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2013 年度 実績報告書

電磁・電歪現象融合超音波センサによる革新的高温配管検査システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 23560880
研究機関福岡工業大学

研究代表者

村山 理一  福岡工業大学, 工学部, 教授 (20330946)

キーワード超音波探傷 / 高温構造物 / パイプ / 超磁歪素子 / 強誘電薄膜素子 / 電磁誘導コイル / 非接触駆動 / ガイド波
研究概要

薄膜積層型圧電超音波センサを駆動するための電磁誘導コイル最適化を実施し、圧電薄膜積層型超音波センサと組み合わせて20cm以上遠方から圧電薄膜積層型超音波センサの駆動が可能であるという実験結果を得た。次に400度まで電磁誘導コイル及び薄膜積層型圧電超音波センサを加熱し、超音波センサとしての性能に対する影響を確認した。その結果、コイルのみを加熱した場合は検出感度に変化がないこと、圧電薄膜積層型超音波センサを同時に加熱した場合も感度低下は発生するが十分な受信信号強度が得られることを確認した。次に試験パイプを用いて電磁誘導法によるガイド波の送受信を試みた。周方向に成形・添付された4つの薄膜積層型圧電型超音波センサを同時に安定して駆動する工夫が必要であったが、200kHzに中心帯域を持つパイプガイド波の送受信信号を確認することができた。ただし受信信号のS/Nが不十分であるという結果になったが、その原因については、薄膜積層型圧電型超音波センサ、フレキシブル薄膜積層型圧電型超音波センサ共に、中心駆動周波数が9MHzにあり、パイプガイド波として駆動するための駆動周波数200kHzと不整合があることがわかった。薄膜積層型圧電型超音波センサの製作メーカと協議した結果、製作上の困難さは伴うものの200kHz中心帯域の薄膜積層型圧電型超音波センサの製作は可能であり、薄膜積層型圧電型超音波センサを用いたパイプガイド波送受信システムの実用化条件を明らかにすることができた。最後に大きさの異なる複数の貫通穴をパイプに加工し、検出感度を確認した。その結果、10mm径までの貫通穴は充分なS/Nで信号を検出することができた。パイプで腐食が進み、貫通する直前には10mm程度相当の円形の大きさになっていることが多く、開発した検査システムが将来、構造物として用いられるパイプの検査に適用可能であることを確認できた。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Study of Material Evaluation Probe Using a Longitudinal Wave and a Transverse Wave2013

    • 著者名/発表者名
      Riichi Murayama, Makiko Kobayashi, Cheng-Kuei Jen
    • 雑誌名

      Journal of sensor technology

      巻: 3 ページ: 25-29

    • DOI

      10.4236/jst.2013.32005

  • [学会発表] 偏波横波型電磁超音波探触子を利用したパイプーガイド波による傷検出能の検討2014

    • 著者名/発表者名
      村山理一、今井健介、園田尚人
    • 学会等名
      第21回超音波による非破壊評価シンポジウム
    • 発表場所
      東京都立産業技術研究センター(東京都)
    • 年月日
      20140120-20140121
  • [学会発表] 超磁歪素子を用いた非接触駆動超音波センサの検討2014

    • 著者名/発表者名
      ヅアースワン ワアーラチャット、村山理一
    • 学会等名
      第21回超音波による非破壊評価シンポジウム
    • 発表場所
      東京都立産業技術研究センター(東京都)
    • 年月日
      20140120-20140121
  • [学会発表] 偏波横波型電磁超音波探触子を利用したパイプ-ガイド波送受信システムの開発とガイド波の特性評価2013

    • 著者名/発表者名
      村山理一, 今井 健介,園田 尚人
    • 学会等名
      第22回MAGDAコンファレンス
    • 発表場所
      宮崎観光ホテル(宮崎県)
    • 年月日
      20131202-20131203
  • [学会発表] Pipe Inspection System Using a Polarized transverse Wave EMAT2013

    • 著者名/発表者名
      Riichi Murayama, Witsarut Sriratana, Kensuke Imai,Naoto Sonoda, Makiko Kobayashi
    • 学会等名
      The International Conference on Experimental Mechanics 2013
    • 発表場所
      バンコク(タイ)
    • 年月日
      20131124-20131128
  • [学会発表] 横波用EMATによるガイド波センサの試作・評価2013

    • 著者名/発表者名
      翁傑,西山浩市,村山理一
    • 学会等名
      2013年度 日本機械学会年会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県)
    • 年月日
      20130908-20130911
  • [学会発表] 超磁歪素子を用いた非接触駆動超音波センサの検討2013

    • 著者名/発表者名
      Warachat Duangsuwan,澁田賢司,浦頭豊,村山理一
    • 学会等名
      2013年度 日本機械学会年会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県)
    • 年月日
      20130908-20130911
  • [学会発表] 薄膜積層型超音波センサの基本性能評価2013

    • 著者名/発表者名
      村山理一
    • 学会等名
      日本非破壊検査協会超音波分科会2013年度第1回講演会
    • 発表場所
      札幌市教育文化会館(北海道)
    • 年月日
      20130516-20130517

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公開日: 2015-05-28  

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