日工の技術雑誌

超音波テクノ 2017年3-4月号
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U1703-04

超音波テクノ 2017年3-4月号

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■特集:超音波による計測1
○建設分野における水中施工と音響機器の活用
/東亜建設工業(株)/田中 孝行
海洋土木工事では、水中での施工状況や地形状況を把握することが重要とされている。主に計測機器として音響機器が活用されているが、本稿では音響機器を使用した水中視認技術や施工事例について紹介する。

○ナローマルチビームソーナーによる水中可視化
/海上保安大学校/倉本 和興
前方監視ソーナーの基本的な計測方法、撮像原理の概要、特徴についてナローマルチビーム測深機と比較しながら述べる。また、これまでに得られている音響画像としてのデータの比較についても併せて行い、海上保安庁業務に関連した使い方の可能性について考える。

○コヒーレントドップラー方式による速度計測
/神戸大学/河口 信義
コヒーレント方式ドップラー精密速度計測において「波数の不確かさ」問題を解決する手法として、新たに隣接パルスの送信時間間隔差分を変える適応的な手法を提案し、数値計算及び水槽実験により検証を行った。

○水中音響通信用圧電トランスデューサの能動的インピーダンス整合システム
/筑波大学/海老原 格・齋藤 陽介・水谷 孝一・若槻 尚斗/防衛大学校/小笠原 英子
水中センサネットワークの長期運用に伴う通信ハードウェアの変化に対応するために開発した、モデム=水中音響トランスデューサ間のインピーダンスを能動的に整合・維持するシステムについて解説する。

○連続型インクジェットの進行波による滴生成
/富士ゼロックス(株)/森田 直己
連続噴射型インクジェットのマルチノズルプリントヘッドにおいて、流路の両端にピエゾ振動子と音波吸収器を設置し、側面のノズルから水性インクを噴射し、144kHz近傍の進行波により液滴(画素)を生成した。

○ピエゾセンサを用いた木造構造物の振動解析
/秋田県立大学/下井 信浩・クアドラ カルロス・中正 和久・間所 洋和
1/5スケールの伝統的木造構造物模型における動的振動実験を行い、オリジナルのピエゾセンサ計測結果と有限要素法による解析結果を比較検討した。その結果、ピエゾセンサによる計測値の有効性が認められた。

○新世代のEK80広帯域科学魚探システム
/日本海洋(株)/中野 健一
小魚やプランクトン等の単体エコーを検出可能にするために、FMチャープ波を送信可能な広帯域の新しい科学魚探システムの実例を含めて特長を紹介する。合わせて船舶だけでなくさまざまなプラットフォームに装備可能な自律型システムも紹介する。

■特集:超音波を適用したプラントの保守点検2
○閉じたきれつを含む疲労損傷層からのエコーの周波数応答および波形解析
/FUT研究所/福原 熙明
疲労損傷は、繰返し荷重環境における転位の挙動によって組織変化を起すもので、きれつが発生し、伝播し、破断に至る。その過程を超音波によって評価・診断できないかを検討した。まず、疲労きれつの伝播・停留の検討から、閉じたきれつであっても、きれつ面は繰返し塑性変形層で覆われていると考えるべきであるとし、その損傷層の材質変化は定ひずみ低サイクル疲労試験により検討し、異なった音響インピーダンスとなることを明らかにした。次いで、この閉じた疲労きれつの評価は、この変形層を含んだ三重媒質の往復反射率の周波数応答解析によってサブハーモニック特性の評価から可能であることを明らかにした。

○鋼材溶接部TOFD探傷におけるパルス圧縮法の適用検討
/(株)IHI検査計測/川崎 拓・滝沢 真美・佐々木 孝明
パルス圧縮は変調波を用いるため、探触子各々において送信する信号の最適化が必要である。本稿では、一般的にTOFD法で使用される探触子においてパルス圧縮に最適な送信波の検討を行った。

○フェーズドアレイ法における集束音場の特性
/(株)日立製作所/河野 尚幸
フェーズドアレイ法による非破壊検査では、集束音場を利用することで、分解能やSN比の向上が期待できる。本稿では、リニアアレイセンサについて、集束音場の基本特性を近似式で評価し、適用上の注意点を述べる。

○50kHzアレイ探触子を用いたFSAP方式によるコンクリート内部の高速映像化
/愛媛大学/中畑 和之・小澤 耀生
/ジャパンプローブ(株)/大平 克己/東芝プラントシステム(株)/小川 健三
50kHzの中心周波数を有する縦波アレイ探触子を用いて、コンクリート中の鉄筋や電線管等の映像化を紹介する。本探触子は、低周波領域で有効なビーム集束を得るために三次元音場計算を行い、専用設計されたものである。ここでは、全波形サンプリング処理方式(FSAP)による映像化を適用した。深さ800mmのコンクリート供試体中の上端筋から、底部にある鉄筋や電線管まで、全領域にわたって再構成することが可能である。

○超音波の材料組織信号に着目した欠陥モニタリング方法
/海上技術安全研究所/島田 道男・藤本 修平
材料組織エコーのBスキャン画像の変化から欠陥の挙動に関する情報を収集する方法を検討した。計算シミュレーションにより、二次元相互相関を用いた画像比較により欠陥成長に伴う変化を検出できることが分かった。

○動的せん断ひずみ解析法にもとづく微小欠損近傍の散乱場の観測
/佐賀大学/寺本 顕武
腐食を、その初期段階において検出するためには、微小欠損によって散乱される波動場の検出が不可欠である。そこで、一対の互いに直交する動的せん断歪みの共分散行列の行列式の値を利用することにより、波長の数十分の一の大きさを持つ、中空円筒状の欠損近傍の散乱波動場の観測を行った。本報告では、動的せん断ひずみ解析法による、レイリー散乱場の計測原理と実験結果について紹介する。

■製品特集:超音波ホモジナイザーの特徴と役割計測
○工業、バイオなどの分野で活用される超音波ホモジナイザー
/(株)セントラル科学貿易/勝田 訓嘉

○幅広いラインアップの超音波ホモジナイザー
/家田貿易(株)/亀井 範雄

○工業化大量生産に適した超音波ホモジナイザー
/新科産業(有)/中原 理暉

■解説
〔医用超音波〕
○皮質骨中の音波伝搬シミュレーション
/同志社大学/高野 幸樹・松川 真美
/神戸市立工業高等専門学校/長谷 芳樹
近年骨粗鬆症の診断として、超音波法が注目されている。超音波法の一つに、長骨皮質骨の骨質評価を行うAT法がある。今回の研究で、我々はAT法に関する基本的な諸問題について検討した。

■研究室紹介
○同志社大学 理工学部 超音波エレクトロニクス・応用計測研究室
/同志社大学/小山 大介

○東北大学 流体科学研究所 早瀬・白井・宮内研究室
/東北大学/早瀬 敏幸

○東海大学 工学部 精密工学科 槌谷研究室
/東海大学/槌谷 和義

■連載
○圧電振動子を用いた超音波プローブの設計入門 第3回 背板と音響整合層
/桐蔭横浜大学/竹内 真一

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