隧道、桥梁、高速公路等混凝土结构因老化引发的事故在日本国内外多有发生。这类事故多由从外观无法察觉的内部缺陷或空洞所致，而目视检测仅能检查表面，敲击检测也只能评估较浅的范围。利用超声波成像呈现内部缺陷的技术虽在逐步普及，但由于混凝土对超声波的衰减率极高，因此难以实现结构体内部的高清成像。
日本东北大学研究生院工学研究科的小原良和教授等人的研究团队，开发出了一种“频率自动可变型PLUS”技术，构筑了可从检测对象散射的超声波中自动选择最佳频率的宽带收发系统。该技术成功实现了混凝土内部缺陷的高分辨率三维可视化。研究团队此前将随着施加电压会伸缩的压电材料宽带超声波发射技术，与利用激光多普勒效应非接触式测量材料内部振动信息的方法相结合，开发出了材料内部缺陷三维可视化技术。此次进一步开发了从受衰减影响的超声波中自动选取最优频段进行测量的系统，同时通过增加接收内部散射超声波时的二维扫描点数，实现了高分辨率三维成像。
可对各类高衰减混凝土结构内部进行三维可视化的“频率自动可变型PLUS”概念图。该技术结合了压电材料宽带超声波发射技术，以及在利用多普勒效应测量内部振动时自动选取最优频率的技术。
利用该技术，可以在不破坏混凝土内部危险部位的情况下找到缺陷，并优先进行修补。作为能够提高老化混凝土基础设施维护效率、增强安全性和可靠性的技术，其未来应用前景广阔。（TEXT：中条将典）
原文：JSTnews 2026年4月号
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Applied Physics Letters
论文：Auto-frequency-adaptive 3D ultrasonic phased-array imaging system for highly attenuative materials
DOI：10.1063/5.0291949
