日工の技術雑誌

超音波テクノ 2017年5-6月号
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U1705-06

超音波テクノ 2017年5-6月号

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■特集:超音波と可視化〜目で見る超音波〜1
○最近の超音波可視化技術
/同志社大学/秋山 いわき
最近の超音波による可視化技術について、不可視情報を可視化する超音波イメージングと超音波伝搬を定量的に測定する光学技術について述べる。特に、医療分野では、新しい技術が導入されているので、その点を中心に述べる。

○乳房超音波画像診断支援のための画像解析技術の現状と将来
/岐阜大学/村松 千左子・藤田 広志
乳房超音波検査は、これまでの精密検査に加え検診での需要が高まり検査数が増加している。医師の読影負担を軽減するため、正確で効率よい画像診断を支援するシステムの開発が進んでいる。本稿では、画像解析技術の現状と将来について紹介する。

○有限要素法シミュレーションによるEMATが発生する超音波の伝搬の可視化
/(一財)発電設備技術検査協会/山本 敏弘・上山 芳教
EMAT(電磁超音波探触子)の構造の最適化を支援するために、任意のEMATの構造に対応できるEMATの数値シミュレーション方法の確立を目指し、市販の有限要素法(FEM)シミュレーションソフトウェアを組み合わせて得られたEMATによる超音波の発生とその伝搬の計算結果を実験結果と比較して計算方法の妥当性の確認を行い、この計算方法を活用した例を紹介する。

○圧電フィルムによる超音波可視化技術
/(一財)発電設備技術検査協会/上山 芳教・古川 敬
超音波波面の可視化技術は探傷技術者が超音波伝搬への理解を深める助けになる。本稿では、著者らが以前に開発した超音波可視化装置について、圧電フィルムの活用による改良を検討した結果を示す。

○超音波伝搬の可視化と探触子設計への応用
/ジャパンプローブ(株)/田中 雄介
超音波探触子から直接波とエッジ波が発生することをシミュレーションで説明し、パルス波と連続波でどのような現象が発生するかを述べた。探触子設計への応用として音響レンズ型集束超音波探触子の焦点位置を直接波とエッジ波の影響を考慮してシミュレーションにより設計した。設計について振動子直径と音響レンズの曲率半径から開口角を指標とし、焦点形成における直接波とエッジ波の影響と開口角の関係を調べた。焦点形成にエッジ波の影響が大きい場合は超音波の波長が関係するため周波数により焦点位置が変動する。周波数評価についてJIS規格では平面板の反射信号をFFTして行っているが、実際の値とは異なるためピーク間の時間差から周波数を評価した。

■特集:超音波による計測2
○ヒト組織の実時間超音波変位ベクトル計測
/上智大学/炭 親良
本著者は世界に先駆けてヒト組織変位ベクトルの計測方法を開発して来た。本稿では中でも実時間性と高精度さの両者を備えた多次元自己相関法と横方向変調法やスペクトル周波数分割法との組み合わせについて解説し、寒天ファントムにおける実施例を示す。

○アクティブソーナーの残響領域におけるプロセスゲイン
/日本電気(株)/斯波 尚志
アクティブソーナーで目標検出に多用されているレプリカ相関について、残響のモデリングと周波数変化率が大きい場合の近似を用いて、これまでなかった残響領域でプロセスゲインの理論式を求めた。

○音響放射圧を用いた葉および茎の振動計測による植物健康状態の推定
/桐蔭横浜大学/杉本 恒美・中川 裕・佐野 元昭
植物の健康状態を保ちつつ、最小限の水で効率的な植物の育成を行うために、音響放射圧を用いて葉および茎を振動させたときに生じる共振周波数の変化から、植物の健康状態の推定が非接触かつ非破壊的に行える可能性があることを示した。

○スマートデバイスを用いた屋内測位システム
/創価大学/伊与田 健敏・横道 大助
本稿では、スペクトル拡散超音波による屋内測位の普及を目指して開発を進めている、可聴域に近い周波数のスペクトル拡散超音波でスマートデバイスを受信端末として利用した屋内測位システムの概要について解説する。

