日工の技術雑誌

超音波テクノ 2018年5-6月号
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U1805-06

超音波テクノ 2018年5-6月号

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■特集 最近の海洋音響
○近距離撮像に向けた分極反転型配列送波器を用いた送波方式の検討
/(国研)海上・港湾・航空技術研究所/虻川 和紀・松本 さゆり
本稿では、三次元音響ビデオカメラの送信方式検討の一つとして実施した、分極反転型配列送波器の自己集束現象と開口分割による集束の概念と試作型分極反転型配列送波器を用いた開口分割による集束効果実験を行った結果を紹介する。

○ISSBL方式と音響通信による海中探査機の音響測位
/(国研)海洋研究開発機構/渡邊 佳孝・志村 拓也
本稿では、効率的な深海調査を期するASVを用いた複数のAUVの同時運用において有用と考えられる、探査機側で音響信号の到来方向を計測するISSBL方式と音響通信を用いた測位手法を提案し、この手法の海域での実証実験結果について紹介する。

○浅海域音響伝搬路における多重反射干渉に対するTime Reversal通信の機能分析
/(国研)海洋研究開発機構/樹田 行弘
本稿では、浅海域マルチパス環境におけるパッシブ位相共役音響通信処理の機能について、シミュレーションデータを用いて検討し、受信波動のエネルギーと出力結果のエネルギーが一致する、準最適処理手法であることを紹介する。

○周波数スペクトル解析を用いないドップラー係数推定
/日本電気(株)/斯波 尚志
アクティブソーナーにおいて、単一周波数のパルスの周波数解析により、目標速度を推定することが多い。しかしながら、単一周波数のパルスでは目標の距離精度が低くなるため、本稿では、距離精度が高い周波数変調したパルスによる、周波数解析を用いない目標速度の推定方法を紹介する。

○ソーナー用シリコーンオイルの音響温度特性
/鎌田 弘志
本稿では、ソーナー周波数でのシリコーンオイルの音速と吸収減衰の温度特性について解説した。高温時の減衰定数はオイルの空気過飽和状態による発熱消散によって大きな値になると推定している。

○船舶プロペラキャビテーションパルスの浅海域における伝搬シミュレーション
/東京海洋大学/土屋 利雄・平井 由季乃・清水 悦郎
船舶が放射した雑音の伝搬過程を調査するため小笠原諸島で実際に船舶の雑音受信データを取得して伝搬特性を調査しており、運航している船舶のプロペラから放射される広帯域のキャビテーション雑音を直接計測し、海洋環境を考慮した音波伝搬モデルと比較した。本稿では、その要諦をまとめた。

○浅海域における船舶放射雑音の計測と伝搬シミュレーション
/東京海洋大学/平井 由季乃
より正確な推定手法を検討することを目的に、小笠原諸島周辺海域において船舶放射雑音の計測、音波伝搬シミュレーション、理想的な伝搬損失の式による推定結果の比較を行った。本稿では、その結果について紹介し、今後の可能性を示唆する。

○深海底設置単一観測点による音源の位置推定
/(国研)海洋研究開発機構/岩瀬 良一
深海底に設置された単一観測点のデータのみを用いた海面に存在する音源の定位手法として、釧路・十勝沖を対象海域としたハイドロフォン波形における多重反射波の到達時間差と地震計波形のパーティクル・モーションに基づくによる入射方位を用いる方法、及び、三陸沖を対象海域とした地震計波形の三次元パーティクル・モーションのみを用いる方法を紹介する。

○高周波超音波による内生二枚貝の音響可視化
/東京大学/菅沼 大輝・水野 勝紀・浅田 昭
堆積層内に生息するアサリを高周波集束超音波によって検出するための基礎的な検討を行った。堆積層粒子の粒径と音響画像の視認性の関係を調べるために、ガラスビーズを堆積層に見立てて音響画像を取得した。

○水中音響通信におけるTime ReversalによるMIMOおよびマルチユーザー通信
/(国研)海洋研究開発機構/志村 拓也
Time Reversalによる処理はマルチパス波を逆に利用するため、水中音響通信においては非常に有効であり、マルチユーザ通信、MIMO通信の手法としても有望である。本稿では、こうしたTime Reversalによる通信の研究成果について紹介する。

