芝浦工大,レーザーで構造物の損傷を非接触・非破壊で高精度検知

芝浦工業大学の研究グループは,レーザー誘起プラズマ(Laser-induced plasma: LIP)による衝撃波を使用し,構造物の損傷を完全に非接触・非破壊で高精度に検知するシステムを開発した(ニュースリリース)。

航空機,プラントなどの大型構造物の損傷を検知するために,薄板構造物に伝播する弾性波の1つであるLamb波を用いた検討がなされている。非接触・非破壊でLamb波を生成する手法は,レーザー熱弾性や空気結合振動子による方法などが研究されている。しかし,前者は生成されるLamb波の振幅が小さく信号雑音比において問題があり,後者は利用できる環境に制約があった。

また,レーザーアブレーション(Laser ablation: LA,固体表面に高出力のレーザーをパルス照射すると高温高密度のプラズマプルームが形成される現象)によるLamb波生成手法は,従来よりも約100倍強い振幅のLamb波を発生させ,優れた信号雑音比となる。これまでの50分の1程度の時間で検査が可能となるが,検査対象にごく小さな痕ができるという問題があった。

研究グループは,LIPを用いたインパルス加振により,対象構造物に非接触・非破壊でLamb波を生成し,LAと同じ精度で,完全に非接触・非破壊で損傷を検知することに成功した。Lamb波は,高出力パルスレーザーを空気中に照射すると形成されるプラズマが,周囲に球面状に膨張するときに生じる衝撃波を用いて生成した。

このシステムは,LIP衝撃波により加振力を作用させるため,検査対象と衝撃波の生成位置を変化させることで,生成されるLamb波の大きさ,周波数特性,加振面積などをコントロールでき,様々な損傷の検知が可能になるという。実験では,ジュラルミン平板に伝播するLamb波をレーザードップラー振動計により可視化し,その伝播を観察することで,人工的に設けた貫通亀裂の検知にも成功した。

研究グループは今後,完全に非接触非破壊で,将来的には航空機のような大型構造物に対する,広域損傷検知などへの実用化を目指すとしている。

キーワード:

関連記事

  • トルンプファイバーレーザー

    トルンプ、50kWファイバーレーザー搭載の2D切断機を発表

    独TRUMPFは、2Dレーザー切断機「TruLaser 8000 Power Edition」を発表した(ニュースリリース)。 50kWのファイバーレーザーを搭載し、同社がこれまで工作機械向けに提供してきた最も高出力なレ…

    2026.10.22
  • 光ファイバセンシングを活用した漏水位置特定システム

    NTT、光ファイバセンシングとAIで水道管の漏水位置を15分で特定

    NTTは、福岡市管工事協同組合と共同で、光ファイバセンシングとAIを組み合わせた水道管の漏水位置特定技術の実証に成功した。地下に埋設された給水管から生じる微弱な振動を光ファイバで検出し、AIで解析することで、水平誤差75…

    2026.10.21
  • NTTなど、IOWNでトンネル遠隔施工管理を実証 1,000km先からひび割れ検査

    安藤ハザマ、NTT、1Finityの3社は、IOWNのオールフォトニクス・ネットワーク(APN)を活用し、山岳トンネルの建設現場における遠隔施工管理の実証実験を行なった(ニュースリリース)。1,000kmの長距離通信を模…

    2026.10.19
  • 九大など、イオン航跡場加速を実証 陽子を60MeVまで加速に成功

    九州大学、量子科学技術研究開発機構(QST)、大阪大学の研究グループは、高強度レーザーをフォーム標的に照射し、レーザーとともに進むプラズマの波の速度を制御することで、陽子を波に乗せて最大60MeVまで加速することに成功し…

    2026.08.14
  • NVIDIAとコーニングが提携、AIデータセンター向け光接続製品を米国で大幅増産

    米NVIDIAと米コーニング(Corning)は2026年5月6日、米国において次世代AIインフラの構築に不可欠な先進的な光接続製品の生産を大幅に拡大するため、複数年にわたる商業・技術提携を発表した(ニュースリリース)。…

    2026.05.08

新着ニュース

人気記事

編集部おすすめ

  • オプトキャリア