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超音波非破壊検査ソリューション

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Aigtek

非破壊検査では、深部の欠陥や微小な損傷を捉えるために十分な強度の励起信号が欠かせません。ATA-2000・ATA-4000シリーズ パワーアンプによるソリューションと、電極深さ測定・支保工接合部監視の事例を紹介します。

概要

産業用の非破壊検査(NDT)では、音波や電磁界などの物理エネルギーが一般的な情報の担い手として用いられ、製品の品質管理や新材料の研究で重要な役割を果たしています。

しかし、これらのエネルギーは材料中を伝搬する際に吸収や散乱などによって減衰・歪みを受けるため、深部に埋もれた欠陥や微小な損傷を検出する際の感度と分解能が大きく低下します。これは、複合材料の検査など複雑な場面での有効性と信頼性も制限します。そのため非破壊検査には、十分な初期エネルギー、透過深さ、S/N比を確保できる強度の励起信号が必要であり、それによって正確な結果が得られます。

推奨製品

図1:ATA-2000シリーズ/ATA-4000シリーズ パワーアンプ

シリーズ

ATA-2000シリーズ

ATA-4000シリーズ

帯域幅(-3dB)

DC~1MHz

DC~3MHz

最大出力電圧

1600Vp-p

310Vp-p

最大出力電流

500mAp

4Arms

最大出力電力

60Wp

547.1Wp

ソリューションの特長

  • 高電圧励起とインテリジェントな信号処理を組み合わせ、深部欠陥の微小な異常を正確に特定

  • 4象限動作により、容量性・誘導性・抵抗性の負荷に対応

  • 複数の周波数・電圧・電流レンジから選択可能

  • 高調波歪みを0.1%に抑制

  • 完全なプログラム制御とリモート制御に対応し、あらゆる試験プラットフォームにシームレスに統合可能

  • 広帯域増幅により、非破壊検査の送信部で高忠実度の信号増幅を実現

  • 過電流・過電圧・過熱時のシャットダウンによる充実した保護機能

応用分野

自動車部品の検査、航空機構造の検査、石油・ガスのパイプラインおよび貯蔵タンクの検査、レールの探傷、コンクリート構造物の評価、医療用インプラントの欠陥検出が主な応用分野です。

図2:超音波非破壊検査システムの構成と応用分野(PC、信号発生器、パワーアンプ、受信・表示装置。自動車部品、航空機構造、石油・ガスのパイプライン・貯蔵タンク、レール、コンクリート構造物、医療用インプラント)

応用事例1:サブマージアーク炉の電極深さ測定のための超音波ガイド波実験

サブマージアーク炉(SAF)は、鉱石を製錬するための大型の電気冶金設備です。電極が超高温の装入物の奥深くに埋まっているため、オンラインでの監視はきわめて困難です。この問題を解決するため、研究者は超音波ガイド波を用いて電極挿入深さ(EID)を検出する音響的手法を導入しました。

この分野では、AigtekのATA-2000シリーズ全13機種お問い合わせ詳しく見る パワーアンプが広く採用されています。電圧・電力の異なる機種がそろっており、市販のほぼすべての超音波プローブに合わせて選択できます。

図3:電極深さ測定のための超音波ガイド波実験の構成(PC、信号発生器、高電圧アンプ、インピーダンス整合回路、トランスデューサー01・02、グラファイト電極、ローパスフィルター回路、オシロスコープ)

応用事例2:圧電センシング技術による支保工接合部の接続状態の監視試験

建設現場で最も一般的に使用されているカプラー式の型枠支保工は、複雑で集中した荷重を受けると倒壊しやすく、重大な工事事故につながります。この問題に対処するため、圧電アクティブセンシング技術を用いたオンライン監視の研究が行われています。

接合部の監視研究においても、AigtekのATA-2000シリーズ パワーアンプがこの分野で広く使用されています。電圧・電力レベルの異なる多様な機種により、市販の大部分の圧電トランスデューサーに合わせて駆動できます。

図4:圧電センシングによる支保工接合部監視試験の構成(LabVIEW、データ収集カード、パワーアンプ、PZT1・PZT2、カプラー式足場の接合部、ノートPC。1回目と2回目のサイクルの信号経路)

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