日工の技術雑誌

超音波テクノ 2016年1-2月号 PDF版
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U1601-02

超音波テクノ 2016年1-2月号 PDF版

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■特集:超音波等を適用したプラントの保守検査1
○ガイド波の動的面外変位と勾配に基づく塗膜下欠損と塗膜剥離の検出DPT
/ディーピーティー(株)/石橋 春香/佐賀大学/寺本 顕武
非接触で初期腐食を検出する客観的手法を提案している。板材を伝搬するA0モードラム波の波動場を解析し、腐食境界からの散乱波を検出することにより、腐食領域を像再構成し、板材の面外変位速度のRMS値の変化に基づき剥離領域の抽出を行った結果を紹介する。

○多重散乱波法によるコンクリート試験体のひび割れ深さ診断
/三菱電機(株)/木村 友則
超音波を用いてコンクリートのひび割れ深さを測定する方法が報告されているが、種々の問題があり、ひび割れの形状等に依存しにくい診断方法の開発に着手した。これまでに、2つのゲート内信号の振幅や周波数スペクトルを比較することにより、ひび割れ深さを診断する方法を開発したが、ゲートの掛け方が複雑という問題があった。本稿では、簡単のためゲートを1つだけとした診断方法について示す。

○フェーズドアレイプローブのエレメント振動子の破損による音場変化と探傷への影響
/超音波技術研究所/小島 正
フェーズドアレイプローブは多数の微小なエレメント振動子で構成されている。超音波探傷では1本の超音波ビームは一般に16ないし32個のエレメント振動子で構成されることが多いが、もし、この1ビームを構成する振動子グループの中で破損が生じた場合、探傷にどんな影響があるか。本稿では探傷用の16素子で構成されたアレイプローブについてエレメント破損によってプローブの作る音場がどのように変化するかをシミュレーションにより調べ、探傷への影響を検討する。

○柔軟性超音波探触子の開発とその応用
/ジャパンプローブ(株)/田中 雄介
探触子自身が変形可能な柔軟性超音波探触子を開発した。単眼の「柔探」とアレイの「曲探」について述べる。曲面や近距離の探傷が可能で、その特長を生かしパイプの減肉検査や航空機部材の探傷、医用超音波への適用を紹介する。

○磁気音弾性効果を利用した鉄鋼材料の表面応力評価手法の開発
/京都大学/安部 正高
本稿では、磁気弾性結合を用いた磁気音弾性法について解説しつつ、鉄鋼材料の表面応力評価手法としての今後の可能性について述べる。

○マトリクスアレイ探触子を用いたFSAP方式による内部きずの三次元イメージング
/愛媛大学/中畑 和之
超音波マトリクスアレイ探触子を用いた全波形サンプリング処理(FSAP)方式による内部欠陥の三次元映像化を紹介する。FSAP方式は、ストアした波形から、コンピュータ上で遅延処理を行いポスト処理によってビームフォーミングおよび映像化を行う。ここでは、GPU計算技術を導入した高速ビームフォーミングおよびその映像化例を示す。

○超音波法による多孔質焼結含油軸受の油膜厚さ測定
/米子工業高等専門学校/矢壁 正樹
従来の光学的方法等では不可能であった多孔質焼結含油軸受における数µmオーダーの油膜厚さ測定に対して、超音波法を適用することにより油膜厚さの測定が可能となった。本稿では超音波法による油膜厚さ測定の理論的背景および実験結果について述べる。

■特集:とても役に立つ超音波洗浄
○多周波超音波シャワー洗浄機
/(株)カイジョー/副島 潤一郎
超音波シャワーで有効な洗浄対象物は、ガラス、Siウエハ、水晶、PCB基板などの薄い板状のものである。有機物や加工屑、研磨材などの付着物や対象物の素材、板厚もさまざまで、水槽式の超音波洗浄機と同様に周波数によって効果が異なる。本稿では、いろいろな周波数に対応できる超音波発振器QUAVAシリーズの超音波シャワー用QUAVA SPOTを紹介する。

○2周波数・3周波数超音波洗浄機
/新科産業(有)/中原 理暉
本稿では、当社が販売している2周波数および3周波数の超音波洗浄機を紹介する。周波数の超音波洗浄機は、卓上型超音波洗浄機SKシリーズ及びPシリーズ、投げ込み式超音波洗浄機SKSシリーズがあり、3周波数の超音波洗浄機は、マルチ周波数タイプのTSMシリーズがある。

