超音波トランスジューサの振動特性測定法に関する研究

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第1年度に引続き測定システムの開発を行い下記の成果を得た。1.狭帯域型(柴山)【i】) アレイ素子中の2個を選び、等振幅、等位相で振動させ分解能等の検討を行った。即ち130kHz、送受波器間隔33.5cm、ホログラムの測定点数2025点で、相接近した素子及び最長である対角線素子において再生像として夫々2.4cm(理論値3.06cm)及び10.18cm(10.19cm)を得た。【ii】)振動子保護物の音場に及ぼす効果を検討するモデル実験としてアレイの中心素子の前面にアクリル板(寸法:30×10×0.5【cm^3】/枚)をおき、これを1〜5層に変えてその音場に及ぼす効果をホログラフィ法により検討した。その結果アクリル板5層を用いた場合、再生像に音源の拡がりが現れた。即ちアクリル板により見掛けの音源が生じたことを示している。ここで5層中の1層目の幅を変え、半波長分だけ位相を変化させることによりこのスプリアスは軽減した。なお【i】),【ii】)等の実験の際に光学振動変位測定器(補助金による)を用いて素子の調整(空中)を行い測定結果が十分信頼出来ることを確認してある。2.広帯域型(柴山、鈴木、小原)実験はレーザ光の回折(ラマン・ナス回折像)を計算機トモグラフィ法により処理する方法で行った。ただし本実験では"回折像に伴う全成分(零次光をも含む)をとって行う"ことが従来にない特徴である。実験例として【i】)2個のトランスジューサに3MHzの正弦波電圧を加えて駆動した。この時位相関係は"0°,180°"及び"0°,90°"にとってある。その再生像においてこの位相関係を明瞭に識別することが出来た。【ii】)直径13mmの凹面トランスジューサ(2.5MHz)に対しその表面より1.5mm(2.5波長)離れた位置で検討した。再生像はリング状の振幅分布を持っているが位相の変化は殆どない。以上、狭帯域及び広帯域型振動子において音響媒質(水)側からみた動作時の振動特性の測定が可能であることの見通しを得た。