日工の技術雑誌

超音波テクノ 2016年9-10月号 PDF版
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U1609-10

超音波テクノ 2016年9-10月号 PDF版

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■特集:超音波計測関連技術の基礎と最近の進展
○ボールSAWセンサ技術
/東北大学/山中 一司
ボールSAWセンサは、球の弾性表面波の多重周回により感度を飛躍的に向上する。濃度100%から0.001%のワイドレンジ水素ガスセンサと露点-100℃(濃度14ppb)を検出できる微量水分計を実現した。

○空中超音波計測における信号処理技術
/東京工業大学/平田 慎之介・蜂屋 弘之
空気中を伝搬した超音波(エコー)の伝搬時間(TOF)を計測する場合、時間とともに周波数が線形に変化するLFM信号やM系列でコード化した信号を送信し、受信信号と送信信号との相関処理を行うことで、TOFの分解能やエコーのS/Nを向上させることができる。

○空中超音波センサ用トランスデューサの概要
/(株)村田製作所/浅田 隆昭
圧電セラミックスを用いた空中超音波センサ用トランスデューサは開放型、防滴型、高周波型の3類型が商品化されている。各類型の構造や特徴について概説した後、新商品である表面実装型を紹介し、今後の開発動向について議論した。

○高温中の計測のためのトランスデューサ技術
/熊本大学/小林 牧子・木部 大河・木本 圭祐
高温計測用の超音波トランスデューサは、カプラント不要な非接触式が主流である。本稿では、非接触式超音波トランスデューサについて簡単に紹介した後、カプラント不要な接触式ゾルゲル複合体による超音波トランスデューサについて、最新の研究成果とともに紹介する。

○圧電厚み振動に生じるエバネセント波を用いた液面レベルセンシング
/東北学院大学/山田 顕
これまで主に共振子やフィルタ等の信号処理デバイスに用いられてきたエネルギー閉じ込めモード圧電厚み振動に着目し、そのエバネセント波領域を巧みに利用した微小液面レベル変化の計測手法について紹介する。

○硬さ測定用振動型触覚センシングの基礎
/石巻専修大学/工藤 すばる
振動型触覚センシングは、振動子が対象物に接触した際の共振周波数の変化を利用し対象物の硬さ軟らかさの情報を得る技術である。この触覚センシングの基礎となる振動型触覚センサの高感度化について解説した。

○積分方程式に基づく新しい超音波CTアルゴリズム
/東京大学/林 宏翔・東 隆
乳がんの画像診断のために乳腺組織の音響特性の空間分布を可視化する高解像度撮影を目指して、臨床での実用化を念頭においた積分方程式に基づく超音波CTの安定性を向上したアルゴリズムについて述べる。

○層構造極性反転圧電体材料の層厚の非破壊測定
/熊本高等専門学校/小田川 裕之
筆者はSNDMを用いて層状に極性が反転している構造を試料表面から非破壊で観察可能な方法の開発を目指して研究を行っているので紹介する。

○水中用音響レンズの基礎および周囲雑音イメージングへの応用例
/防衛大学校/森 和義
水中音響レンズの基礎として、レンズ形状と収差について概説し、球面・非球面・アプラナートレンズの音線図を比較する。また、最近の応用例の一つとして、周囲雑音イメージングの音響レンズシステムについて紹介する。

○超音波流速計の基礎
/(株)ソニック/花村 浩一
本稿では超音波流速計の基礎技術とその特性、および最近の技術的な進化について述べる。

■特集:空中超音波の革新に迫る
○高強度空中超音波の発生とその応用
/日本大学/伊藤 洋一・大隅 歩
最近、従来音源に比べて構造が簡単で、しかも数段強力な空中超音波(180dB)を発生する音源が開発された。音源の概要と発生音波の特徴、並びに応用例として固体内欠陥の非接触イメージングについて紹介する。

○細いパイプを併用した極強力空中超音波による付着微粒子の除去
/日本大学/伊藤 洋一・大隅 歩
高強度の空中超音波(周波数20 kHz、音圧約180dB)によって付着微粒子を非接触で瞬時に剥離・飛散させる技術、並びに細いパイプを利用して除去微粒子の飛散方向を制御し、捕集する方法について紹介する。

