Multivariate Probability of Detection (POD) Analysis Considering the Defect Location for Long-Range, Non-Destructive Pipe Inspection Using Electromagnetic Guided Wave Testing (電磁ガイド波による配管広域探傷のためのきず位置を考慮した多変量PODモデル）として投稿した論文がNDT&E International誌に受理されました。これで今年NDT&E International誌での発表論文はなんと4報目です。素晴らしい。
論文の内容は、マイクロ波を用いた配管内壁面広域一括探傷技術において、プローブからどれくらいの距離にあるどれくらいの大きさのきずまで検出できるのか、ということを定量的に評価するモデルを開発した、というものです。当該モデルの基本的な考え方マイクロ波や配管に減点されるものではなく、他の広域一括探傷技術の場合にも適用できる、はずです。
こちらが例によっての実験風景。配管の内部にマイクロ波を伝播させます。１０ｍ以上の配管は置く場所もないので、１～２ｍのものをつなぎ合わせています。
きず位置と反射波強度の関係。１２ｍ先のきずからでも明瞭な信号が得られていることが確認できます。
雑音レベル評価。信号に比例した部分とそうでない部分に分けて検討します。
で、最終的にこちらか開発したモデルを用いた検出確率。深さが１ｍｍの全集減肉であれば８０ｍ先にあるものでも検出できるという結果ではあるのですが、、、そんな長い配管はさすがになく、、、、
本論文の筆頭著者は当研究室に助教として在籍していた陳冠任君で、当研究室のメンバーの多く1が共著者になっています。陳冠任君は既に東北大学を離れて中国の研究所で勤務していますが、このような形で一緒に過ごした時間が形として残るのは非常にうれしいものがあります。
論文の概要は以下。
Author: Guanren Chen, Yijin Guo, Takuya Katagiri, Haicheng Song, Takuma Tomizawa, Noritaka Yusa, Hidetoshi Hashizume
Title: Multivariate Probability of Detection (POD) Analysis Considering the Defect Location for Long-Range, Non-Destructive Pipe Inspection Using Electromagnetic Guided Wave Testing
Abstract: This paper presents a multivariate probability of detection (POD) analysis method for long-range pipe inspection using microwave non-destructive testing (NDT). The proposed two-dimensional (2D) POD model considers both the size and location of pipe wall thinning (PWT) and is thus able to simultaneously characterize the detectability and detection range. First, the propagation of microwaves in a pipe with PWT was modeled through numerical simulation. The simulated S-parameters (S11) were converted into the time domain and were further processed to correlate the amplitude of the reflection signal with the corresponding PWT depth and location. The simulation results indicate that the logarithmic amplitude of the reflection signal is proportional to the PWT location and logarithmic PWT depth. Therefore, a prior multivariate regression model was established for the above three parameters. Second, an experiment was performed using a 14.5-m-long brass pipe. Twelve short pipes with six different inner diameters were used to emulate PWT and were deployed at eight different locations in the pipe. The experimental results suggest that each PWT can be detected with excellent repeatability, and show consistency with the simulation results. The processed experimental signals were subsequently employed for the regression model of the amplitude of the reflection signal, PWT depth, and location. Finally, a 2D POD model was constructed on the basis of the regression model and a dynamic-static threshold, combining in-pipe microwave signal attenuation with instrumental noises. The POD plot and contour give reasonable interpretations of the detection capability of this testing method against PWTs with different depths, considering the PWT locations.