 (20380256)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワード非破壊検査 / コンクリート / 電磁波 / 超音波 / 全波形サンプリング処理方式(FSAP) / 動弾性有限積分法(EFIT) / 電磁界有限積分法(EMFIT)
研究概要

コンクリート部材の内部きずや鉄筋の損傷等を非破壊的に評価するために,弾性波・電磁波を同時に利用して画像化する,全く新しい検査システムを開発することを目的とする.弾性波は音響インピーダンスの異なる材料から,電磁波は特性インピーダンスの異なる材料から散乱波を発生することから,それぞれの波動特性を生かした統合イメージング手法を構築する.ここでは,超音波・電磁波を送受信する素子(アンテナ)をアレイ状に配列させ,このマルチシグナルプローブを用いて波形を記録する.計測された波形は,全波形サンプリング処理方式(FSAP方式)によって,PCメモリ上で集束ビームを合成する.この集束ビームを基に開口合成法でコンクリート内部を可視化する. 本年度は以下の2項目について,検討を行った.
[1] ハード(計測)・ソフト(画像化)制御のためのプラットフォームの構築
最終的に,超音波・電磁波の画像化システムのプロトタイプ開発を予定しているため,ハード(波形計測パート)とソフト(画像化パート)の両方を一元的に制御する必要がある.ここでは,LabVIEWを用いてGUIを実装した.超音波については,波形計測・映像化までのシステムを構築し,現場で応用できるレベルまで仕上げたが,電磁波については,計測装置が特殊仕様(カスタマイズ困難)であり,計測と映像化の一元化は未整備である.
[2] 超音波・電磁波マルチシグナルプローブによる画像化の検証
超音波・電磁波の画像化システムの性能検証を行った.コンクリート供試体を作成し,内部欠陥(ボイド)の超音波可視化を行った結果,低周波アレイ探触子を用いて,骨材率50%のコンクリート中の欠陥が再構成できた.また,電磁波可視化については数値シミュレーションによる検証は終了し,現在は実験による検証を行っている.さらに,今後は,超音波・電磁波の同時に使用した映像化を予定している.

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Reconstruction of flaws in heterogeneous media using image-based FIT and time reversal approach2012

    • 著者名/発表者名
      K. Nakahata and K. Kimoto
    • 雑誌名

      Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering

      巻: Vol.6, No.6 ページ: 771-781

    • DOI

      DOI:10.1299/jmmp.6.771

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simulation of ultrasonic and electromagnetic wave propagation for nondestructive testing of concrete using image-based FIT2012

    • 著者名/発表者名
      K. Nakahata, K. Terada, T. Kyoya, M. Tsukino and K. Ishii
    • 雑誌名

      Journal of Computational Science and Technology

      巻: Vol.6, No.1 ページ: 28-37

    • DOI

      DOI:10.1299/jcst.6.28

    • 査読あり
  • [雑誌論文] EMFITを用いた電磁波の伝搬解析とアレイアンテナを用いた鉄筋の映像化シミュレーションへの応用2012

    • 著者名/発表者名
      中畑和之
    • 雑誌名

      コンクリート構造物の非破壊検査論文集

      巻: 4 ページ: 253-262

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 低周波アレイ探触子を用いたFSAP方式によるコンクリート中の空洞欠陥の超音波映像化2012

    • 著者名/発表者名
      中畑和之
    • 雑誌名

      コンクリート構造物の非破壊検査論文集

      巻: 4 ページ: 105-114

    • 査読あり
  • [雑誌論文] GPU計算を用いたイメージベースEFITの高速化と超音波計測による解析妥当性の検証2012

    • 著者名/発表者名
      中畑和之
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2(応用力学)

      巻: 68(2) ページ: I227-I236

    • 査読あり
  • [学会発表] 低周波アレイ探触子を用いたコンクリート中の空隙の超音波イメージング2013

    • 著者名/発表者名
      中畑和之
    • 学会等名
      超音波研究会(アコースティックイメージング、一般)
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      20130219-20130219
  • [学会発表] コンクリート中を伝搬する超音波のモデル化と内部ボイドのアレイ映像化に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      川村郡(中畑和之)
    • 学会等名
      第20回超音波による非破壊評価シンポジウム講演論文集
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      20130128-20130129
  • [学会発表] Real-time image-based FIT simulation using GPU computing and its application to nondestructive testing2012

    • 著者名/発表者名
      K. Nakahata
    • 学会等名
      6th European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering (ECCOMAS 2012)
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 年月日
      20120910-20120914
  • [学会発表] GPU計算による非破壊検査のための超音波イメージングの高速化2012

    • 著者名/発表者名
      中畑和之
    • 学会等名
      第17回計算工学講演会
    • 発表場所
      京都市
    • 年月日
      20120529-20120531
  • [備考] 研究紹介

    • URL

      http://www.mech.cee.ehime-u.ac.jp

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公開日: 2014-07-24  

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