○振動速度情報を用いた非接触空中超音波イメージング
/秋田大学/今野 和彦
薄い金属試料を対象に音響特性や欠陥を評価する方法として、圧電振動子に対する定電圧駆動および接触している試料の振動速度を光学的な方法により空中で非接触で振動速度を検出するイメージング方法について述べる。

○空中超音波センサを用いたコンクリート面の粗さ測定
/三重大学/長岡 誠也
農業用水路では摩耗劣化が補修要因として挙げられる。水路は延長距離が長く、照査において簡易的・面的・安価な測定が望まれている。空中超音波センサを用いて、最大振れ幅と算術平均粗さの関係から摩耗測定を行った。

○空中超音波のドップラーイメージング
/国立情報学研究所/橋爪 宏達
空中超音波は動きのある物体に反射させたとき、ドップラー効果を強く受けることに着目し、製作した高精度なドップラーイメージング(視野の物体をその動きとともにとらえる)装置について、原理および使用波形の特性などとともに解説する。

○空中超音波伝搬状態を評価する技術
/超音波システム研究所/斉木 和幸
空中超音波のダイナミックな伝搬現象を、対象物への空中超音波の伝搬現象として検討し、新しい表面検査として実施している、「測定条件の最適化技術による空中超音波の伝搬評価システム」が実現した。この技術について述べる。

○非接触で探傷・計測が可能な超音波スキャナー技術
/ジャパンプローブ(株)/田中 雄介
空中で試験体に探触子を接触させずに探傷を行う技術を紹介する。空中超音波計測システム「NAUT21」を用いてCFRPやリチウムイオン電池などを探傷した事例を紹介する。

○強力空中超音波による液滴の非接触微粒化
/日本大学/三浦 光
強力空中超音波による液滴の非接触での微粒化として、液滴の表面張力及び粘度が異なる場合の微粒化した微粒子の粒径について述べる。粒径の中央値は、表面張力が高くなるほど大きくなるが、粘度の変化に対しては谷を持つ傾向である。

○空中ウルトラソノグラフィーと動画的観察手法
/ヤマハファインテック(株)/奈良 晃寛
空中超音波画像(空中ウルトラソノグラフィー)を撮影装置、SST-304を利用したリチウムイオン電池の検査事例やCFRP内部欠陥の検査事例を紹介するとともに、空中ウルトラソノグラフィーによる異種接合材の剥離を動画的に観察した結果を報告する。

○高周波用セルラーポリプロピレンマイクロホンの試作
/電気通信大学/鎌倉 友男・野村 英之/(株)スマートエーイー/安達 日出夫
/(株)検査技術研究所/林 栄男
従来の静電型マイクロホンの構造と異なり、振動膜を利用しない多孔性ポリプロピレン圧電エレクトレット材を用いた高周波用マイクロホンの試作紹介を行い、マイクロホンとしての受波感度について言及する。

■解説
〔超音波デバイス〕
○SCカット水晶共振子の発振回路シミュレーション
/首都大学東京/芳賀 良・佐藤 隆幸・渡部 泰明
SCカットを使用した発振回路は、位相雑音特性に優れ近代通信網の要として使用されているが、本方法では温度制御型水晶発振器を用い、かつ位相雑音を乱すことが無いようになるべく小さなSCを使用するものである。

〔医用超音波〕
○乳腺の映像化を目的とした新たなせん断波エラストグラフィ Color Doppler Shear Wave Imaging(CD SWI)法
/群馬大学/山越 芳樹・中島 崇仁・江田 廉・砂口 尚輝
生体表面からの機械的な加振により組織中に連続的なせん断波を励起させた時に組織中を伝播するせん断波を簡便かつ低廉な方法で可視化する新たな超音波映像法について、概要とファントム実験、乳腺での映像例を示す。

■製品紹介
○新型超音波洗浄機PHENIXHYPER
/(株)カイジョー/市川 康司

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