日工の技術雑誌

超音波テクノ 2018年11-12月号
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U1811-12

超音波テクノ 2018年11-12月号

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■特集:超音波技術の継承
○超音波モータと同様な原理で動く手作りおもちゃ「ギリギリガリガリ」
/東京工業大学/中村 健太郎
棒のたわみ振動による超音波モータはカメラ自動焦点合わせなどで商用化実績がある。この超音波モータに似た原理により回転するおもちゃを紹介する。構造と作り方、動作原理、科学教育への適用について述べる。

○指導員研修のための超音波を応用した教材基板の開発
/職業能力開発総合大学校/五十嵐 茂
電気・電子系職業訓練指導員向けに、超音波応用技術や電子回路技術のスキルアップを目的とした、超音波を搬送波とした送受信基板と、ドップラー効果を応用した速度計測基板の教材を開発した。

○医用工学実験:超音波診断装置の原理
/桐蔭横浜大学/竹内 真一
当研究室が所属する臨床工学科は、病院などで人工心肺装置、透析装置、人工呼吸器等を操作したり、病院内の医用工学機器の維持管理を担う臨床工学技士の養成を主な目的とする。本稿では、臨床工学科2年次後期に開設されている医用工学実験Iと称する学生実験の授業の一テーマにおいて筆者が担当している実験テーマである「超音波診断装置の原理」について紹介する。

○超音波科学館がめざす社会貢献
/本多電子(株)/仲平 竹春
当社内で運営している超音波の可能性を探る情報発信基地超音波科学館。開設理念・展示内容の紹介・利用方法について紹介する。

■特集:超音波計測技術
○広帯域雑音を用いたキャビテーション発生量の定量計測技術
/(国研)産業技術総合研究所/内田 武吉
気泡から発生する音響的な信号を用いたキャビテーション発生量の計測技術の開発を行っている。ソノケミルミネッセンスの発光強度を用いて広帯域雑音を評価した結果、両者の間に正の相関があることが確認できた。

○超音波顕微鏡による生体試料の音響特性の解析方法の検討
/東北大学/荒川 元孝・森 翔平・金井 浩・堀江 みき・西條 芳文/富山大学/長岡 亮/本多電子(株)/小林 和人
超音波顕微鏡による生体試料の音響特性の解析方法について検討した。本稿では、新たに提案する手法により、試料内の多重反射波や散乱波の影響を低減でき、試料内の平均的な音速や厚さがロバストに得られることを示した。

○ピエゾセンサによる落石・がけ崩れ計測技術
/秋田県立大学/下井 信浩・クアドラ カルロス・間所 洋和
間伐材を有効利用した計測柵を製作し、ピエゾセンサを用いた落石やがけ崩れの発生を予知する自律型計測システムを考案した。実装試験における耐荷重や球体の落下試験により計測システムの有効性を検討した。

○Sénarmont法による超音波の音圧測定の一方法
/秋田大学/今野 和彦
音場を乱さずにガラス試料中で4MHzの超音波パルス波の音圧を測定する方法について述べている。超音波可視化用のストロボ光弾性法システムにSénarmont法を導入し、縦波超音波音圧の測定を試み、振動速度から測定する方法との比較から、両者が数%以内で一致することを述べている。

○振動速度情報を用いた薄い板状試料の超音波イメージング
/秋田大学/今野 和彦
圧電振動子を定電圧かつ共振周期を持つ矩形波電圧駆動により残留振動を抑制し、振動子面上に置いたエッチングされた金属薄板の振動速度の時間差イメージングを行った。この結果、数十μmレベルの厚さの差がイメージできた。

■特集:レーザー超音波の革新性
○レーザー超音波法による加熱材料の温度プロファイリング
/長岡技術科学大学/井原 郁夫
工学工業の諸分野において、高温物体の温度を非破壊、非接触、リアルタイムかつ定量的に知りたいというニーズは多い。本稿では、レーザー超音波法を用いたパルスエコー計測に基づく加熱物体の温度計測手法についていくつかの事例を交えて概説する。

○レーザー超音波可視化探傷で検査の効率化を促進
/つくばテクノロジー(株)/高坪 純治・王 波・劉 小軍・鈴木 修一・齊藤 典生
レーザー超音波可視化検査装置は面方向の検査を得意とし、これまで検査が難しかった、曲面複雑形状部や接着接合面を効率的に検査できる。本装置を、曲面部や溶接部および接着接合面の検査に適用した事例を紹介する。

○レーザー超音波リモートセンシングによる構造物検査
/(公財)レーザー技術総合研究所 倉橋 慎理・オレグ コチャエフ・島田 義則
レーザーを用いた遠隔・非接触な構造物検査技術の開発を行っている。本稿では、レーザーを用いたコンクリートひび割れ深さの計測技術、鋼板厚み計測技術、コンクリート内部欠陥計測技術に関して紹介する。

■解説
〔光と超音波〕
○液晶等方相における並進配向結合定数に対する非液晶添加物効果の再検討
/名古屋大学/松岡 辰郎・花井 航・山口 毅
改良したヘテロダイン動的光散乱法およびずりインピーダンス法等の並進配向結合定数Rの測定法を詳説し、これらを用いて液晶等方相におけるRに対する非液晶添加物の影響を再検討した結果を紹介する。

〔圧電・超音波材料〕
○スパッタ成膜中にSc金属から発生する高速負イオンがScAlN薄膜の圧電性に及ぼす影響
/名古屋工業大学/高柳 真司/早稲田大学/柳谷 隆彦
本稿では、次世代弾性波デバイスへの応用が期待されるScAlN薄膜のスパッタ成膜について述べる。薄膜材料となるSc金属に含まれる酸素や炭素の不純物が、成膜中に負イオンとなって高速で基板に照射されることが判り、圧電性の劣化に繋がることを示した。


〔超音波センサ〕
○周波数変化型加速度センサの電気的等価回路考察
/石巻専修大学/佐々木 慶文・菅原 澄夫
圧電的に駆動された周波数変化型の加速度センサの電気的等価回路表示を行い、軸力を考慮した共振周波数および等価回路定数について有限要素法に基づく解析値と試作センサによる実測値を比較検討し、その有用性を明らかにした。

〔超音波デバイス〕
○FDTD法による皮下近傍を想定したせん断波の伝搬シミュレーション
/東京工業大学/田原 麻梨江
皮膚下近傍を10μm以下の分解能で可視化するOCTを用いた弾性評価技術が発展しつつある。本稿では、せん断波伝搬解析手法の確立を目的とし、ナビエ・ストークスの理論とFDTD法を用いたせん断波の伝搬解析法を紹介する。

〔物性評価〕
○圧電体の共振を用いた金属ナノ薄膜の形態評価法
/大阪大学/中村 暢伴
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。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。


〔非破壊検査〕
○Laser SpeckleのためのUV光を用いた鏡面測定
/首都大学東京/渡部 泰明・馬 昀
Laser Speckle法は圧電デバイス表面を可視化する方法であり、携帯機器の高周波化に伴いデバイス素子表面を鏡面に仕上げる方法が主に用いられている。本稿では、UVレーザーを用いてLaser Speckle法が適用できるかについて考察を行った。

■連載
○超音波接合の基礎とその応用 第2回
超音波の発生、測定方法および振動系の設計(前編)
/ソノヤラボ(株)/園家 啓嗣

■研究室紹介
○鹿児島大学 化学生命・化学工学専攻 化学工学コース 二井研究室
/鹿児島大学/二井 晋

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