/日本工業出版(株)/

■特集:海洋音響に寄与する超音波技術1
○海中発音生物テッポウエビの発音を用いた環境指標と海域環境計測への活用
/明石工業高等専門学校/渡部 守義
海中発音生物として知られるテッポウエビ類の1分間当たりの発音数を環境指標とする環境指標を提案し、海中において困難とされる生物の生息状況を水中マイク一本で概測する方法を開発と活用について研究を行っている。

○音響調査のためのサケ稚魚のターゲットストレングスについて
/(国研)水産研究・教育機構/澤田 浩一
本稿では、一般的なターゲットストレングス(以下、TS)推定方法を解説し、我々が実施したサケ稚魚のTS測定結果について紹介する。最後に、任意の3次元形状による散乱を計算可能な境界要素法によるTS計算例を示す。

■特集 いま、ソノケミストリーが面白い2
○超音波を用いた水質浄化プロセスの実用化
/東京電機大学/小林 大祐
本稿では、水質浄化への応用が期待される超音波を用いた有機物分解について、擬1次反応とみなせる際の分解速度定数推算モデルについて概説し、本モデルが適用できる分解対象物質や条件について紹介する。

○超音波による活性酸素種生成反応の制御と応用
/信州大学/金 継業
本稿では、共反応物により超音波反応場における活性酸素種の生成反応の制御と検出手法を紹介する。また、超音波でin situ生じた活性酸素種を利用して、薬物の分析や抗酸化能の測定に応用できることを示した。

○高強度集束超音波音場における堅牢ハイドロホンの評価
/桐蔭横浜大学/貝瀬 不二丸・森下 武志・佐藤 敏夫/日本医療科学大学/椎葉 倫久/本多電子(株)/岡田 長也/東京都市大学/竹内 真一
これまでに我々は超音波洗浄器を用いて堅牢ハイドロホンの性能の評価を行ってきた。今回は、凹面振動子を用いて集束超音波における堅牢ハイドロホンの性能の評価、および音響キャビテーションの挙動について検討した。その結果、集束超音波に30時間曝露しても堅牢ハイドロホンの受波感度の低下ないことがわかった。また、集束超音波ではキャビテーションバブルが堅牢ハイドロホンに向かって流れていく様子が確認できた。

○超音波を利用した第三級アミン水溶液からの二酸化炭素の低温脱離
/秋田大学/大川 浩一
火力発電所などから排出される二酸化炭素を分離・回収し、地下へ貯留するCCS技術が注目されている。本研究は、二酸化炭素を重炭酸イオンとして吸収する第三級アミン水溶液と超音波を組み合わせることで二酸化炭素の低温脱離を検討した。

○超音波霧化装置
/(株)カイジョー/副島 潤一郎
薬剤の吸引や芳香剤の噴霧に超音波による霧化装置が使われることがある。その歴史は古く1950年から色々研究され、当初はガソリンの燃焼効率UPのために研究が多くされていた。本稿では、霧の発生を高速ビデオカメラで撮影し、放射面積や放射角度によって、発生の仕方や量がどのように変化するかを観察した。また、放射された音をハイドロホンで受け周波数分析をした結果、霧化はキャビテーションが発生する電力よりも低い電力から霧化しすることがわかった。

■解説
〔超音波計測〕
○空中超音波を用いた果物の非接触弾性計測システム
/東京工業大学/田原 麻梨江・池田 将基
筆者らは、空中超音波を用いて非接触で果物の粘弾性特性を計測するシステムを考案し、検討を行っている。本稿では、筆者らが構築した計測システムと、それよりもさらにハイパワーの空中超音波を放射可能な計測システムを用いて測定を行い、入力波による果物表面の振動特性を比較した結果について紹介する。

○コウモリの超音波センシング戦略解明のための音響シミュレーションを利用した新たな解析手法
/同志社大学/手嶋 優風・土屋 隆生・飛龍 志津子
計測困難であったコウモリが聴取するエコーを、音響シミュレーションで算出する手法を考案した。その結果、エコー情報による空間が実際の空間と異なることや、飛行中のコウモリの注視対象の推移が明らかとなった。

