Study on defect detection by spatial spectral entropy (SSE) and healthy part evaluation for noncontact acoustic inspection

非接触声学检测中空间谱熵（SSE）缺陷检测和健康部位评估研究

基本信息

批准号：
19K04414
负责人：
杉本和子
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Toin University of Yokohama
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度の研究の成果は，以下の通りである。(1)２つのエントロピーの規格化を定式化したこと欠陥の検出・判定に用いるスペクトルエントロピー(SE; Spectral Entropy)の従来の定義式では，測定条件のサンプリング数の変化に伴い，SE値も変化する。規格化SEでは，サンプリング数によるSE値への影響はない。共振周波数の検出に用いる空間スペクトルエントロピー(SSE; Spatial Spectral Entropy)の従来の定義式では，測定条件の測定点数の変化に伴い，SSE値が変化する。規格化SSEでは，測定点数の変化によるSSE値への影響はない。その為，測定場所・測定条件・計測対象に寄らず，同一基準で評価できるようになった。(2)吹付けコンクリート供試体の円形欠陥(直径300mm，欠陥深さ40,60,80mm)に対しては，従来の欠陥検出が適用可能で，健全部と欠陥部がうまく分離できること，また，SSE解析により円形欠陥の共振周波数が検出可能で，その周波数帯による映像化により内部欠陥の検出・映像化が鮮明に得られること，さらに，円盤の古典振動理論式と比較すると，SSE解析で得られた共振周波数と欠陥深さの関係が線形性を示し，円形欠陥の直径も含めた関係が理論に適合することが検証された。(3)吹付けコンクリート供試体の円形欠陥(直径200mm，欠陥深さ40,60,80mm)に対しては，吹きつけコンクリート表面の凹凸のレーザ計測への影響や，音波加振によって表面の微細な構造の揺れがレーザ計測に引っかかるなど，局所的に大きい振動速度スペクトル成分が顕著に検出され，SSE解析が有効に働かない問題があった。そこで，振動速度スペクトル成分の統計処理後に，SSE解析を行い，この問題を解決した。これらの成果は，国内学会で6件，国際学会で1件の発表を行い，日本語論文1件，英語論文1件が掲載された。

今年研究的结果如下：（1）用于检测和确定缺陷的光谱熵（SE）中两个熵的标准化的表述，SE值也随着采样测量条件数量的变化而变化。在归一化的SE中，样品数量不影响SE值。在用于检测共振频率的空间光谱熵（SSE）的常规定义中，SSE值随着测量条件下的测量点数量的变化而变化。在归一化的SSE中，由于测量点数量的变化，对SSE值没有影响。因此，可以根据相同的标准进行评估，而无需接近测量位置，测量条件或测量目标。（2）传统的缺陷检测可以应用于喷涂的混凝土样品中的圆形缺陷（直径300 mm，缺陷深度40、60、80 mm），从而使所有健康和缺陷的部位良好分离，并且可以通过清晰的频率进行频率和成像来检测循环缺陷的复苏频率。此外，与椎间盘的经典振动理论方程相比，可以验证在SSE分析中获得的共振频率和缺陷深度之间的关系显示线性，并且关系包括圆形缺陷的直径符合该理论。（3）关于喷涂的混凝土样品中的圆形缺陷（直径200毫米，缺陷深度40、60、80 mm），存在一个问题，即显着检测到大的局部局部振动速度频谱成分显着检测到，例如，不均衡性对激光测量和精细的混凝土表面效果的影响，并在激光效果上进行了精确的效果。测量结果，导致SSE分析无效的问题。因此，在对振动速度频谱成分的统计处理后，进行了SSE分析以解决此问题。其中六个结果是在国内学术会议上介绍的，在国际学术会议上介绍了一份日本论文和一篇英语论文。