細いチューブの内壁を伝わる弾性表面波を用いたファイバスコープ型超音波プローブ

使用通过细管内壁传播的表面声波的纤维镜型超声波探头

• 批准号: 09875084
• 负责人: 山田 顕
• 金额: --
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09875084/
• 关键词: 超音波トランスジューサ; ファイバスコープ; 中空円筒導波路; コニカル形トランスジューサ; 超音波プローブ; 漏洩弾性表面波; モード変換; 超音波診断

1.溶融石英製のチューブ状導波路(内外径比2.78)に沿って伝搬する軸対称モード弾性波の速度分散曲線を理論解析により求め、チューブの内壁を伝わる表面波速度と[周波数×内径]の関係を調べた。また、この円筒内部に水を満たした場合についても速度分散曲線を求め、種々の伝搬モードについて、その伝搬速度と水中および円筒中での変位分布を明らかにした。2.内径3.6mm,外径10mm,長さ100mmの溶融石英チューブの端部に内径3.6mm,外径9.7mm,厚さ0.27mmの圧電体を貼り付け、エッジボンディッド・トランスジューサ法により周波数3.6MHzにおいてチューブ内壁を伝搬する弾性表面波の発生・検出実験を行った。これにより、チューブ内壁を伝わる表面波の速度や伝搬損失、チューブ外壁へ他の媒質が接触した場合の影響などを明らかにした。3.上記のチューブ状導波路の端部を水に入れ、内壁を伝搬する表面波からのモード変換を利用して水中に超音波を放射し、音場分布を調べた。その結果、チューブの端部より1.5mmの付近で高い音圧強度が得られ、予想通りチューブの内壁を伝わる弾性表面波から水中バルク超音波へのモード変換によってレイリー角で決まる方向に集束超音波が放射されることが確かめられた。また、スライドグラスを反射体としたパルス超音波の送受信実験では反射体のエコーが捉えられ、本手法による超音波撮像の可能性が検証された。

1. A theoretical analysis of the velocity dispersion curve of the wave along the axis of the fused quartz waveguide (internal diameter ratio 2.78) is performed to determine the relationship between the wave velocity and the wave velocity. The velocity distribution curve of the water in the cylinder is calculated. The velocity distribution curve of the water in the cylinder is calculated. 2. The end of fused quartz tube with inner diameter of 3.6mm, outer diameter of 10mm and length of 100mm has inner diameter of 3.6mm, outer diameter of 9.7mm and thickness of 0.27mm. The dielectric material is attached to the end of fused quartz tube with inner diameter of 3.6mm, outer diameter of 9.7mm and thickness of 0.27mm. The velocity of the surface waves in the inner wall and the influence of the medium in the outer wall are different. 3. Note that the end of the waveguide is submerged, the inner wall is moved, the surface wave is transmitted, and the acoustic field distribution is modulated by using the ultrasonic wave in the water. As a result, the end of the tube is 1.5 mm close to the high pressure sound intensity, and the inner wall of the tube is transmitted. The surface wave is transmitted in the water. The ultrasonic wave is transmitted in the direction of the beam. The possibility of ultrasonic imaging in this method is demonstrated by the fact that the reflector and the ultrasonic signal are transmitted and received.

项目成果

Ken Yamada: "Point contact transducer of waveguiding structure for high-frequency operation" Proc.1995 IEEE Ultrason.Symp.955-959 (1995)

Ken Yamada：“用于高频操作的波导结构的点接触换能器”Proc.1995 IEEE Ultrason.Symp.955-959 (1995)

山田 顕: "導波路構造をもつMHz帯用点接触超音波トランスジューサ" 日本音響学会講演論文集. 1043-1044 (1995)

Ken Yamada：“具有波导结构的 MHz 频段点接触超声换能器”日本声学学会会议记录 1043-1044 (1995)。

Ken Yamada: "Point contact ultrasonic transducer of waveguiding structure for high-frequency operation" Appl.Phys.Lett.68,4. 1335-1337 (1996)

Ken Yamada：“用于高频操作的波导结构的点接触超声换能器”Appl.Phys.Lett.68,4。