什么是无损检测？

什么是无损检测？

2025/06/25

无损检测适用于检查使用中的机器、设备和结构，因为它可以在不破坏被检查对象的情况下进行检查。特别是近年来，1955年左右开始的经济高速增长时期建造的供水和污水系统、隧道和桥梁等基础设施的老化已成为一个社会问题，利用无损检测来检查这些基础设施的运动日益兴起。然而，传统的无损检测很难检查隧道、桥梁和飞机等大型结构。我们采访了弹性基础设施实施研究中心副研究主任Nobuyuki Toyama和智能监控技术研究组研究组长神宫元晴，探讨了新型无损检测技术的发展趋势，以解决当前的检测问题。

什么是无损检测

　有一种方法可以在不拆卸或破坏物体的情况下检查内部状况并找到难以看到的划痕。这就是“无损检测”。无损检测可以在不损坏被检物体的情况下检查内部状况和损坏的进展，因此它的应用领域非常广泛，包括对即将装运的产品以及使用中的机器和结构的检查。一个熟悉的例子是登机时对行李进行X射线检查，这也是无损检查的一种。无损检测还用于检查电子元件中的电容器内部以及检查用作建筑物结构材料的钢板上的划痕。

　目前，无损检测的一个新应用领域正在引起人们的关注：检查构成生命和工业基础的基础设施、设备和设施的安全性。在日本，许多基础设施，如供水和污水处理系统、隧道和桥梁，都是在经济高速增长时期建造的。据说有70万座公路桥梁和1万座隧道。如今这些设施已经老化，确保安全已成为刻不容缓的问题。与此同时，由于少子老龄化导致劳动人口减少，检查基础设施安全的人力短缺。由于道路、供水等基础设施是持续使用的，因此很难破坏或拆卸它们进行调查。因此，无损检测技术的使用是值得期待的。

　然而，目前实用化的无损检测技术存在需要专用设备、检测人员的技能以及只能检测狭窄区域等问题。因此，目前的技术不足以广泛应用于基础设施检查。

无损检测的类型

　目前，广泛应用的无损检测试验方法有以下几类。

无损检测测试方法的特点、优缺点

考试名称	方法	好处	缺点
无线电透明度测试	照射X射线等放射线的方法	可详细查看内部状态	需要防爆设备
超声波探伤测试	照射超声波并利用其反射	该系统便宜且安全	不适合形状复杂的零件
涡流检测	将线圈靠近并观察产生的涡流	无需预处理或后处理	只能测试导电的东西
磁粉检测	磁化物体并应用磁粉以可视化缺陷	可以通过肉眼轻松发现缺陷	不能应用于非磁性材料
渗透检测	浸入含有颜料或荧光涂料的液体中	容易发现表面划痕	无法进行内部检查
原声· 排放定律	测量材料变形或破坏时产生的弹性波	可以实时测量	判断伤口需要高超的技巧

　除了这些方法之外，还有敲击物体以检查声音回声的锤击测试和目视检查状况的目视测试。特别是目视检查无需特殊设备或设施即可轻松进行，因此适用范围广泛，被用于大多数基础设施的检查。

AIST 无损检测研究

　AIST正在从各种角度推动无损检测和基础设施检测相关技术的研究和开发。

超声波探伤，以非接触方式高速传输超声波的可视化

　首先，我们一直在开发世界首创的技术，超声波探伤技术，利用脉冲激光以非接触、高速的方式可视化超声波来检测缺陷等。

超声波探伤一般是将探头放置在被检物体上，注入超声波，通过检测反射波来检查内部状况。 AIST一直在开发使用脉冲激光的超声波探伤技术，旨在加速超声波探伤检测。当脉冲激光照射到物体表面时，被激光照射的区域瞬间热膨胀，产生超声波。通过使用镜子在待检查区域内高速扫描激光，我们开发了一种将超声波通过检查对象的传输可视化为视频的方法。该激光超声可视化检测装置已实现商品化，在国内外用于无损检测。

