周波数自動可変型超音波技術でコンクリート内部の3D可視化

February, 26, 2026, 仙台--東北大学大学院工学研究科の小原良和教授、藤川裕翔大学院生らの研究グループは、米国ロスアラモス国立研究所(LANL)との国際共同研究により、これまで開発してきた圧電探触子送信とレーザ受信による超多素子2次元マトリクスアレイを組み合わせたPLUSを発展させ、検査対象に応じて最適周波数を自動で選択する広帯域送受信システムを融合した「周波数自動可変型PLUS」を開発した。
その結果、多様なコンクリート内部の欠陥を3次元で可視化することに成功した。この成果は、老朽化コンクリートインフラの危険箇所の特定に大きく貢献する技術である。
構造物内部の欠陥を非破壊で評価する技術は、老朽化が進むインフラの維持管理に不可欠である。内部欠陥の検査には超音波が広く用いられ、近年は医療分野で開発された超音波フェーズドアレイの工業利用も進んでいる。しかし、コンクリートは超音波の減衰が極めて大きく、既存の超音波フェーズドアレイ装置では内部を計測できないという課題があった。

【発表のポイント】
・コンクリートの内部欠陥を3次元で映像化できる超音波計測技術の新方式を開発した。
・既報の3次元超音波映像法PLUS（Piezoelectric and Laser Ultrasonic System）技術をさらに発展させ、検査対象に応じて最適周波数を自動で選択できる新システムを実現した。
・この成果は、トンネル、橋梁、高速道路などの老朽化が進むコンクリートインフラの安全性・信頼性の評価・向上に貢献する。

研究成果は1月27日（米国時間）に、応用物理学分野の学術誌Applied Physics Lettersに掲載された。また、Featured Articleに選ばれた。

(詳細は、https://www.tohoku.ac.jp)