日工の技術雑誌

超音波テクノ 2020年3-4月号
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U2003-04

超音波テクノ 2020年3-4月号

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■特集 超音波を使用した計測技術
○画像処理を用いたパルス性雑音の発音数評価法
/海上保安大学校/倉本 和興
本稿では、テッポウエビ類が発したパルス性雑音の発音数(単位時間当たりのパルス数)を評価する一手法として、取得した音響データを画像データに変換し、その後画像処理を用いてパルス数を推定する手法について紹介する。加えて、本校のこじま桟橋において水中音響信号を5日間定点観測し、本手法によりパルス数を推定したのでその結果について紹介する。

○高精度な三次元高速デジタルフーリエビームフォーミングを用いた超音波イメージング
/上智大学/炭 親良
本稿では、基礎ビームフォーミングのもとに、我々が開発している三次元変位ベクトルドプラ観測を疑似的に行った結果を紹介する。

○CWレーダーによる海洋波浪情報計測
/神戸大学/河口 信義
海洋波浪情報を車載用CWレーダーによる計測を試み、本稿では、海洋波浪特性および計測方法を具体的に述べ、沿岸付近海域における実験結果からCWレーダーを用いて洋上波浪計測が可能であることを紹介する。

○非接触音響探査法のための空間スペクトルエントロピーを用いた内部欠陥検出
/桐蔭横浜大学/杉本 和子・杉本 恒美
本稿では、非接触音響探査法において、振動速度分布を用いた空間スペクトルエントロピーを考案し、コンクリート内部欠陥とレーザドップラ振動計の共振周波数の自動識別、および明瞭な欠陥映像を得ることができることを紹介する。

○間伐材と自律計測システムを用いた落石・土砂災害等の予測技術に関する試み
/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等の土砂災害に関する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落下試験により計測システムの有効性を検証した。

○音響整合材料による圧電高分子トランスデューサの効率改善
/山形大学/高橋 貞幸
本稿では、有機質の圧電材料であるP(VDF/TrFE)(75/25 mol%)を用いて、動作中心周波数3MHz圧電振動子を製作し、その表面側にポリマー系の音響整合層を積層した。この結果を、実測値と理論値で検証を行った。この結果、音響整合層を積層したP(VDF/TrFE)トランスデューサ(2 MHz)は、同じ圧電性能をもつP(VDF/TrFE)トランスデューサと比較して、約10 dB感度を上昇することができた。

○高分解能(広帯域)魚群探知機の新技術
/古野電気(株)/御園生 哲史
近年、魚群探知機の広帯域技術の進歩により、パルス圧縮技術を用いた「高分解能(広帯域)魚群探知機」と呼ばれる新しいタイプの魚群探知機の普及が進んでいる。水産資源調査で使用される計量魚群探知機において、高分解能と探知距離向上の両立を目的に、計量魚群探知機の主要な周波数である38kHzを中心周波数として使用可能な「低周波広帯域計量魚群探知機」を開発したので、本稿にて紹介する。

○カロリメトリ法における水の溶存酸素濃度の影響
/(国研)産業技術総合研究所/内田 武吉
カロリメトリ法による超音波パワー測定で使用している飽和水と脱気水が超音波パワーの測定値に与える影響について検討した結果、両者の測定値に有意差があることを確認した。

■特集 海洋音響のさまざまな技術2
○離岸流トモグラフィーにおけるマルチパスの特性
/海洋音響研究所/中埜 岩男/神戸大学/石田 廣史/大阪大学/出口 一郎
音響反射体による反射波の主ピークに付随する遅延ピークではマルチパスの形成は見られず、主ピークとは別に遊動するピーク群や波浪の砂の巻上げ等によるピーク群が度々発生し、一種のマルチパスの形成が見られた。

○位相共役通信とマルチチャンネルDFEの移動体水中音響水平方向通信における比較
/(国研)海洋研究開発機構/樹田 行弘
伝搬路が時間変動する環境として、送信音源が移動する場合の移動体通信におけるPTR通信の性能を20 kHz帯の信号を利用し、移動体通信シミュレーションデータに適用して検討した。また、既存のアレイ通信処理手法として、Multi-channel decision feedback equalizerによる処理を行い、結果の比較を紹介する。

○音響多重通信測位装置を用いた複数のAUVの同時運用
/(国研)海洋研究開発機構/渡邊 佳孝・目黒 浩二・志村 拓也
効率的な深海調査を行うためのAUVの複数機同時運用において、ASV 1機を用いて3機までのAUVとの通信・測位をしつつ監視するための音響多重通信測位装置の開発を行った。本稿では、本装置の仕様および実海域で実施した運用実証について紹介する。

○音響による水生植物のバイオマス推定精度の検証
/東京大学/水野 勝紀
近年、MHz帯域の超音波を利用する高分解能音響ビデオカメラが浅瀬水域の植生調査に応用され始めている。本稿では、音響ビデオカメラを用いた水生植物のバイオマス推定方法とその精度検証結果について紹介する。

○パラメトリックアレースピーカを用いた3D音像ホログラムの構築
/立命館大学/西浦 敬信
円弧状に配置したパラメトリックアレースピーカを用いて、空間上の任意位置から音波が放射されるような放射特性を形成することで三次元的な仮想音源を構築し、その仮想音源と残響を受聴することで、被験者に三次元音像を知覚させる音像ホログラムを紹介する。

■解説
〔非破壊検査〕
○鋭敏色法を用いたガラス板中の Lamb波の厚さ方向の分布に関する実験的検討
/秋田大学/今野 和彦
検出できないモードの存在を明らかにするために、可視化画像を全ての場所で離散フーリエ変換を行うことでモードの判別を行った。結果、可視化画像の暗い部分および境界部分に検出できなかったモードを含めた多くのモードが同時に存在し、厚さ方向にモードが分布していることが明らかとなった。また、Lamb波の分布は板内部で一様でなく、三次元的に分布している可能性が高いことが示唆された。

○探触子の受信指向性と空中超音波探傷における虚像の解析
/ジャパンプローブ(株)/田中 雄介
空中超音波探傷で画像化した際に虚像が発生することがある。空中超音波探傷は送受信で凹面振動子を用いることがあるが、受信面が大きいと試験体内部で広がった超音波を受信し、虚像が発生する。この現象について受信指向性や探触子の受信信号、シミュレーションによる超音波伝搬で分析し、虚像の原因を調べた。受信面を小さくすることや試験体と受信探触子の距離を適切に設定することで虚像を低減できた。

〔医用超音波〕
○三次元音響インピーダンスマッピングによる皮膚内部構造観察
/豊橋技術科学大学/穂積 直裕/本多電子(株)/小林 和人
本稿では、超音波顕微鏡を使用し、いわゆるBモードエコー画像のもとになる反射波形から、Time domain Reflectometryを参考とした簡単なアルゴリズムにより、生体組織の深さ方向の音響インピーダンス分布を推定する手法を紹介する。皮膚組織を対象とした観測実験で三次元音響インピーダンス分布を得ている。

■研究室紹介
○東北大学大学院医工学研究科・工学研究科 松浦研究室
/東北大学/松浦 祐司

○大阪大学大学院工学研究科 加工物理学領域研究室
/大阪大学/浅井 知

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