日工の技術雑誌

超音波テクノ 2013年1-2月号 PDF版
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U1301-02

超音波テクノ 2013年1-2月号 PDF版

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■特集:超音波と微粒子
○超音波噴霧法によるナノ粒子および微粒子材料の合成と評価
/広島大学大学院/荻 崇・奥山喜久夫
超音波を用いた噴霧法では、分子レベルで混合された原料が微小液滴内で反応、粒子生成するため、組成が均一で大きさの揃った粒子が合成できる。ここでは、超音波噴霧法によるナノ粒子および微粒子構造体材料の合成手法と、超音波噴霧法独自の特長を活かした材料特性の評価について述べる。

○超音波による油滴のエマルション化と再凝集
/信州大学 /金 継業/本多電子(株)/朝倉義幸
本研究では、超音波の周波数を制御することによって油滴のエマルション化と再凝集のできることを利用して、簡便かつ迅速な微小液滴の溶媒抽出技術を確立した。このアプローチは、有機溶媒有の使用は極限まで抑えられ、目的金属を効率よく濃縮できることが実証され、濃度が数ppb の極微量アルミニウムの濃縮・定量に応用した。

○ナノ炭素材料化学における超音波/滋賀医科大学/小松直樹
ナノ粒子を液相中で扱う場合、超音波技術は必要不可欠となる。しかしながら、ナノの世界において超音波(ソノ)の重要性が十分に理解されているとは言いがたい。本稿では、ナノとソノとの学際領域で得られた、我々の最近の成果について紹介する。

○超音波放射圧による生体微粒子ハンドリング
/東京医科歯科大学/安田賢二
超音波を用いた応用技術の一つに、強力超音波の波動の非線形性によって作り出された力学的作用を利用した微粒子非接触ハンドリング技術がある。この波動によって生体粒子が捕獲される原理と、実用化で課題となる損傷の問題、そして応用の可能性について紹介する。

○ナノ粒子の水中超音波分散/(独)物質・材料研究機構/佐藤仁俊・目義雄
/法政大学/石垣隆正/東京農工大学/神谷秀博
ナノ粒子を高粒子濃度でも効果的に、特殊形状ナノ粒子にも対応可能な水中分散手法として、超音波照射が有効である事を示した。応用例として、熱プラズマプロセスで合成したナノ粒子を用いた理想的な状態で分散したサスペンジョンの作製、シリカ被覆針状鉄ナノ粒子の作製、産業への実用化が可能なビーズミルと超音波照射を組み合わせた分散器などを紹介した。

○液体中の粒子分散・凝集・拡散における超音波効果
/(株)カイジョー/副島潤一郎
分散装置の一つとして広く超音波が使われている。しかし、超音波による分散効果は経験的には知られているが、そのメカニズムは明らかとなっていない。筆者らはその検討として、超音波周波数およびpH 変化に対する超音波の分散効果について検討を行っている。

○超音波減衰法を用いた高濃度系無機粉体スラリーの粒子径分布測定
/白石工業(株) /細井和幸/武田コロイドテクノ・コンサルティング(株)/武田真一
超音波減衰法を用いた高濃度系無機粉体スラリーの粒子径分布の測定例、並びに従来から用いられているレーザー回折法、光子相関法による希薄系粒度分布測定との再現性および精度の比較を行った。さらに近年開発されようといるOn-lineでの超音波減衰法による粒子径分布測定実施例を紹介した。

○超音波を用いた濃厚スラリーのゼータ電位測定及び応用
/日本ルフト(株)/李 載永・池田純子・佐々木邦雄
/武田コロイドテクノ・コンサルティング(株)/武田真一
比較的に沈降し易い粒子で水系・非水系のスラリーを作成し、超音波方式ゼータ電位測定装置を用いてゼータ電位を測定した。また、その結果を沈降試験の結果と比較した。その結果、沈降するような粒子でも再現性良くゼータ電位が測定できることと、ゼータ電位の絶対値は分散安定性に大きく関与していることが示唆された。粒子が沈降するために、また、誘電率が低いために、従来のゼータ電位測定装置では困難であったスラリーの評価にも大いに応用できるものと思われる。

○超音波工業会の取り組み/超音波工業会/岩本英敏
当工業会は1966 年7月発足以来、超音波エネルギーの産業への普及促進を目指して活動している我が国唯一の強力超音波応用機器の工業会である。会員への啓蒙として「講演会」「研究施設や企業工場見学」、情報提供として「超音波ニュース」の配布等を行っている。本稿では2003 年よりスタートした「超音波工業会規格」の取り組みについて紹介する。

■特集:進化する超音波洗浄
○次世代超音波洗浄機「QUAVA Spot」/(株)カイジョー/今関康博
当社は枚葉式洗浄のツールとして、「スポットシャワー」や、「メガチューブ(導波路管型超音波振動子)」を用意しているが、それらの振動子と組み合わせることのできる高機能発振器「QUAVA Spot」を開発した。

○最近のガラス、レンズの超音波洗浄装置
/DURASONIC CO., LTD/Hee Myoung Lee
/イルサンサンテックジャパン(有)/佐藤昭八郎
日本での強力超音波応用の初期研究から量産化への概要と超音波洗浄、特にキャビテーションの生成、最近のガラス、レンズの超音波洗浄装置の概要。