○非定常ドップラーシフトを伴ったマルチパス信号の水中音響通信に対する影響解析
/(国研)海洋研究開発機構/出口 充康
ドップラーシフト環境では、マルチパス波は、直達波とは異なるドップラーシフトの影響を受ける。本稿では、そのようなマルチパス波が水中音響通信に与える影響について、シミュレーションによる解析結果を紹介する。

○レーザ・シリコンマイクロフォンを用いた薄板内損傷の非接触画像化
/京都大学/前田 篤弥・林 高弘
レーザ弾性波源走査法の受信デバイスにシリコンマイクロフォンを用いて薄板状材料内の損傷を非接触で画像化した。20kHz以下の周波数帯域の音響データをBluetoothで転送することにより多チャンネル受信を行い、遠距離でも鮮明な画像を取得できた。

○材料非線形を有する材料中のラム波の伝搬挙動
/京都大学/松田 直樹
薄板状構造をレーザ励振した際に空中に漏洩する波を受信することで完全非接触計測による損傷画像化を行うことを目的に、レーザ弾性波源走査法の受信デバイスにシリコンマイクロフォン、アンプ、フィルタ、バッテリーを内蔵したマイクユニットを用いて実験的検討を行い、非接触計測による損傷画像化結果を示した。本稿では、その研究結果を紹介する。

○複合材料の非接触超音波探傷検査によるはく離評価
/(株)IHIエアロスペース/今井 済・佐藤 明良
複合材料は軽量で力学特性に優れていることから、航空機や宇宙輸送機に多用されている。複合材料の非破壊検査として超音波探傷検査がよく用いられる。本稿では、複合材料への非接触超音波探傷検査の適用例を紹介する。

■特集 超音波を使用した先進的な検査
○光音響イメージング法によるリアルタイム3D画像の取得
/ジャパンプローブ(株)/大平 克己
光音響イメージング法によるリアルタイム3D画像の取得に関する研鑽を重ねている。本稿では、生体応用分野の光音響イメージングに関する研究と現状での成果について、さまざまな分野の方に分かりやすく解説した。

○オーステナイト金属用デュアルリニアアレイ溶接プローブA25
/オリンパス(株)/藤森 洋志
当社が開発したオーステナイト金属用デュアルリニアアレイプローブは、検査が困難な高減衰材料で小径パイプ溶接部に最適な設計を行った。オリンパスの小径配管用Cobraスキャナーに取り付け可能となっているため、間隔が狭い配管溶接部に取り付けられるようになった。機能・性能共に難しく適切なアプローチができにくかった部位の検査に使える超音波フェーズドアレイプローブを提供できるようになった。本稿では、その機能と特徴について紹介する。

○レーザー励起超音波の可視化による欠陥の映像化方法
/つくばテクノロジー(株)/齊藤 典生・高坪 純治・王 波・劉 小軍・鈴木 修一
レーザー超音波可視化検査装置LIVIは、検査体表面をレーザー走査して超音波伝搬映像を測定し、その動画映像を視ながら内部欠陥を検査する装置である。本稿では、その装置について紹介する。

○高次モードのガイド波を用いた減肉評価
/大阪大学/中村 暢伴・荻 博次
ねじり波やSH板波の高次モードは「カットオフ板厚」と呼ばれる板厚(肉厚)よりも薄い部分では伝ぱすることができず、モード変換や全反射を生じる。本稿では、これらの現象の詳細と減肉検査への適用性について紹介する。

■解説
〔圧電・超音波材料〕
○ボールSAW微量水分計を用いた吸脱着測定によるステンレス鋼ガス配管の内面処理の評価
/東北大学/辻 俊宏/ボールウェーブ(株)/赤尾 慎吾・大泉 透・福士 秀幸・竹田 宣生・塚原 祐輔・山中 一司
ボールSAW-TMAの測定時間分解能を改善して長さ0.1mの配管のAD特性計測を試み、高純度ガス分配システム評価技術としての有用性を検証することを目的に研究を重ねた。本稿では、ボールSAW微量水分計を用いた吸脱着測定によるステンレス鋼ガス配管の内面処理の評価について論考する。

〔非破壊検査〕
○MEMS構造試験片におけるバルク波と漏洩ラム波を用いた圧電薄膜の物理定数決定
/東北大学/紺野 彰・門田 道雄・大橋 雄二・櫛引 淳一・田中 秀治
MEMS構造試験片を作成し、その試験片のバルク波特性から得た物理定数と、超音波顕微鏡から得た漏洩ラム波の特性から解析し、ScAIN圧電薄膜のすべての物理定数を導き出すことができた。

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