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Debye効果を用いる衝撃性大振幅超音波の新しい計測方法の確立

利用德拜效应建立脉冲大振幅超声测量新方法

基本信息

批准号：
10875085
负责人：
大谷隆彦
金额：
$ 0.7万
依托单位：
Doshisha University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至 2000
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10875085/
关键词：
Debye effect ionic vibration potential ultrasonic vibration potential ultrasonic sensor shock wave measurement

项目摘要

2000年度(平成12年度)において下記の検討を行い成果を得た。(1)超音波振動電位の電解質液濃度依存性超音波振動電位を電極対プローブ法で測定すると、検出電位は超音波振動電位と音響双極子特性との積となる。電極対プローブ法で超音波振動電位を求めると電解質溶液KClの場合、周波数2[MHz]以下では濃度が10^<-1>[mol/l]〜10^<-3>[mol/l]の範囲で約50[μV]一定である。2[MHz]以上の周波数では電位は減少の傾向を持つことが明らかになった。また濃度が0すなわち純水の場合にも超音波振動電位(約20[μV])を生じることも明らかになった。超音波振動電位(Debye効果)を用いて衝撃性大振幅超音波を計測する場合、電解質溶液として水を利用できることは新しい手法の超音波センサーの実用化において極めて重要な知見と考えられる。(2)衝撃性大振幅超音波に対する応答水中にて衝撃火花放電により発生した衝撃性大振幅超音波を金属製回転楕円体反射面で集束させて電極対プローブ法で検出した。集束点で音圧の最大値は約1000[kPa]であった。この衝撃性大振幅超音波を広帯域・高分解能標準ハイドロホンで観測した結果と比較すると、電極対プローブで検出した振動電位はほぼ理想的な音響双極子特性を持ち、逆双極子特性による補正演算を行って衝撃波の正確な波形と振幅を計測できることが明らかになった。機械共振系を持たない電極対プローブでは衝撃波の鋭い立上がり部を正確に観測できる特長を持っていることが確かめられた。(3)超音波振動電位の高周波特性超音波振動電位は2[MHz]以上で減少の傾向を持つ。この効果は電解質溶液の粘性とイオン雰囲気の緩和現象によるものと推測される。この粘性の影響を明らかにするために電解質溶液のMHz周波数帯における動的粘性を測定する装置を開発し、水に近い低粘性溶液の粘性測定が可能となった。2[MHz]以上の高周波帯で振動電位を電極対プローブで検出する場合には電解質溶液の粘性およびイオン雰囲気の緩和現象、さらに電極寸法と形状による局所的な電界の歪み、電極界面の電位分布等の影響を詳細に解明することが必要である。

In 2000 (2012), the results of the investigation were recorded. (1)Electrolyte Concentration Dependence of Ultrasonic Vibration Potential Ultrasonic Vibration Potential Measurement by Electrode-Based Method Ultrasonic Vibration Potential Measurement by Electrode-Based Method The ultrasonic vibration potential can be determined by the electrode pair method. When the cycle number is 2[MHz] or less, the concentration is 10^<-1>[mol/l]~ 10 ^[mol/l<-3>], and the range is about 50[μV]. 2[MHz] and above, the potential decreases. When the concentration of pure water is 0, the ultrasonic vibration potential (about 20[μV]) is generated. Ultrasonic vibration potential (Debye effect) is used in the measurement of impact-type large-amplitude ultrasonic waves, electrolyte solution and water are used in the measurement of ultrasonic vibration potential (Debye effect). (2)Impacting large amplitude ultrasonic waves are generated in response to water impact sparks. Impacting large amplitude ultrasonic waves are generated in response to water impact sparks. Impacting large amplitude ultrasonic waves are generated in response to water impact sparks. The maximum value of sound pressure at the cluster point is about 1000[kPa]. The shock wave with large amplitude can be measured in a wide range with high resolution energy. The vibration potential can be measured in a wide range with high resolution energy. The ideal acoustic dipole characteristics can be measured in a wide range with high resolution energy. The correct calculation can be performed to measure the shock wave waveform amplitude. The mechanical resonance system is characterized by a sharp, vertical and vertical shock wave. (3)High frequency characteristics of ultrasonic vibration potential The ultrasonic vibration potential is above 2[MHz] and the tendency to decrease is maintained. This effect is speculated to be due to the viscosity of the electrolyte solution and the relaxation of the oxygen atmosphere. The viscosity of electrolyte solutions in the MHz frequency range can be determined by developing an apparatus for determining the viscosity of solutions with low viscosity in water. 2[MHz] or more, the vibration potential of the electrode is detected, the viscosity of the electrolyte solution is reduced, the influence of the electrode size and shape on the electric field and the potential distribution of the electrode interface is analyzed in detail.

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

T.OTANI, Y,KAMIYAMA: "High intersity ultrasonic wave detection-An application of Debye effect on ionie vibration potential-"Proceedings of the 5th Congress on Acoustics. 9月(採択決定). (2000)

T.OTANI, Y,KAMIYAMA：“高强度超声波检测 - 德拜效应在离子振动势上的应用 -” 第五届声学大会论文集（2000 年）。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

松村昌平,松川真美他: "超音波粘弾性測定装置の製作とゲルーゾル転移測定への適用"同志社大学理工学研究報告. 41巻、2号. 76-87 (2000)

Shohei Matsumura、Mami Matsukawa 等：“超声波粘弹性测量装置的制作及其在凝胶-溶胶转变测量中的应用” Doshisha University Science and Engineering Research Report Vol. 41, No. 2. 76-87 (2000)。