○環境DNA定量による定量的な魚群分布調査と計量魚群探知機による検証
/神戸大学/山本 哲史/北海道大学/南 憲吏
環境DNA解析法は水中に含まれるDNAを解析する生物検出法であり、任意の生物種の分布を調べることができる。環境DNA解析法と並行して計量魚探機による魚群バイオマス推定を行い、環境DNAに基づく魚群分布の推定精度について検討した研究事例を紹介する。

○超音波テレメトリーの今後の展望
/東京海洋大学/宮本 佳則
これまで単独のシステムとして利用されてきた超音波テレメトリーは、今後様々なシステムとのハイブリット化により、その利用・応用方法が広がる可能性があるので、現状の課題も含めて今後の展開について解説する。

○平面型圧電高分子トランスデューサを用いた空中超音波によるICの透過画像
/山形大学/高橋 貞幸
本稿では、PZTなどの無機質の圧電材料よりも、1桁小さい音響インピーダンス値をもつ、圧電高分子材料であるP(VDF/TrFE)共重合体を用いて、約2.5 MHzに動作の中心周波数をもつ平面型のトランスデューサを試作した。このP(VDF/TrFE)トランスデューサから送波される平面波を用いて、空気中で、IC(LSI-8255)の透過画像を試みた。その結果、MHz帯域での透過画像が可能であることを実証した。

○水産資源の持続的利用と資源量推定
/古野電気(株)/西山 義浩
水産資源の現存量推定に必要な音響調査データとしての利用を前提に、漁船に搭載されている魚群探知機で得られるエコーデータを活用する提案として、データ出力機能とフォーマットおよびその利用について述べる。

■解説
〔非破壊検査〕
○ウォーターカップリング磁歪センサの開発
/立命館大学/内田 慎哉
磁歪現象を活用して水を発信子として駆動、かつ水をコンクリートとのカップリングにも併用し、コンクリート中へ弾性波を入力するため「ウォーターカップリング磁歪センサ」について紹介するとともに、コンクリートの内部欠陥の評価へ適用した事例についても解説した。

○鋭敏色法によるLamb波伝搬の可視化
/秋田大学/今野 和彦・保坂 儒人
固体中の超音波伝搬可視化の例としてガラス平板にLamb波を送波し、伝搬過程をストロボ光弾性法システムに鋭敏色法を組み合わせたシステムにより可視化を試みた。この結果、音圧の極性を含むLamb波伝搬の可視化を実現した。

○複数モード非線形共鳴超音波スペクトロスコピー
/東北大学/小原 良和
複数モードの共鳴周波数シフトを計測することで、局所的な閉じた欠陥の位置特定を行う「複数モード非線形共鳴超音波スペクトロスコピー」の実験による原理検証結果について解説する。

〔強力超音波の応用〕
○たわみ振動板形超音波音源から放射された強力空中音波による集束音場
/日本大学/三浦 光
空気中に強力な超音波を放射する音源として、縞状のたわみ振動モードをもつ矩形振動板に凸端部を設けて駆動点とした音源がある。本稿では、このたわみ振動板近傍に複数の短冊形反射板を設置して、振動板から放射された音波を集束させる新しい方法について解説し、任意の位置に強力な集束音場を形成できることを示す。

〔超音波デバイス〕
○LiNbO3を用いた金属接合型ランジュバン振動子の開発
/オリンパス(株)/伊藤 寛
強力超音波振動源として、圧電素子にニオブ酸リチウムを用い、ハンダで金属ブロックと圧電素子を接合して一体化した金属接合型ランジュバン振動子を試作した。その構成、特性について紹介する。

■連載
○圧電振動子を用いた超音波プローブの設計入門 第4回
超音波プローブの伝達関数
/桐蔭横浜大学/竹内 真一

■研究室紹介
○佐賀大学 工学系研究科 先端融合工学専攻 寺本研究室
/佐賀大学/寺本 顕武

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