サイズモエレクトリック効果を利用した新しい材料欠陥検出法の開発

前年度は,サイズモエレクトリック効果は室内実験用計測システムのプロトタイプを作成し,サイズモエレクトリック効果の測定を行った.き裂と見立てた試料間の間隙で発生したと思われるサイズモエレクトリック信号の測定に成功しているが,信号が微弱でノイズの影響をかなり受けている状態であった.本年度は,作動増幅器を用いたノイズ対策や電極やフィルターなど計測システムに改良を行い,サイズモエレクトリック信号の質の向上をはかった.雑音の主な原因は,音波の励振に使用している圧電センサからの誘導であり,これが非常に卓越しているためにサイズモエレクトリック信号の識別を難しくしていた.これを作動増幅器で参照電極との差を取ることで誘導を除去し,比較的明瞭に確認できるようになった.その信号レベルは,本研究で試作した実験システムでは数十マイクロボルトであることが分かった.そのうえで,き裂内部に満たされている流体の導電率をパラメータとした測定を行った.流体の導電率は塩化ナトリウム水溶液を用いて0〜10mΩ/cmの範囲で調整した.この結果,精製水のように導電率がほぼゼロに等しい流体中ではサイズモエレクトリック信号は測定できず,一方,1〜2mΩ/cmで最大となる.さらに,この範囲をこえると再び測定できない状態になることが判明した.今後は,実験試料とき裂寸法の小型化,そして,金属材料の欠陥検出へ適用し,実用レベルの非破壊検査に近づけていく予定である.

前年度は,サイズモエレクトリック効果は室内実験用計測システムのプロトタイプを作成し,サイズモエレクトリック効果の測定を行った.き裂と見立てた試料間の間隙で発生したと思われるサイズモエレクトリック信号の測定に成功しているが,信号が微弱でノイズの影響をかなり受けている状態であった.本年度は,作動増幅器を用いたノイズ対策や電極やフィルターなど計測システムに改良を行い,サイズモエレクトリック信号の質の向上をはかった.雑音の主な原因は,音波の励振に使用している圧電センサからの誘導であり,これが非常に卓越しているためにサイズモエレクトリック信号の識別を難しくしていた.これを作動増幅器で参照電極との差を取ることで誘導を除去し,比較的明瞭に確認できるようになった.その信号レベルは,本研究で試作した実験システムでは数十マイクロボルトであることが分かった.そのうえで,き裂内部に満たされている流体の導電率をパラメータとした測定を行った.流体の導電率は塩化ナトリウム水溶液を用いて0〜10mΩ/cmの範囲で調整した.この結果,精製水のように導電率がほぼゼロに等しい流体中ではサイズモエレクトリック信号は測定できず,一方,1〜2mΩ/cmで最大となる.さらに,この範囲をこえると再び測定できない状態になることが判明した.今後は,実験試料とき裂寸法の小型化,そして,金属材料の欠陥検出へ適用し,実用レベルの非破壊検査に近づけていく予定である.