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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01213/
• 关键词: 材料力学・実験力学; 非破壊評価・状態監視; 赤外線計測; 重防食塗装; 鋼構造物; 非破壊評価; インフラ鋼構造物

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．

Long life of bridge, petroleum, piping, etc. structure, reduce the cost, prevent the introduction of security. The most important issue in preventing and protecting steel structures from decay is to implement the prevention and protection of steel structures from decay within a limited time. The focus is on preventing the deterioration of food coatings at an early stage at a distance, without contact or damage, and with high efficiency and high precision, a non-destructive evaluation method for quantitative evaluation of the progress of deterioration has been developed. In this study, the spectral reflection, absorption, and transmission characteristics of the heavy duty coating film were investigated. The spectral characteristics of the heavy duty coating film were measured by infrared spectroscopy. The analytical method for the inverse problem was developed. The quantitative evaluation of the early degradation of the heavy duty coating on remote structures was carried out in 2022. The spectral characteristics of an object are imaged. The imaging device is completed. The coating film degradation simulation test sample is used for the detection of coating film degradation parts and quantitative evaluation of coating film residual thickness. In addition, when the device is used, the measurement results of coating deterioration of the bridge are visually improved, and the detection of coating deterioration parts is possible. The measurement accuracy of the infrared image measurement device is improved. The measurement method of the infrared image measurement device is developed by changing the intensity of the near infrared ray under the illumination with a certain period. The usefulness of the measurement method is discussed in detail. The coating degradation simulation test sample is measured in the middle, and the bridge is measured in the field.

项目成果

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

• 发表时间: 2023
• 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

• 发表时间: 2022
• 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

• 发表时间: 2022
• 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

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

• 发表时间: 2022
• 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

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
• 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