スペクトル解析を用いた超音波減衰の自動測定システムの開発

1988 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63850022
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 岡村 弘之 東京大学, 工学部, 教授 (00010679)
• 研究分担者: 高野 太刀雄 東京大学, 工学部, 助手 (10010852) ; 酒井 信介 東京大学, 工学部, 助教授 (80134469)
• キーワード: 超音波測定 / 超音波減衰 / スペクトル解析 / 余寿命評価 / クリープ / 疲労

研究概要

1)超音波計測装置ハードウェアの開発;パルスエコー法を用いて超音波減衰測定を行うための基本的なハードウェア開発を完了した。主計算機システムである32ビットワークステーションにGPIBを介してスペクトルアナライザー、ディジタルオシロを接続し、パルサ、レシーバから送られてくる超音波信号のディジタル処理が可能となった。また、試験片内の超音波減衰の分布特性を調べるため、探触子をパルスモータと結合してスキャニングするための装置の開発を完了した。
2)スペクトル法を導入した超音波測定法アルゴリズムの開発;スペクトル解析を導入することにより超音波物性量をより高精度に測定するための理論的取扱いの検討を行い、定式化を完了した。超音波原波形のトレンド成分の除去、高周波ノルズ成分を除去して整形した後逆フーリエ変換によって波形を再生し、パルス波間隔からの超音波速度の測定及びパルスピーク値列からの材料物性の減衰特性の推定が可能となった。
3)システムソフトウェアの開発;上記で開発されたアルゴリズムに基づき、コンピュータ上でのシステム開発を行った。開発言語は高速処理に適したFORTRANとし、スペクトルアナライザのコントロール、データストレージからのデータ転送、ディスクとのデータのやりとり、スキャニング用パルスモータの制御、グラフィック表示システムなどのソフトウェア開発も合わせて完了した。
4)超音波減衰測定予備実験;上記開発のシステムに供するため損傷試験片の作成を平行して実施した。供試材は供用後のタービンロータ材とし、これにクリープ試験及びクリープ疲労試験を実施し、複数の寿命消費率レベルにおける試験片の収集を行った。これらの試験片に対し、今後超音波特性を系統的に測定し、損傷度との相関を明らかにする予定である。