2019 Fiscal Year Annual Research Report
A study for reducing inspection time of active thermographic non-destructive testing on the basis of thermal wave theory
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17K01296
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
石川 真志 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 講師 (10635254)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小山 昌志 明星大学, 理工学部, 准教授 (00453829)
笠野 英行 日本大学, 工学部, 准教授 (20514417)
八田 博志 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 名誉教授 (90095638)
宇都宮 真 国立天文台, JASMINEプロジェクト, 研究支援員 (70450707)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 非破壊検査 / 赤外線サーモグラフィ / 熱波動 / コンクリート |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では赤外線アクティブサーモグラフィ法による非破壊検査において、コンクリート構造物や熱拡散率の低い樹脂材料等の検査に際する長大な検査時間の短縮を目指し、速い熱伝播速度を有する高周波数の熱波動の励起とその利用による検査の可能性について検討を行った。
最終年度は熱物性が既知であるアクリル試験片を対象とした検討を行い、励起される熱波動周波数と検査に要する時間との関係について、実験と数値解析との比較を行いながら検討を行った。実験の結果、昨年度実施したコンクリート試験片への実験と同様に、加熱周期の増加に伴う検査時間の減少傾向が確認されたものの、特に低周波数の周期加熱条件では理論的に予想される検査時間よりも短時間で欠陥検出が可能であり、反対に高周波数条件では理論予想よりも長時間の検査時間を要した。一方、数値解析により実際に試験片へ入力された熱波動の周波数成分を調査した結果、対象物中には加熱周期以外の周波数成分も励起されていること、励起された各周波数成分の強度分布は加熱周期の変化とともに変化していること、および比較的高周波数の成分は温度データからの検出が不可能な程度に減衰していることが確認された。数値解析の結果を踏まえ、実験結果は以下のように考えることができる：
1)低周波数の加熱条件では、同時に励起された高周波数成分が欠陥検出に寄与する為、予想よりも短時間での検査が可能となる。
2)高周波数の加熱条件では、入力した成分は減衰により検出が難しく、代わりに同時に励起された低周波数成分が欠陥検出に寄与する為、予想よりも長時間の検査時間を要する。
上記の検討より、赤外線アクティブサーモグラフィ法に際する熱伝播特性の物理的な知見が得られた。一方で、本検討より高周波数の熱波動を利用することで一定程度の検査時間短縮が可能であるものの、熱波動の減衰の観点から、その短縮効果には限界があることが示された。
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