○配管洗浄用超音波洗浄機/新科産業(有)/中原理暉
超音波を用いて配管等の管材を洗浄する場合、被洗浄の管材を超音波洗浄槽中に入れて、洗浄槽の底面か側面から超音波を照射して洗浄を行うのが一般的である。しかし、超音波洗浄槽を用いた洗浄方法では、管材等の外表面に付着した異物の剥離洗浄には有効であるが、管内面に付着した異物には不十分であるうえに、長尺の管材の内面やワーク穴を洗浄できないほか、オンラインでの洗浄ができない欠点があった。そこで当社は、配管洗浄用超音波洗浄機を開発した。本稿では、配管洗浄用超音波洗浄機SP-P シリーズSPM-P シリーズ、およびSPC-P シリーズを紹介する。

○超音波洗浄機ADVANTAGEシリーズとLED表示音圧計SONO SABER
/オタリ(株)/橋本芳樹
当社の主力超音波洗浄機である「ADVANTAGE シリーズ」と、「新型音圧計SONO SABER」について、その概要と特徴を説明する。

■解説
〔超音波計測〕
○超音波の回折や干渉の可視化/関西大学/山本健
超音波による光のFresnel 回折を利用し、水中を伝搬する周波数1MHz の超音波を可視化する装置を開発し、高等学校教育を対象とした波動の性質を理解するためのビデオ教材を作製した。二重スリットから発生した超音波の回折波の干渉と、複数のスリットから発生した円筒波の干渉(ホイヘンスの原理)を光学的に可視化し、スローモーションビデオを撮影した。

〔強力超音波の応用〕
○空中強力超音波による不要ガスの除去促進/日本大学/三浦光
本稿では、空気中の不要ガスを除去するために、周波数20kHz のたわみ振動板型音源によって発生させた大粒径の水霧と別に発生させた小粒径の水霧を用い、この音源による強力定在波音場で凝集させた場合のガス除去効果について述べる。

〔超音波デバイス〕
○輪郭振動型AlN振動子の高Q化/(株)日立製作所/浅井健吾・礒部敦
高いk2と高いQ値を実現可能とする輪郭振動型振動子を目的に、振動子の支持部が弾性振動の影響を受けない音叉構造を提案。作製プロセスの最適化による共振器形状の改善効果により、k2とQ値の積であるFOM が反共振周波数で94と良好な電気特性を実現。

〔超音波計測〕
○静的エラストグラフィにおける緩衝層の最適パラメータ
/首都大学東京/佐藤隆幸・渡部泰明
静的エラストグラフィにおける探触子による組織圧縮は不均一な組織内歪み分布を生み出し、これが弾性率推定の誤差要因となっていた。探触子と組織の間への緩衝層の挿入はこれを改善するが、この主要パラメータである厚さ、ヤング率、及び形状について検討を行った。

〔圧電・超音波材料〕
○非鉛圧電セラミックスへのMn添加効果
/筑波大学/有泉琢磨・頭師淳太・小島誠治
/(独)産業技術総合研究所/王瑞平・阪東寛
環境にやさしい非鉛系の優れた圧電材料の開発を目的として、高密度ぺロブスカイト構造のナトリウムカリウムニオブ酸化物セラミクスの組成依存性、並びにMnの添加効果を調べた。誘電率測定から濃度相境界(MPB)が存在することを確認した。圧電特性は、MPB において極大を示し、Mnの添加により増加することを見出した。これらの諸特性は酸素空孔形成および結晶粒径に起因していると考えられる。

〔非破壊検査〕
○穿刺型超音波顕微鏡用二次元振動走査法
/東京都立産業技術高等専門校/吉澤昌純
病理検査のリアルタイム化を目指し、穿刺型超音波顕微鏡の開発を行なっている。超音波干渉法を用いた音響インピーダンス差分法による二次元画像取得のため、二つのオーディオ・スピーカを用いた超音波センサの二次元振動走査法の有効性を検証した。

○超音波疲労試験による低合金鋼のギガサイクル疲労強度評価
/青山学院大学/小川武史
低合金鋼について、超音波疲労試験により異なる応力比のギガサイクル疲労強度の評価および内部起点型破壊の検討を行った。疲労限度線図はGerber 線図に一致していた。ピーニング材では内部起点破壊が起こるが、それによる疲労限度の低下はみられない。

〔医用超音波〕
○周波数領域干渉計法を用いた超音波イメージング法における
適切な周波数平均幅/京都大学/瀧宏文・阪本卓也・山川誠・椎名毅・佐藤享
/滋賀医科大学/瀧公介・工藤基
周波数領域干渉計法に基づく高分解能イメージング法に用いる周波数平均の帯域幅とイメージング特性について検討を行う。提案するイメージング法は高い距離分解能が安定して実現できる反面、推定電力精度が低く、周波数平均に十分な帯域幅を用いる必要がある。

○腹腔鏡手術支援のためのマルチモダリティイメージング
/千葉大学/山口匡・前佛聡樹
腹腔鏡手術は低侵襲である反面、視野が狭く臓器の詳細な情報を得ることが困難な手技である。そこで、超音波診断装置で収集した三次元のエコーボリュームデータを腹腔鏡像に重畳表示することにより臓器表面と内部を鮮明に可視化し、医師の負担を軽減することを検討している。

○医療用超音波診断装置における音響非線形効果を利用した
高画質イメージング/(株)日立製作所/石原千鶴枝・田中宏樹・橋場邦夫
医療用超音波診断装置における高画質化技術の一つとして、音響非線形効果を利用したティシュハーモニックイメージング(THI)が広く用いられている。THIの原理と実現方法について概説するとともに、従来のTHI方式では必須であった送波システムの線形性に依存しない新方式について紹介する。

■製品紹介
○超音波オートワイドセンサ UHWシリーズ/(株)ニレコ/岩崎吉則

◆上羽貞行先生のご逝去を悼む/東京工業大学/中村健太郎

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