拡散ビ-ム超音波を用いた小形で簡便な音響特性測定システムの開発

使用扩散束超声波开发紧凑且简单的声学特性测量系统

• 批准号: 02650279
• 负责人: 山田 顕
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02650279/
• 关键词: 超音波トランスジュ-サ; 漏洩弾性表面波; 音速測定; V(z)曲線; 拡散ビ-ム; ヌルゾ-ン; 圧電セラミックス; 音響特性測定システム

本研究は、2個の拡散ビ-ム超音波トランスジュ-サを用いて被検体試料に対する超音波の送受信を行い、試料の表面を伝搬する漏洩弾性波の速度を簡便に測定する新しいシステムの開発を目的としたもので、以下のような成果を得た。1.円筒状の圧電セラミックスを用いて本構想の拡散ビ-ム超音波トランスジュ-サ対を設計・試作し、ステンレス、ニオブ酸リチウム単結晶、圧電セラミックスなど種々の材料を被検体としてトランスジュ-サと試料の間の距離zに対する受信出力電圧Vの変化、すなわちV(z)曲線を測定した。その結果、V(z)曲線には試料表面から鏡面反射成分と漏洩弾性表面波の再放射成分との干渉による受信出力の極小、すなわちヌルゾ-ンが明瞭に観測され、その位置の測定から漏洩表面波速度が容易に求められることが実証された。なお、本測定法にはヌルゾ-ンシフト効果による測定誤差が含まれるが、これは測定周波数を高めに選ぶほど、また、送受信トランスジュ-サ間の距離を広くするほど低減されることを明かにした。さらに、測定精度を向上させるための3トランスジュ-サ法を提案し、これによれば前述のヌルゾ-ンシフト誤差がほぼ除去され、理論値に対しほぼ±2%以内の測定値が得られることを示した。2.本システムにより得られるV(z)曲線を理論解析により求め、その極小位置から求めた音速値と試料の材料定数値から計算した音速値とを比較した。これにより、前項で述べたような実験事実がほぼ裏付けられたほか、トランスジュ-サの半径と測定周波数を一定とした場合、測定精度を向上させるためにはトランスジュ-サの動作領域、すなわち音波の照射範囲をある最適な状況に設定すれば良いことが明かになった。

This study aims to obtain the following results for the simple determination of the speed of ultrasonic wave transmission and reception in the sample sample and the leakage wave transmission on the surface of the sample. 1. Design, test, and measurement of the ultrasonic dispersion-phase pair of the present invention. The variation of the received output voltage V in relation to the distance z between the sample and the material. The results show that the V(z) curve is very small, the specular reflection component, the re-emission component of the leakage surface wave and the interference component of the sample surface. The leakage surface wave velocity is easy to obtain and the interference component is easy to obtain. The measurement error of this method includes the following: high frequency, low frequency, low frequency, high frequency, low frequency, In addition, the accuracy of the measurement is improved, and the measurement value within ±2% is obtained. 2. This paper analyzes the curve of V(z) theoretically and calculates the minimum position of the material. For example, if the measurement accuracy is high, the operation range of the sound wave is high, and if the measurement accuracy is high, the operation range is high.

项目成果

K.YAMADA: "Measurements of SAW Velocity by Using Divergentーbeam Ultrasound Transducers" 1990 IEEE Ultrasonics Symposium. (1990)

K.YAMADA：“使用发散束超声波传感器测量 SAW 速度”1990 年 IEEE 超声波研讨会 (1990)。

山田 顕: "拡散ビ-ム超音波による弾性表面波速度の測定" 電子情報通信学会超音波技術研究報告. US90ー4. 21-27 (1990)

Akira Yamada：“使用扩散束超声波测量表面声波速度”IEICE 超声波技术研究报告 (1990)。

山田 顕: "弾性表面波速度測定用拡散ビ-ム超音波トランスジュ-サの最適構成条件について" 日本音響学会講演論文集. (1991)

Ken Yamada：“用于测量表面声波速度的扩散束超声波换能器的最佳配置条件”日本声学学会会议记录（1991）。

山田 顕: "拡散ビ-ム超音波による弾性表面波速度の測定" 日本音響学会講演論文誌. 47巻. (1991)

Akira Yamada：“使用漫射束超声测量表面声波速度”，日本声学学会杂志，第 47 卷（1991 年）。

山田 顕: "3個の拡散ビ-ム超音波トランスジュ-サによる弾性表面波速度の測定" 平成2年度電気関係学会東北支部連合大会講演論文集. 17 (1990)

Akira Yamada：“使用三个扩散束超声波换能器测量表面声波速度”1990 年电气工程学会东北分会会议记录 17 (1990)。