アコースティックエミッション(AE)

  • Acoustic Emission      
  • 声发射      
  • 음파방출

ものが壊れるときに音がすることは、日常だれもが経験している。応力による材料のひずみと発生する音との関係を詳細に調べてみると、金属、FRP、セラミックス、コンクリートなど多くの材料は、破壊に至るかなり以前から音響エネルギーを放出していることがわかっている。これがAE(アコースティックエミッション)と呼ばれる現象である。

AEは、「固体が変形または破壊する際に、固体がそれまで蓄えていたひずみエネルギーを開放する結果として発生する弾性波」などと定義されている。簡単にいえば、AEとは「ひずみに耐えられなくなった材料の悲鳴」である。ただし、この悲鳴は、通常数kHzから数MHzの微弱な振動であるため、人間が直接耳で聞くことはできない。

AEは材料の悲鳴

AE法は、欠陥モニタの手段として広く認識されている。その理由は、材料の欠陥自身が放出するエネルギーを直接観測する手法なので、塑性変形や微視的破壊などの過程をリアルタイムに観測できる点にある。これは、パルスを発射してその反射を測定する超音波探傷法などに比べて、大きなメリットである。AEは、「材料の中で、今何が起こっているかを知るための窓である」ともいえる。

AEは固体中を伝わる微弱な超音波なので、AE専用のセンサで検出して電気信号に変換する。下のグラフはAE波形の一例である。この波形を解析することにより、破壊じん性試験、応力腐食割れ試験などの材料試験、磁気ディスクヘッドタッチ検出などの製品検査、回転機器やプラントなどの設備診断、トンネルの掘削機などの作業モニタなど様々な分野に応用されている。

AE波形の例

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