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粒子径分布測定ニュース&トピックス

大成建設がAI画像認識技術を活用したコンクリ骨材粒度把握システムを開発、品質管理を省力化

参照元:大成建設公式サイト
「リリース」AI画像認識技術を活用した粒度管理システム「T-iTsubumil」を開発(2024年1月18日)
https://www.taisei.co.jp/about_us/wn/2024/240118_9868.html

大成建設株式会社(社長:相川善郎)は、コンクリート骨材やダム堤体材料の粒度をリアルタイムで高精度に把握できる粒度管理システム「T-iTsubumil」を開発したことを発表しました。

人工知能(AI)画像認識技術を活用し、粒度分布を即時に算出。クラウド上に保存した実施結果の遠隔地からの確認も可能で、品質管理の省人化・省力化を図れる。ダム建設現場で同技術の実証を継続し、試験データの蓄積やシステムの機能改善により一層の生産性向上を目指します。

堤体材料の品質のばらつきが大きく、材料性状を監視する必要性があった

ロックフィルダムや台形CSGダムなどに用いる堤体材料は、ダムサイト近傍の原石山や河床からの現地発生材で調達されるため、品質のばらつきが大きく、材料性状の経時変化をリアルタイムに監視する必要がありました。

従来の画像解析にはストロボ撮影用機器や暗室などの大型で特殊な計測設備を現地に構築する必要があり、また解析結果も現地での確認に限られるため情報共有に遅れが生じるなどの課題があったということです。

建設現場における使用材料の品質管理の省人化・省力化へ

開発したAI画像認識技術を活用した粒度管理システム「T-iTsubumil」の測定手順は以下の通り。

引用元:大成建設公式サイト「リリース情報」(2024年1月18日) https://www.taisei.co.jp/about_us/wn/2024/240118_9868.html
  • ベルトコンベヤなどで搬送される対象材料を上部からデジタルカメラで撮影し、材料画像を取得。
  • AI画像認識により、材料画像に映る各材料粒子を認識し、輪郭を識別。
  • 材料の管理粒径(例:80mm、40mm、20mm、10mm、5mm)ごとに重量換算することで、通過質量百分率※1を求めて粒度分布を算出。
  • 算出結果はリアルタイムにクラウドに保存され、いつでもどこでも端末等の画面上に表示して確認・情報共有。

ベルトコンベヤーなどの直上にデジタルカメラと支持架台を設置するだけで測定でき、暗室でストロボ撮影を行う必要があった従来の解析用特殊計測設備が不要となります。システム運用の手間やコストを大幅に削減でき、ダム工事以外の幅広い工種の粒度測定にも適用可能です。

AIによる認識画像や解析値などの各種データは、クラウド上に保存。試験状況や解析結果、材料性状の確認などの品質管理を遠隔地からリアルタイムで行えるため、情報共有の迅速化にも役立ちます。

建設現場における使用材料の品質管理の省人化・省力化へのさらなる貢献に期待できます。

【測定原理で選ぶ】1分でわかる粒子径測定装置の比較表

測定したいサンプルの種類や求める精度によって、最適な粒子径分布測定装置は異なります。この比較表では、【LD】【DIA】【DLS】の3つの主要な測定原理ごとに、粒子径測定分布測定装置を徹底比較。研究開発や品質管理の課題解決に最適な装置選びの第一歩として、ぜひご活用ください。

  • LD
  • DIA
  • DLS

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製品名 SYNC (マイクロトラック・ベル) Mastersizer 3000 (マルバーン・パナリティカル) Partica LA-960V2 (堀場製作所) SALD-2300 (島津製作所) MT3000 II (マイクロトラック・ベル) SALD-7500nano (島津製作所)

引用元:マイクロトラック・ベル公式(https://www.microtrac.com/jp/products/particle-size-shape-analysis/laser-diffraction/sync/)


引用元:マルバーン・パナリティカル公式HP(https://www.malvernpanalytical.com/jp/support/product-support/mastersizer-range/mastersizer-3000)


引用元:堀場製作所公式HP(https://www.horiba.com/jpn/scientific/products/detail/action/show/Product/partica-la-960v2-1944/)


引用元:島津製作所公式(https://www.an.shimadzu.co.jp/products/particle-size-analysis/particle-size-analyzer/sald-2300/index.html)


引用元:マイクロトラック・ベル公式HP(https://www.microtrac.com/jp/products/particle-size-shape-analysis/laser-diffraction/s3500/)


引用元:島津製作所公式HP(https://www.an.shimadzu.co.jp/products/particle-size-analysis/particle-size-analyzer/sald-7500nano/index.html)

