防食塗装の経年劣化を遠隔から定量評価できる目視を超越した赤外分光計測法の創生

建立超越目视检查的红外光谱测量方法，能够远程定量评估防腐涂层的老化劣化

基本信息

批准号：
21H01213
负责人：
阪上隆英
金额：
$ 11.32万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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

项目摘要

橋梁，石油タンク，配管等のインフラ構造物の長寿命化ならびにライフサイクルコストの削減には，予防保全の導入が不可欠である．鋼構造物の腐食に対する予防保全での最重要課題は，限られたリソースの下で，鋼構造物の腐食に対する予防保全を実施するため，重防食塗装の劣化を早期に遠隔から非接触・非破壊で，効率的かつ高精度に検知するとともに，劣化進行度を定量的に評価できる非破壊評価法を開発することである．そこで，本研究では，重防食塗装膜が有する赤外光の分光反射・吸収・透過特性に着目し，赤外線カメラを用いた分光画像計測ならびに分光特性に基づくマルチスペクトル逆問題解析に基づき，遠隔から構造物の重防食塗装の早期劣化を定量的に評価できる計測法を開発する．2022年度には，計測に用いるハードウエアとして，対象物の分光特性を画像化できるハイパースペクトル赤外画像計測装置を完成させた．まず塗膜劣化模擬試験体に対して，ハイパースペクトル赤外画像計測装置を用いて，太陽光を光源に用いるパッシブ計測および照明光を用いるアクティブ計測により，塗膜劣化部位の検出および塗膜の残存厚さの定量評価を行った．さらに，完成した装置を用いて，実橋梁での塗膜劣化計測を行った結果，目視を上回る精度での塗膜劣化部位の検出が可能であることが明らかになった．また，ハイパースペクトル赤外画像計測装置の計測精度向上を目的として，一定周期で変動する照明の下での近赤外線強度変動データをロックイン計測する，アクティブロックイン計測法を開発した．アクティブロックイン計測法の有用性については，塗膜劣化模擬試験体を用いた計測，ならびに実橋梁での現場計測を通じて実験的に検証した．

引入预防性维护对于延长桥梁，油箱和管道等基础设施结构的寿命以及降低生命周期成本至关重要。预防性维持钢结构腐蚀的最重要问题是开发一种非破坏性评估方法，该方法可以检测到高速，远程涂层的重型腐蚀涂层的恶化，并进行定量评估钢结构过程中的恶化进度，以防止钢结构进行预防抗衡，以进行钢构成钢的维持量。因此，在这项研究中，我们专注于重腐蚀涂层中红外光的光谱反射，吸收和传播特性，并开发一种测量方法，可以使用基于光谱摄像头和多光谱镜面外观分析的光谱图像测量的距离进行定量评估重型腐蚀涂层的早期腐蚀涂层的早期恶化。在2022财年，我们完成了一个高光谱红外图像测量设备，该设备可以将对象的光谱特性作为用于测量的硬件。首先，使用高光谱红外图像测量装置使用了用于涂层膜恶化的模拟测试标本，以检测涂层的降低，并定量评估通过使用阳光作为光源作为光源和使用照明光的主动测量的被动测量的涂层的剩余厚度。此外，使用完整的设备，实际桥梁上的涂层劣化测量结果表明，可以准确地检测涂层劣化位点，超过视觉检查。此外，为了提高高光谱红外图像测量设备的测量精度，已经开发了一种主动锁定测量方法，该方法锁定了在一定时期波动的照明下近红外强度波动数据的测量中。通过使用模拟测试样品进行涂层涂层和实际桥梁的现场测量，通过测量进行了实验验证主动锁定测量方法的有用性。

项目成果

期刊论文数量（14）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ハイパースペクトルカメラを用いた構造物の劣化評価

使用高光谱相机进行结构劣化评估

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shinji Hashimura;Kaito Yamashita;Shinji Takahara;Hiroto Morodomi;春名進佑，坂田巧，森本龍人，小川裕樹，塩澤大輝，阪上隆英
通讯作者：
春名進佑，坂田巧，森本龍人，小川裕樹，塩澤大輝，阪上隆英

アクティブロックイン赤外線計測に基づく防食塗装の残存膜厚の定量評価

基于主动锁定红外测量的防腐涂层残膜厚度定量评价

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
坂田巧;森本龍人;小川裕樹;阪上隆英;塩澤大輝;有馬敬育;内野隆太郎;西谷雅弘
通讯作者：
西谷雅弘

赤外線計測による防食塗装の劣化評価法の開発

红外测量防腐涂层劣化评价方法的开发

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yuto KITAMOTO;Yuichi OTSUKA;Yukio MIYASHITA;森本龍人，小川裕樹，岸上俊介，坂田巧，塩澤大輝，阪上隆英
通讯作者：
森本龍人，小川裕樹，岸上俊介，坂田巧，塩澤大輝，阪上隆英

赤外線計測による機械・構造物の状態監視および非破壊検査技術の現状と今後の展望

红外测量机器与结构状态监测与无损检测技术的现状与未来展望

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
小泉勇登;新井優太郎;青木卓哉;井上遼;Ayumi Nakayama;Nguyen Quang Minh，Yuichi Otsuka;石丸恵太，多田直哉，坂本惇司，上森武，松本大樹;岡崎啓史;阪上隆英
通讯作者：
阪上隆英

Background Reflection Removal Using V-SLAM or SfM in the Infrared Measurement of Building Outer Wall Planes

在建筑物外墙平面的红外测量中使用 V-SLAM 或 SfM 去除背景反射

DOI：
10.11396/jjsndi.71.422
发表时间：
2022
期刊：
Journal of The Japanese Society for Non-Destructive Inspection
影响因子：
0
作者：
Yi-Xin Liu;Cheng-Cheng Zhang;Run-Zi Wang;Kai-Ming Zhang;Ji Wang;Shu-Lei Yao;Hao Chen;Xian-Cheng Zhang;Hideo Miura;越智申久，天石敏郎，平島禎，渋谷陽二;内田勇治，横田　太，出崎翔大，塩澤大輝，阪上隆英
通讯作者：
内田勇治，横田　太，出崎翔大，塩澤大輝，阪上隆英