〔物性・評価〕
○ハイドロゲル複合材料の音響伝播特性
/東京理科大学/遠藤 慧・朝倉 巧/東京農工大学/倉科 佑太
ハイドロゲル材料へのナノ粒子混合は材料の音響特性に多大な影響を及ぼし、工学から医療分野まで幅広い応用が期待できる。しかし、粒子の混合条件と音響伝播特性の関係に関する知見はこれまでほとんど明らかとされていない。そこで本研究では、ナノ粒子を混合したハイドロゲル複合材料を作製し、その音響伝播特性に関する評価実験を行い、シリカ粒子の条件とハイドロゲルの音響伝播特性の関係を求めた。

〔超音波デバイス〕
○局所空中音響流を用いた熱伝達促進による選択的遠隔冷却応用
/東京大学/長谷川 圭介
本稿では、モバイルデバイスのサーマルマネジメント技術として、屋内に敷設した空中超音波フェーズドアレーを用いて生成した音響流によりピンポイントに空冷するという方略を提案し、基礎的な研究結果について紹介する。

○同種材料接合構造上の縦型漏洩弾性表面波の伝搬・共振特性
/山梨大学/垣尾 省司
本稿では、カット角の異なる水晶同士を接合させた構造上の縦型漏洩弾性表面波の伝搬特性と共振特性の解析結果について紹介する。単体の水晶よりも結合係数が大きく、高いQ値を示すことを明らかにした。

〔光と超音波〕
○超音波凹凸ゲルレンズ
/同志社大学/小山 大介
本稿では、超音波によって凸レンズと凹レンズの両方に変形可能な可変焦点ゲルレンズを紹介する。アクチュエータを必要としない単純な構造であるため、スマートフォンや車載用カメラモジュールなどへの応用が期待される。

〔空中超音波〕
○超音波空中ハプティクスにおける振幅変調の包絡信号設計に基づく質感再現
/大阪産業大学/中山 雅人・上田 明日斗
触覚フィードバック手法の一つとして、超音波振動子アレイから放射される超音波で、皮膚に対して圧力を作り出して知覚させる超音波空中ハプティクスが提案されている。本稿では、超音波の包絡信号を適切に設計することで、超音波ハプティクスにおける質感を変化させる手法について紹介し、評価実験でその有効性を検証する。

○位相制御キャリア波に基づくパラメトリックスピーカの狭ビーム幅形成
/立命館大学/西浦 敬信
本稿では、パラメトリックスピーカの復調音に対する超指向性を実現すべく、パラメトリックスピーカの中心部(Main array)と周辺部(Subarray)のキャリア波の位相を制御することで、狭ビーム幅を形成する手法を紹介する。特に、Sub arrayとMain arrayのキャリア波の位相を反転させて再生することで、音響空間上にて部分的にパラメトリック効果を弱め、かつ復調音を相殺することで、狭ビーム幅の形成を実現した。

○超音波を用いた盗聴防止技術の検討
/山形大学/近藤 和弘・早坂 学起
変調超音波によりマイク入力にその非線形特性を用いて妨害雑音を発生させて、小型録音機を用いた盗聴や、スマートスピーカへの音声コマンド注入を防止するシステムを検討した。

〔医用超音波〕
○直線集束ビーム超音波材料解析システムによる材料均質性評価のための高速スキャン法
/東北大学/大橋 雄二
直線集束ビーム超音波材料解析(LFB-UMC)システムにおいて高速スキャン法を用いた新しい材料均質性評価法を提案し実験的に検討した。単結晶試料内に存在する組成分布に起因する漏洩弾性表面波(LSAW)速度の変化を従来法のV(z)法と新規提案のV(x)法の両方法で計測して比較したところ、V(x)法の方が56倍高速に測定できることを実証した。

○細胞レベルの超音波/光音響イメージングの展開
/東北大学/西條 芳文
医学・生物学用超音波顕微鏡の歴史は赤血球の可視化から始まり、細胞のバイオメカニクス計測へと応用されてきた。当研究グループでは超音波信号の独自解析により、細胞の音速・密度分布の計測などを行ってきた。光音響イメージングによりさらなる高分解能を目指し、徐々に研究成果が出つつあるので、本稿で紹介する。

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