電磁気現象の集束及び増幅に着目した渦電流探傷システムの開発

本研究では、社会・産業インフラ等の保守検査に適用するため、①試験体形状への追従性と高い探傷性能を有する磁気増幅型フィルム状渦電流探傷センサ、②微小欠陥の検出を可能とする渦電流集束型探傷センサ、③試験体表面下の欠陥も検出可能なフェイズドアレイ渦電流探傷法、及び①～③に適用可能な④機械学習を用いた欠陥評価法を開発することを目的に研究に取り組んだ。①の研究項目については、フィルム状渦電流探傷センサを設計・作製するとともに、それらを用いた計測システムを組み上げ、きず検出能に対する基本特性を有限要素解析と実験により確認した。さらに、フィルム状渦電流探傷センサとアモルファス磁性体を使用することにより優れた欠陥信号増幅効果を有することを有限要素解析と実験により確認した。②の研究目については、励磁コイルによって誘導される電流がコア先端で集束するように数種類の銅製のコアの形状を有限要素解析を用いながら特別に設計し、渦電流が集束すること及び優れた欠陥検出性能を有することを有限要素解析と実験により確認した。③の研究項目については、磁化器を励磁に使用し、複数の円形コイルを用いて表面下の欠陥も検出できるような基礎検討と信号の計測後の処理方法の基礎検討を行った。④の研究項目については、欠陥信号を有する画像を収集するとともに、機械学習を用いた欠陥検出手法をコンボリューションニューラルネットワークを用いながら、検討した。

本研究では、社会・産業インフラ等の保守検査に適用するため、①試験体形状への追従性と高い探傷性能を有する磁気増幅型フィルム状渦電流探傷センサ、②微小欠陥の検出を可能とする渦電流集束型探傷センサ、③試験体表面下の欠陥も検出可能なフェイズドアレイ渦電流探傷法、及び①～③に適用可能な④機械学習を用いた欠陥評価法を開発することを目的に研究に取り組んだ。①の研究項目については、フィルム状渦電流探傷センサを設計・作製するとともに、それらを用いた計測システムを組み上げ、きず検出能に対する基本特性を有限要素解析と実験により確認した。さらに、フィルム状渦電流探傷センサとアモルファス磁性体を使用することにより優れた欠陥信号増幅効果を有することを有限要素解析と実験により確認した。②の研究目については、励磁コイルによって誘導される電流がコア先端で集束するように数種類の銅製のコアの形状を有限要素解析を用いながら特別に設計し、渦電流が集束すること及び優れた欠陥検出性能を有することを有限要素解析と実験により確認した。③の研究項目については、磁化器を励磁に使用し、複数の円形コイルを用いて表面下の欠陥も検出できるような基礎検討と信号の計測後の処理方法の基礎検討を行った。④の研究項目については、欠陥信号を有する画像を収集するとともに、機械学習を用いた欠陥検出手法をコンボリューションニューラルネットワークを用いながら、検討した。