Study on influence of standing waves on ultrasound-excited thermographic non-destructive inspection and its suppression method

驻波对超声激励热成像无损检测的影响及其抑制方法研究

• 批准号: 21K04550
• 负责人: 石川 真志
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: The University of Tokushima
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04550/
• 关键词: 非破壊検査; 赤外線サーモグラフィ; 超音波; 定在波; き裂; 超音波振動

本研究では、き裂やキッシングボンドなどの欠陥検出に有効であることが知られている超音波励起サーモグラフィ法による非破壊検査に注目し、特に検査時の超音波伝搬の過程で検査対象物内に生じる定在波による検査への影響について、波動伝搬の観点から検討すること、および得られた知見をもとに定在波の発生に伴う検査への悪影響を低減する手法を提案することを目的としている。初年度には主に平板形状の対象物に注目し、その検査時に生じる定在波発熱の発生要因がラム波のA0モードであることを実験およびシミュレーションより明らかにした。これを踏まえ２年目の検討では、同様の検討を円筒形状対象物にも適用し、その結果生じる定在波発熱は曲げモード（Fモード）のガイド波の伝搬に起因することが確認された（肉厚および周波数の変化に依存して、F(1,1)モードもしくはF(2,1)モードのガイド波が主要因となる様子が確認された）。また、発生した定在波発熱を低減し、欠陥部をより高精度に検出するための手法として、位置の異なる複数点を加振した際に得られる複数枚の熱画像を加算平均する手法を試み、その効果を実験的に検証した。き裂を有する試験片上の異なる９点を加振し、得られた熱画像の加算平均を行った結果、加振位置の変化に伴い分布が変化する定在波発熱は加算平均により低減する一方で、加振位置に依らず発熱位置が変化しないき裂部での発熱は平均処理後も顕在であり、結果として加算平均処理前と比較してき裂部での信号対雑音比（S/N）が向上することが確認された。また、加振位置を適切に選択することで、加算平均する熱画像枚数は３枚程度でも十分なS/N向上効果が得られることが確認された。これらの結果より、提案手法は検査誤認の要因となり得る定在波発熱の低減に効果的であり、超音波励起サーモグラフィ法の検査精度向上に貢献し得るものであると期待される。

In this study, we investigated the effects of ultrasonic excitation on the detection of defects, especially the effects of ultrasonic excitation on the detection of defects, especially the effects of ultrasonic excitation on the detection of defects in objects, and the effects of ultrasonic excitation on the detection of defects. The purpose of this study is to determine the occurrence of the disease. In the beginning of the year, the object in the shape of a main plate was noticed, and the detection time was determined. The main reason for the occurrence of wave heat was the occurrence of wave A0. This two-year study was conducted to determine the cause of wave propagation in a cylinder-shaped object and to identify the main cause of wave propagation in a fixed wave propagation curve (F). In addition, the method of calculating the average of a plurality of thermal images obtained at different points of the wave is tested, and the results are verified. 9 points on the test piece are added to the vibration, and the thermal image is obtained. The results of the addition and average of the vibration position are changed. The distribution of the vibration position is changed according to the addition and average of the thermal image. The result shows that the signal-to-noise ratio (S/N) of the split part is higher than that of the average part. The number of thermal images is 3, and the S/N ratio is 10. The result of this study is that the proposed method is to detect the main causes of misrecognition and to determine the contribution of ultrasonic excitation to the detection accuracy of the method.

项目成果

超音波励起サーモグラフィ法による閉口欠陥検出と定在波発熱の抑制手法の検討

采用超声激励热成像法的闭合缺陷检测和驻波发热抑制方法的检验

• 发表时间: 2022
• 作者: 高橋 颯;石川 真志;西野 秀郎;小山 昌志;福井 涼;羽深 嘉郎;西谷 豊
• 通讯作者: 西谷 豊

超音波励起サーモグラフィ非破壊検査における定在波起因の発熱低減方法 、そのシステム及びそのプログラム

减少超声激励热成像无损检测中驻波发热的方法、系统和程序

• 发表时间: 2022

Investigation of heat generation caused by standing waves in ultrasound-excited active thermography nondestructive inspection

超声激发主动热成像无损检测中驻波发热的研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Ryoto Maeda;Masashi Ishikawa;Hideo Nishino;Masashi Koyama;Ryo Fukui;Yoshio Habuka and Yutaka Nishitani
• 通讯作者: Yoshio Habuka and Yutaka Nishitani

超音波励起サーモグラフィ検査における定在波の発生とその欠陥検出への影響

超声激励热成像检测中驻波的产生及其对缺陷检测的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 石川 真志;前田 崚斗;西野 秀郎;小山 昌志;福井 涼;羽深 嘉郎;西谷 豊
• 通讯作者: 西谷 豊

超音波励起サーモグラフィ検査による欠陥検出における定在波の発生とその影響について

驻波的产生及其对超声激励热成像检测缺陷检测的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 前田 崚斗;玉木 智大;石川 真志;西野 秀郎;福井 涼;羽深 嘉郎;西谷 豊
• 通讯作者: 西谷 豊