小型軽量ミリ波レーダーによる建築物外壁内部の欠落検出実験
こんにちは！株式会社協和産業 ”PR DRONE SHOW”スタッフの田添です！！
noteは毎日更 新でお送りしています！！
弊社のドローンショーでは、企業様のイベントや広報、個人様のプライベートドローンショーを企画から、デザイン・当日の運営実施までをトータルサポートいたします。是非公式HPや各種SNSよりお問い合わせください！！
実験の内容は？
JFE商事エレクトロニクス株式会社が、大阪大学との共同で、ミリ波レーダー技術を使用した「非接触・非破壊」による建造物外壁内部欠陥（タイルとモルタル層の間の空隙やコンクリート躯体とモルタル層の間の空隙等の検出実験に成功したことを発表しました。
実験の経緯
マンションやオフィスビルなどの高層建築物の外壁点検作業において、打診や目視による調査が現在主流となっています。
技術の発展に伴い、ドローン等を活用した高精度カメラや赤外線によってより精緻な調査も可能となりましたが、内部欠陥を可視化させる方法ではなかったため測定結果の信頼性が一つの課題として挙げられていました。
この状況を受け、JFE商事エレクトロニクス株式会社では以前から交流があった大阪大学と協力し、物質に対する透過能力を持つマイクロ波・ミリ波を用いた新たな点検方法の開発プロジェクトを始動しました。
２０２１年に第１号機を発表し、煙突内壁のライニング材の肉厚を非接触・非破壊で透視に成功していました。
第２回実証実験の内容
第１号機から今回主に改善された内容は、「重量」「感度」「測定時間」の３点です。
レーダ部重量は１/3以下、小型ドローン化も実現
第１号機では１３００ｇだったミリ波レーダ部の重量を、技術改良によって４３５ｇまで軽量化に成功しました。これに伴い、前回の実験では大型ドローン（６.３ｋｇ）でなければ実現できなかった機能を、小型ドローン（１.４ｋｇ）で実現できるようになりました。
近接距離向上による高感度
ドローンが浮上するためには揚力が必要となります。一般的にドローンが大きくなるほど、大きな揚力が必要となりますが、大型ドローンを外壁に接近させた場合、ドローン自身から発生する風によって安定した飛行が困難になります。
小型ドローンは大型ドローンよりも必要とする揚力が小さいことから、ミリ波レーダのアンテナ部を壁面１０ｃｍ～３０ｃｍ程度まで近づけることに成功しました。これにより内部欠陥の検出を、より高感度で行えるようになりました。
測定時間を１/１０００まで短縮
第１号機では測定箇所１点当たり数秒かかっていた測定時間を、技術改良によって１０００分の１以下の１ミリ秒で検出可能としました。
一般に空中のドローンは静止状態でも微小に揺らぎますが、数ミリ秒はこの揺らぎよりも十分に短い時間のため、より精密な測定が可能となっています。
技術の詳細
ミリ波レーダとは？
今回の実験におけるミリ波レーダ技術は、光通信技術を活用したレーダシステムであり、電波の周波数差分を確認することで外壁内部の欠陥位置を把握するものです。
光通信波長（１.５５μm）帯で、２つの異なる波長の光信号を発生させ、光ファイバで伝送し光信号を光電変圧器に与えることで電気信号化。これによって、２つの光信号の波長差に対応した周波数の電波を発生させます。光波長を精密にコントロールすると、およそ４ＧＨｚ～４０ＧＨｚの範囲において、任意の帯域で電波を作ることが可能です。
この電波の周波数を変えながら対象物に照射を行い、対象物から反射して戻ってきた電波と、元の電波との振幅相違関係を計算することで、外壁内部の欠陥位置を把握できます。
まとめ
ドローンの技術は日々進化していますが、ドローンを業務においてうまく活用するための周辺機器の研究や技術開発も日々行われています。
今回の技術が本格的に導入されることにより、建物の点検が容易に行うことができ、かつ詳細の情報を取ることが可能となりました。
今後ともドローンを取り巻く周辺技術開発に期待です！！
おわりに
株式会社協和産業”PR DRONE SHOW”では、『ドローンショーを身近な存在に』をテーマに、ドローンショーの展開を進めています。
ドローンショーを見た方の『笑顔・感動』を大前提に、新たな演出方法としてドローンショーを取り入れてみませんか？
・この場所でドローンショーはできるの？
・どんなドローンショーができるの？
・こういうデザインは何台必要？
などお気軽にお問合せください！！
ありがとうございます❣今後よろしくお願いいたします。☆