日工の技術雑誌

超音波テクノ 2019年1-2月号
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U1901-02

超音波テクノ 2019年1-2月号

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■特集:水産業にみる超音波等の活用
○音響光学生物観測システムの誕生とその活用
/(国研)水産研究・教育機構/澤田 浩一
一尾あたりの魚の反射強度(TS)は、魚の現存量推定に必要な音響パラメータである。自然状態の魚のTSを精確に測定するため、ステレオビデオビデオと計量魚探機を装備した音響光学観測システムが開発された。本稿では、システム誕生から現在の活用状況について紹介する。

○高解像度音響ビデオカメラと魚の3Dモデルシミュレータを用いた魚類分類手法の開発
/東京大学/水野 勝紀・張 宇・浅田 昭
我々の研究グループでは、高解像度音響ビデオカメラによって取得される音響画像を用いて魚類を分類するための新しい手法を開発している。本稿では特に、現在試行している「魚の3Dモデルを基に構築した疑似的な魚の音響画像を利用する分類手法」について紹介する。

○超音波バイオテレメトリーシステムを用いた与那国島周辺海域浮魚礁におけるカツオの行動調査
/東京海洋大学/浅井 咲樹・内田 圭一・宮本 佳則/北海道大学/宮下 和士・白川 北斗/京都大学/荒井 修亮・三田村 啓理/東京大学/北川 貴士/(株)アクアサウンド/笹倉 豊喜
高度回遊魚であるカツオの行動モニタリングを、与那国島周辺海域で超音波テレメトリーシステムを用いて行った。その結果、カツオがパヤオ周辺に一定期間滞留しながら日周行動をしている様子を捉えることに成功した。

○積層圧電アクチュエータの水産音響用広帯域送受波器への応用
/東京海洋大学/甘糟 和男
デジタルカメラの手ぶれ補正などに使用されている積層圧電アクチュエータを使った水産音響用の広帯域送受波器について紹介する。二つのプロトタイプを製作し、海上実験および水槽実験を行い、さらに南大洋での観測に使用し、本送受波器の有効性を確認した。

■特集:産業界に貢献する超音波洗浄
○環境を配慮した超音波洗浄の最新展開
/(株)カイジョー/石川 義則
当社は幅の広い周波数の超音波洗浄機をラインナップ化しており、ユーザー立ち会いを含む洗浄実験から最適な超音波洗浄機を提案している。本稿では、豊富な洗浄実験から環境を配慮した超音波洗浄の最新展開について紹介する。

○超音波キャビテーション由来のエロージョンに対する溶存ガス濃度の影響
/慶應義塾大学/安藤 景太・山下 達也
アルミ箔を用いた水中超音波エロージョンに関する簡易試験から、溶存ガスの過飽和下では超音波キャビテーション由来のエロージョンが低減することを示す。

○脱気が完了すると運転を停止する・自動運転機能付き「循環脱気装置」
/オタリ(株)/橋本 芳樹
当社では、脱気することで超音波の洗浄力を格段と向上させる循環脱気装置を販売している。今回、脱気完了を判断して作動、停止、再作動を自動的に行う「自動運転機能付き循環脱気装置」をリリースしたので、その原理と装置を紹介する。

○将来のIoT化を見据えた超音波洗浄機
/(株)カイジョー/長谷川 浩史
当社は管理機能や操作性を大幅に向上させた超音波洗浄機「PHENIX+」を発売した。製造工程に求められる品質管理は年々厳しくなっており、超音波洗浄に関しても従来よりも厳密な管理が求められている。本稿では、これらの要望に応えるべく開発されたPHENIX+を紹介する。

○狭隙間実装基板への洗浄技術開発
/荒川化学工業(株)/久保 夏希
近年電子基板の実装において水での洗浄が可能という観点から、「水溶性フラックス」を用いた実装が注目されている。本稿では、狭隙間に存在する水溶性フラックスの残渣に対して良好な洗浄性を有し、かつ低環境負荷型である洗浄剤パインアルファST-231に関して紹介する。

