1

トンネルや橋梁などの構造物のトンネルや橋梁などの構造物のトンネルや橋梁などの構造物のトンネルや橋梁などの構造物の遠隔非破壊検査方法遠隔非破壊検査方法遠隔非破壊検査方法遠隔非破壊検査方法

熊本大学大学院熊本大学大学院熊本大学大学院熊本大学大学院 自然自然自然自然科学研究科科学研究科科学研究科科学研究科

産業創造工学専攻産業創造工学専攻産業創造工学専攻産業創造工学専攻 機械知能システム講座機械知能システム講座機械知能システム講座機械知能システム講座

教授教授教授教授 森森森森 和也和也和也和也

2

新技術の概要新技術の概要新技術の概要新技術の概要

• ウォータージェットを用いた打音検査

はく離部コンクリート壁

ノズル

集音マイク

ポンプ

水滴

音響

ウォータージェットを放水し、打撃音をマイクで収集して検査を行う。

3

従来技術の問題点従来技術の問題点従来技術の問題点従来技術の問題点

• 打音検査

株式会社ダイム

①時間がかかる ②経費がかかる ③作業者不足

4

従来技術の問題点従来技術の問題点従来技術の問題点従来技術の問題点

・遠隔で非破壊検査を行う技術：赤外線サーモグラフィ法

赤外線サーモグラフィ

コンクリート壁

赤外線

太陽光など可熱源が必要

①強力な加熱源が必要 ②装置が高価③人工加熱では時間がかかり、深い欠陥の検出が難しい

5

従来技術の問題点従来技術の問題点従来技術の問題点従来技術の問題点

・遠隔で非破壊検査を行う技術：レーザ法

レーザ加振装置

コンクリート壁高価

①装置が高価 ②計測範囲が狭い ③危険④汚れた面は計測困難（レーザ反射が得られにくいため）

レーザ振動計

6

従来技術の問題点従来技術の問題点従来技術の問題点従来技術の問題点

・遠隔で非破壊検査を行う技術：音響可振法

音響加振装置

コンクリート壁うるさい

①うるさい ②装置がやや高価③汚れた面は計測困難（レーザ反射が得られにくいため）

レーザ振動計

7

新技術の特徴・従来技術との比較新技術の特徴・従来技術との比較新技術の特徴・従来技術との比較新技術の特徴・従来技術との比較

方法方法方法方法 概要概要概要概要 長所長所長所長所 短所短所短所短所

水撃音響法水で加振音響で振動計測

装置・作業費用が安い作業効率がよい検査面の洗浄効果がある

水が必要水が飛び散る

打音法ハンマで加振音響で振動計測

信頼性が高い装置費用が不要

作業効率が悪い検査費用が高い作業者不足

サーモグラフィ法加熱で温度差カメラで計測

計測範囲が広い 作業効率が悪い(4km/h)装置費用が高い深強力な加熱源が必要

レーザ法レーザで加振レーザで振動計測

自動化が容易 装置費用が高い計測範囲が狭い汚れた面は計測困難

8

国土交通省国土交通省国土交通省国土交通省道路局道路局道路局道路局公募（公募（公募（公募（平成２５年平成２５年平成２５年平成２５年６月）６月）６月）６月）

道路トンネルの覆工コンクリートの

うき・はく離を検知する新技術• 「近接目視」と「打音検査」の組み合わせである従来技術を代替できるか、従来技術と新技術の組み合わせで代替できること。

• １万平方メートルあたりの検査日数が1.35 日（実稼働時間10.8 時間）以下であること。

• 従来技術の高所作業車等による「近接目視」＋「打音検査」に必要な交通規制と同等もしくは軽減できること。

• 直接費が１万平方メートルあたり245,000 円を大きく上回らないこと。

すべてを満足可能！

9

公募技術にて代替しよう公募技術にて代替しよう公募技術にて代替しよう公募技術にて代替しようとする従来技術とする従来技術とする従来技術とする従来技術

「近接目視」と「打音検査」の組み合わせである従来技術を代替できるか、従来技術と新技術の組み合わせで代替できること。

