• <optgroup id="iyaew"></optgroup>
  • <rt id="iyaew"></rt><samp id="iyaew"><label id="iyaew"></label></samp>
  • <tr id="iyaew"></tr>
  • 客觀日本

    利用片狀攝像頭和電磁波無損檢測電線和管道內部

    2021年06月16日 電子電氣

    日本東京工業大學的河野行雄特定教授(兼任中央大學教授)等人開發出了可利用柔軟的片狀攝像頭高精度檢測電線、管道及高架道路等基礎設施的內部情況的系統,還能安裝到各種機器人和汽車上使用。用于獲取圖像的電磁波可根據檢測對象區分使用,片狀攝像頭的尺寸和形狀也可以改變。今后計劃作為可在人工難以檢測的場所等進行無損檢測的裝置盡快實現實用化。

    title

    片狀攝像頭可以自由改變形狀(圖片由東京工業大學河野行雄特定教授提供)

    title

    利用道路模型確認可使用機械臂進行檢測(圖片由東京工業大學河野行雄特定教授提供)

    片狀攝像頭是在樹脂膜上層疊碳納米管制成的。照射電磁波后內部會產生溫差,溫差被轉換成電壓,測量電壓即可獲得圖像。通過涂抹特殊的離子液體可以提高電信號的轉換效率,即使光量較少也可以拍攝到清晰的圖像。

    可以根據檢查對象區分使用毫米波、太赫茲波或紅外線等電磁波,可以僅拍攝目標材質。頻率為0.1~10太赫茲(1太赫茲為1萬億赫茲)的電磁波太赫茲波同時具備光和電波的特性,可以穿透除金屬和水以外的多數物質。

    如果想知道電線內部的金屬是否有損傷時,照射太赫茲波可以穿透表層包覆的材料,就能了解內部的情況。研究團隊改良了數據處理的方法,不僅支持電磁波的多種反射方式,而且移動拍攝時也能獲得清晰的圖像。

    研究團隊試制了3種類型的系統,分別是為了從外側檢查電線等而在管體內側張貼片狀攝像頭的類型;像插入血管內部的內窺鏡那樣從內側檢查管道等的類型;安裝在機械臂頂端檢查人手難以到達的位置的類型。

    為驗證系統的性能,研究團隊利用輸電線模型和實際的燃氣管道進行了試驗。輸電線從外側,燃氣管道從內側檢查了損傷等情況。通過組合使用多種電磁波,能迅速檢測到肉眼難以發現的直徑和寬度小于1毫米的微小損傷。

    研究團隊在使用火車模型實施的實驗確認,可以邊移動邊通過圖像診斷隧道壁面的損傷等。還可以配備到小型無人機上進行檢測。構成該系統的部件可以利用3D打印機制作,能根據檢測對象設計最佳的尺寸和形狀。

    關于利用機器人等對輸電線、道路和狹窄的隧道壁面等進行無人檢測的技術,此前已經研究過包括電磁波在內的多種方式。一般來說,需要根據檢測對象的形狀和尺寸選擇專用的檢測裝置,而新系統的優點是可以自由調整形狀。目前已開始與從事基礎設施檢測業務的相關企業、材料廠商和建筑公司等討論實用化事宜。

    日文:松添亮甫,日經產業新聞,2021/06/02
    中文:JST客觀日本編輯部