○超音波洗浄に適した低VOC・一液洗浄剤
/化研テック(株)/石原 慧太
高い洗浄品質が要求されるエレクトロニクス実装業界の洗浄工程において、超音波による物理的作用の付与は有効な手段であるが、最適な洗浄剤の選定が重要となる。本稿では、超音波洗浄に特に有効であり、環境にも配慮したメタルマスク洗浄剤、フラックス洗浄剤とその洗浄システムについて紹介する。

■解説
〔超音波デバイス〕
○弾性表面波デバイスを利用したデジタル式マイクロ流体システム
/静岡大学/近藤 淳
弾性表面波(SAW)を用いたデジタル式マイクロ流体システム(DMFS)について紹介する。最初に液滴搬送についての実験的検討について述べる。その後、128YX-LiNbO 3またはカバーガラス/水/128YX-LiNbO 3からなるDMFSを用いた結果について述べる。最後に、液体中の微粒子操作についても言及した。

○密度変化を組み込んだ三次元CE-FDTD法
/同志社大学/土屋 隆生
FDTD法の高精度版であるCE-FDTD法に媒質変化の組み入れを行っている。密度が陽に現れる基礎支配方程式から出発して密度変化を組み入れた結果、媒質変化があっても高精度計算が可能であることが示された。

〔超音波センサ〕
○水晶振動子バイオセンサシステム小型化へのアプローチ
/日本工業大学/押田 直也・増本 憲泰・加藤 史仁
PDMS-QCMバイオセンサチップと磁気駆動小型ポンプの集積化による分析システムの小型化を提案し、センサチップを用いたタンパク質の捕捉実験の実施および小型ポンプの構造について解析を用いた基礎的検討を行った。

〔海洋・水中音響〕
○高周波超音波による内生二枚貝の音響可視化
/コマツ/菅沼 大輝/東京大学/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としてガラスビーズを堆積層に見立てて音響画像を取得した。本稿では、その際、堆積層粒子によって音響画像上に生じるスペックルを低減する手法としてウェーブレット縮退法を用いた例を紹介する。

〔医用超音波〕
○冷却による超音波速度変化イメージングを用いた不安定血管プラークの検出法
/大阪府立大学/和田 健司・堀中 博道/TU技術研究所/松中 敏行
ヒトへの安全性の観点から、冷却を利用した超音波速度変化イメージング法を不安定血管プラークの検出に適用するために、生体ファントムを用いた実験を行い、温度差0.2℃の条件で検出可能であることを見積もった。

○高距離分解能イメージング手法における伝搬に伴う超音波波形変化に関する検討
/富山大学/茂澄 倫也・長岡 亮・長谷川 英之
受信信号から散乱体強度分布を推定する距離分解能向上手法に使用する参照信号を、画像化対象から推定する手法について紹介する。ファントム実験の結果、半値幅は従来法の0.444mmから0.150mmに向上した。

〔強力超音波の応用〕
○音響キャビテーションノイズの粘度依存性
/岐阜工業高等専門学校/黒山 喬允
音響キャビテーションの気泡ダイナミクスそのものに着目し、液体物性値を計測する手法の検討を行った。本稿では、音響キャビテーションノイズと粘度の関係について紹介する。

○遺伝子導入に用いる非集束単一衝撃波
/金沢工業大学/會澤 康治
細胞への物理的遺伝子導入において、細胞膜の物質透過性に影響を与えるとされる圧力勾配および圧力インパルスなどに着目して、水中火花放電で誘起した非集束単一衝撃波について、これらを実験的に調べた。

■連載
○超音波接合の基礎とその応用 第3回
超音波の発生、測定方法および振動系の設計(後編)
/ソノヤラボ(株)/園家 啓嗣

■研究室紹介
○崇城大学 情報学部 計測情報学研究室
/崇城大学/杉浦 忠男

○豊橋技術科学大学 真下研究室
/豊橋技術科学大学/真下 智昭

○立命館大学 情報理工学部 情報理工学科 音情報処理研究室
/立命館大学/西浦 敬信

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