Acoustic Emission

アコースティック・エミッションについて

「FIRST AE」に使われているAE(Acoustic Emission)についての情報を掲載しています。


アコースティック・エミッション(Acoustic Emission)とは?

金属やコンクリートなどに負荷がかかり、き裂・摩耗・腐食・放電などが生じると、素材内部に蓄えていた弾性エネルギーが10kHz〜1MHzの高い周波数をもつ音響信号“弾性波”として放出されます。これがアコースティック・エミッション(Acoustic Emission、以下AE)と呼ばれる現象です。

AEを利用して非破壊で評価

素材から放出される弾性波を計測、解析するAE法で、き裂・摩耗・腐食・放電などの程度や、生じた位置を知ることができます。超音波探傷検査、X線等の非破壊検査と並び、世界中で利用され、現在までに多くの実績がある技術です。

生産設備やロボット、橋や道路等のインフラ、プラントのタンクや配管、ケーブルや送電線などの大部分は、金属とコンクリートで構成されています。弾性波を適切に計測、評価することで、これらの現場で発生する問題を検出し、製品加工評価、生産テストなども、正確かつ、簡単に、低コストで行うことが可能です。

まず、評価したい対象物の表面にAEセンサ(圧電トランスデューサー)を設置します。AEセンサが、弾性波を検出して電気信号に変換、有線、もしくは無線でパーソナルコンピュータに送り、計測値を処理します。その情報を評価することで、対象物の状態を把握することが可能です。

超音波探傷検査との違い

従来の代表的な非破壊検査のひとつである“超音波探傷検査(UT)”は、問題発生が想定される箇所に超音波を当て、跳ね返ってきた情報を解析することで、破損の程度や場所などを検出します。それに対して、AEの検査は、問題が発生している箇所からの弾性波を直接捉えることができます。

アコースティックエミッションと非破壊超音波探傷試験の違い

AEを利用した評価の特徴

・継続的・広範囲なモニタリングが可能
評価する対象物に弾性波を検知するAEセンサを取り付けることで、継続的なモニタリングが可能です。また、従来の検査法は一度に調べる範囲が限られているのに対し、AEを利用すれば広範囲のモニタリングができます。

・問題の発生位置の特定が可能
2つ以上のAEセンサを設置すれば、各センサから届く信号の時間差の情報を利用して、破損や問題が発生している位置を特定することができます。

・素材の持つ弾性波の特性を利用
音はあらゆるものから発生するため、設備等の異常だけではなく、周辺のノイズを拾ってしまう場合があります。ただし、あらかじめ素材ごとに発生する弾性波の特性や利用条件などを確認しておけば、ノイズを抑えて評価することが可能です。

AEを採用するメリット

1)設備の稼働停止による損失を最小化
継続的なモニタリングが可能なため、設備を稼働しながら評価することができます。生産性を損なわず、設備停止による損失が最小限に抑えられます。

2)人件費、検査工数・時間を削減
広範囲をモニタリングできるので、無駄なく効率的に問題箇所を特定できます。また「FIRST AE」を利用し、無線化することで、現場の状況を遠隔で監視、操作することも可能です。人件費、検査工数・時間の削減につながります。

3)破損や故障を予測。コストを削減
長期間、継続して監視することにより、設備の微細な変化を捉えて、故障や破損などの予測が可能となります。必要に応じた修理や部品の交換をすればすむので、無駄なコストの削減にもつながります。

素材・発生源による弾性波の特徴

素材や現象ごとに発生する弾性波の周波数帯域が異なります。AE法では、この違いを利用して素材の状態や問題を検知します。また、き裂・摩耗・腐食・放電による弾性波と、設備の稼働などによるノイズも区別することが可能です。

弾性波の周波数帯域

□ 金属:100kHz〜300kHz
□ コンクリート:約60kHz
□ 放電:10kHz〜1MHz

このような特徴から「FIRST AE」では、60kHz(主にコンクリート評価用)と、150kHz(主に金属用)の2タイプのAEセンサをご用意しています。

→製品ページ


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