　我们正在与 IHI Corporation 和福井县合作进行研究，将该方法应用于飞机结构部件用碳纤维增强塑料 (CFRP) 的质量评估。2025/03/26 新闻稿）。特别是，我们正在开发一种针对CFRP超声波探伤优化的激光测量系统，旨在实现高速、完全非接触式检测。

可进行现场检查的便携式X射线检查设备

　X射线无损检测已得到广泛应用，但由于传统X射线检测设备体积大、产量高，因此需要在检测过程中采取防止辐射暴露的措施，部署具有专业资格的人员，并确保大范围的限制区域。因此，基本上需要将检查对象带到具有X射线检查设备的设施。

　因此，AIST开发了一种使用特殊碳材料（针叶碳纳米结构）的X射线源。虽然输出功率高，但体积小、重量轻、耗电少，可用USB供电或电池供电。此外，我们还开发了应用液晶显示器机制的平板X射线检测器。与传统的X射线探测器相比，它具有面积大、灵敏度高、分辨率高、整个面板柔性弯曲等特点。我们开发了一种便携式 X 射线检查设备，该设备将 X 射线源与 X 射线探测器结合在一起，重量轻、剂量低、灵敏度高。由于它可以在城市地区使用，我们正在进行研究和开发，将其应用于钢筋混凝土电线杆的现场检查，全国约有3600万根电线杆，老化对策已成为一个问题。 （AIST 杂志“基础设施诊断随着尺寸更小、重量更轻和人工智能技术的发展而发展」 ）

使用地球物理调查进行水利基础设施维护和管理的土壤调查系统

　物探是指在不开挖的情况下，采用物理方法检查地下结构和性质的技术。 2025年1月发生的那场被认为是污水管破裂造成的道路塌陷事故，我们还记忆犹新，但众所周知，水管的腐蚀高度依赖于周围的土壤环境。例如，通过测量土壤的电阻率，可以检查水管是否容易被腐蚀。传统上，调查水管的方法是挖入地下并暴露出来，看看是否被腐蚀，但这既费时又费钱，很难进行大范围的调查。因此，AIST开发了一种利用高频交流电进行地球物理勘探，从地面以上测量埋地水管周围土壤电阻率的技术，而不会损坏沥青或混凝土路面。此外，通过开发利用无人驾驶车辆的牵引式电力勘探系统，我们现在能够比以前更快地进行大范围的土壤调查。我们相信，这项技术将能够确定哪些水管应优先更换，为高效的水管维护和管理做出重大贡献。

利用 AI 进行无损检测辅助

　我们还在研究利用人工智能对无损检测结果进行自动诊断。无损检测的方法有很多种，但任何一种的问题都是检测结果很难判断，需要熟练工程师的判断。例如，在超声波探伤中，直接得到的检测结果是复杂波形的集合。即使是专家也不容易从波形数据中确定缺陷的存在、位置和大小。如果能够利用人工智能自动可视化缺陷并诊断被检物体是否健康，将会带来检查方面的人力和人力节省。因此，世界各地都在进行将尖端人工智能应用于无损检测的研究和开发。

无损检测的未来展望

　AIST认为，在开发面向社会的无损检测技术时，以下三点是重要的。

1。检测设备必须体积小、重量轻、便于携带
2低成本
3。与传统技术相比可显着节省人工和人力

　由于基础设施检查通常在室外进行，因此设备紧凑、轻便且便于携带非常重要。此外，大部分基础设施由地方政府管理，但由于财力和人力资源的限制，目前很难引入昂贵的检查手段。因此，低成本也很重要。此外，由于少子化和人口老龄化，高技能检查员的数量正在减少。因此，我们正在开发一些技术，比如用无人机进行目视检查，用AI告诉我们图像是否有异常，用AI辅助锤击测试的判断。

　我们将与进行现场基础设施检查的公司合作开发技术并提高检查技术的复杂性。如果您有兴趣，请联系我们。