○“洗浄効果が最大となる水深をお知らせする”超音波洗浄機
/オタリ(株)/橋本 芳樹
当社がオーディオデッキや放送用機器の技術を活かし、超音波洗浄機を開発し販売して依頼4年目である。その間、超音波洗浄機のほか、棒状真空用投込振動子SONOLOG、2,400W、3,000Wの大型投込振動子、Blule Toothを用いたスマホで見る音圧計等々、業界初の装置をリリースし続けてきた。この度、当社の高性能・超音波洗浄機ADVANTAGEシリーズに、“洗浄効果が最大となる水深をお知らせる機能”を追加したので紹介する。

○炭化水素系洗浄剤「NSクリーン」での超音波洗浄工程の生産性向上
/JX日鉱日石エネルギー(株)/山内 辰也
金属部品洗浄工程の生産性向上について。NSクリーンは低粘度で液切りしやすく、洗浄槽液面からの揮散少なく、蒸留再生しやすいため、ロスが低減できる。複合汚れ除去用のマイクロエマルション洗浄剤Mタイプも紹介する。

■解説
〔圧電材料〕
○溝付加による中空管マイクロポンプ用アクチュエータ性能向上
/東海大学/槌谷 和義
我々はFEMを利用した静的圧電弾性解析により、溝付加型PZTの出力増加に最も有効な因子の探索を行い、PZTの出力増加が可能な最良溝形状の設計を行った。さらに、設計した最良溝形状を有するPZTの動的圧電弾性解析によりPZTの実振動を考慮した動的解析を行い、従来の溝無付加型PZTと振動時の挙動の比較も行ったので報告する。

〔超音波モータ〕
○変位拡大機構を用いた高効率ピエゾモータ
/住友重機械工業(株)/塚原 真一郎・土屋光樹
変位拡大機構と正弦波軌道ラック面を用いる新方式のピエゾモータの特性解析の結果を報告する。理論解析および動特性シミュレーションにより、電磁モータの様な推力制御性に加えて、低速高負荷領域での高効率特性が得られることを確認した。

〔超音波計測〕
○空中伝搬超音波を用いた非接触AE計測システムの開発
/明治大学/松尾 卓摩
空中伝搬超音波探触子を用いた非接触AE計測システムを構築した。構築したシステムはノイズ低減機能によって一般的なAEセンサと同程度の感度で計測することができた。また、ワイヤーケーブルのような表面が平滑でない部材や回転軸のような接触型センサでは計測ができない対象への応用が可能であった。

○光偏向法を用いた固体試料の内部き裂の2次高調波超音波検出
/秋田大学/今野 和彦
ガラスを試料として、超音波によるレーザー光の偏向現象を用いて、固体試料内のき裂の検出と位置の同定を行う方法について述べた。試料を急冷してガラスのき裂の状態を変化させてき裂近傍の2次高調波の測定からき裂の先端検出に有効であることを述べている。

〔医用超音波〕
○海綿骨構造と骨マトリクスの縦波音速の関係
/同志社大学/井本 有紀・坪田 遼・松川 真美
我々は薄片試料中の局所的な音速異方性が測定可能な顕微Brillouin散乱法に着目し、主に骨粗鬆症の初期症状が現れやすい海綿骨をターゲットに、骨マトリクスの音波物性に関する検討を行った。特に、骨梁の長さや配向方向、部位によって音速(弾性)がどのように変化するのかを検討した。

■製品紹介
○ハンドキャリー型超音波診断装置 SONIMAGE HS1の最新技術
/コニカミノルタ(株)/武田 義浩・谷口 哲哉・高木 一也

■連載
○PZT系圧電セラミックスとその超音波応用 第7回
積層体圧電アクチュエータ
/リードテクノ(株)/高橋 貞行

○海洋音波伝搬の基礎知識 第5回
浅海域の音波伝搬を考える
/鎌田弘志

○強力超音波を支える圧電素子と発振回路 第5回
2kW用超音波出力回路を支える部品
/(株)日本サーキットデザイン/稲葉 保

■研究室紹介
○関西大学 システム理工学部 超音波物理研究室
/関西大学/山本 健

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