つまり、打音検査の代替えができること。

水による打音検査

代替え可能

10

検査速度

１万平方メートルあたりの検査日数が1.35 日（実稼働時間10.8 時間）以下であること。

つまり、0.5m幅の20kmを10.8時間で検査（時速2km=秒速0.6m）

秒速5m

0.5m×0.5m検査を0.1s

0.5m

11

交通規制交通規制交通規制交通規制

従来技術の高所作業車等による「近接目視」＋「打音検査」に必要な交通規制と同等もしくは軽減できること。

つまり、交通規制を従来の検査以下にする。

交通規制不要

走行型検査

12

費用費用費用費用

直接費（人件費＋機械器具費）が１万平方メートルあたり245,000 円を大きく上回らないこと。

つまり、１日で、245,000円以下。

15万円以下

人件費2万×2機械レンタル10万？

13

想定される用途想定される用途想定される用途想定される用途

トンネル 高架床版下面

14

実施例実施例実施例実施例

• ウォータージェットを用いた打音検査

はく離部コンクリート壁

ノズル

集音マイク

ポンプ

水滴

音響

ノズル直径1mm、流速10m/s、計測時間0.2秒。

0.2

m

4 m

15

実施例実施例実施例実施例

欠陥なし

音響シグナル

欠陥あり

音響シグナルからは、欠陥の有無はわからない。

16

実施例実施例実施例実施例

欠陥なし

振幅スペクトル

欠陥あり

振幅スペクトから明確に欠陥の有無が判別できる。

欠陥によるピーク

17

実用化に向けた課題実用化に向けた課題実用化に向けた課題実用化に向けた課題

• 現在、直径200mm・深さ25mmの欠陥に対して、4mの位置からの試験のみ確認済み。

• 今後、多様な欠陥に対して実験データを取得し、それぞれの欠陥に最適なウォータージェットの条件設定を行っていく。

• 実用化に向けて必要な事項：

①移動式検査措置の開発・実験

②打音検査と同時にビデオカメラで検査箇所を収集し、問題箇所をマッピングするソフトの開発

18

企業への期待企業への期待企業への期待企業への期待

• 移動式検査装置の開発については、問題ないと考えている。

• 問題箇所のマッピングは、ユーザーの立場で企業で開発してもらいたい。

• 国交省等の公募に共同出願する企業との共同研究を希望。

• また、各種遠隔非破壊検査法を開発中の企業には、本技術の導入が有効と思われる。

19

本技術に関する知的財産権本技術に関する知的財産権本技術に関する知的財産権本技術に関する知的財産権

• 発明の名称 ：構造物の非破壊検査方法及び

非破壊検査装置

• 出願番号 ：特願2015-177167• 出願人 ：国立大学法人熊本大学

• 発明者 ：森 和也

20

産学官連携の経歴産学官連携の経歴産学官連携の経歴産学官連携の経歴

• 2010年- 機械加工メーカーと共同研究

• 2013年 JST A-Step事業に採択• 2013年-2014年 JST A-Step事業に採択• 2014年 複数の企業と

SIP社会インフラ応募• 2014年-2015年 JST A-Step事業に採択

21

お問い合わせ先お問い合わせ先お問い合わせ先お問い合わせ先

熊本大学 産学連携ユニット・研究コーディネーター

松浦 佳子

ＴＥＬ096－342 － 3145

ＦＡＸ096－342 － 3239

e-mail y-matsuura＠jimu.kumamoto-u.ac.jp

熊本大学 産学連携ユニット・研究コーディネーター

和田 翼

ＴＥＬ 096－342 － 3247

ＦＡＸ 096－342 － 3239

e-mail t-wada＠jimu.kumamoto-u.ac.jp