湿式分散
乾式分散 ×
画像解析が可能 × × ×
オートサンプラ × × × ※オプションで多機能サンプラあり ×
ペーストセル × × 〇 ※オプションで高濃度測定ユニットあり ×
粒子径測定範囲 0.02~2000μm 0.01µm~3500µm 湿式: 0.01~3000μm
乾式: 0.01~5000μm
17nm(0.017μm)~2500μm 0.02μm~2000μm 7nm(0.007μm)~800μm
光源 単色(赤色)3本レーザ(半導体レーザ) 赤色レーザ1本(He-Ne)、青色LED1本 赤色1本レーザ(半導体)、青色LED1本 要問合せ 単色(赤色)レーザ(半導体レーザ)3本 単一光源・単一光学系(半導体レーザ)、SLIT光学系
検出部 有効素子数150 要問合せ 有効素子数87 合計84素子
(前方78、側方1、後方5)
要問合せ 合計84素子
(前方78、側方1、後方5)
製品名 CAMSIZER® X2 (マイクロトラック・ベル) CAMSIZER 3D (マイクロトラック・ベル) Litesizer DIA 500 (アントンパール) QICPIC (日本レーザー) AF-3000 (ジャスコインタナショナル) FF-3000S (ジャスコインタナショナル) iSpect DIA-10 (島津製作所)

引用元:マイクロトラック・ベル公式HP(https://www.microtrac.com/jp/products/particle-size-shape-analysis/dynamic-image-analysis/camsizer-x2/)


引用元:マイクロトラック・ベル公式HP(https://www.microtrac.com/jp/products/particle-size-shape-analysis/dynamic-image-analysis/camsizer-3d/)


引用元:アントンパール公式HP(https://www.anton-paar.com/jp-jp/products/details/litesizer-dia/)


引用元:日本レーザー公式HP(https://www.japanlaser.co.jp/product/sympatec_qicpic/)


引用元:ジャスコインタナショナル公式HP(https://www.jascoint.co.jp/products/particle/dry.html#af3000)


引用元:ジャスコインタナショナル公式HP(https://www.jascoint.co.jp/products/particle/dry.html#ff3000)


引用元:島津製作所公式HP(https://www.an.shimadzu.co.jp/products/particle-size-analysis/particle-size-analyzer/ispect-dia-10/index.html)

湿式分散 × × ×
乾式分散
3D画像解析 × × × × × ×
オートサンプラ × × × × ×
粒子径測定範囲 0.8μm~8000 μm 20μm~30mm 0.8µm~8000µm 0.55µm~34000µm 7μm~5mm 30μm~30mm 5µm~100µm
光学系 2カメラ(Basic・Zoom) 2カメラ(Basic・Zoom) 1カメラ 1カメラ 1カメラ 1カメラ 1カメラ
画素数 Basic: 420万
Zoom: 420万
Basic: 500万
Zoom: 900万
500万 420万 500万 500万 要問合せ
製品名 NANOTRAC WAVE II (マイクロトラック・ベル) nanoSAQLA (+AS50) (大塚電子) Zetasizer Advance Ultra/Pro/Lab (マルバーン・パナリティカル) ELSZneo (大塚電子) nanoPartica SZ-100V2 (堀場製作所)

引用元:マイクロトラック・ベル公式HP(https://www.microtrac.com/jp/products/dynamic-light-scattering/nanotrac-wave-ii/)


引用元:大塚電子公式HP(https://www.otsukael.jp/product/detail/productid/131/category1id/37/category2id/30/category3id/82)


引用元:マルバーン・パナリティカル公式HP(https://www.malvernpanalytical.com/jp/products/product-range/zetasizer-range/zetasizer-advance-range)


引用元:大塚電子公式HP(https://www.otsukael.jp/product/detail/productid/136/category1id/37/category2id/30/category3id/81)


引用元:堀場製作所公式HP(https://www.horiba.com/jpn/scientific/products/detail/action/show/Product/nanopartica-sz-100v2-series-1945/)

粒子径・粒子径分布の実測 × × × ×
光源寿命・耐久性 ×
付帯分析(ゼータ電位/分子量等) ×
オートサンプラ × × × ×
粒子径測定範囲 0.8nm~6500nm 0.6nm~10μm Ultra: 0.3nm~15μm
Pro/Lab: 0.3nm~10μm
0.6nm~10μm 0.3nm~10μm
光源 半導体レーザ 半導体レーザ He-Neガスレーザ 半導体レーザ 半導体レーザ
ゼータ電位(測定レンジ) -200~200mV なし 要問合せ -200~200mV -200~200mV
メーカー マイクロトラック・ベル株式会社 大塚電子株式会社 スペクトリス株式会社マルバーン・パナリティカル事業部 大塚電子株式会社 株式会社堀場製作所