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位相共役波のセカンドハーモニクスの研究とその非破壊検査への応用

Research Project

Project/Area Number 16760083
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Materials/Mechanics of materials
Research InstitutionKobayasi Institute of Physical Research

Principal Investigator

山本 健  (財)小林理学研究所, 圧電応用研究室, 研究員 (10370173)

Project Period (FY) 2004 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000)
Fiscal Year 2006: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2004: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Keywords誘電体物性 / セラミックス / 可視化 / 非破壊検査 / 制御工学 / 位相共役波 / 非線形圧電性 / PZTセラミックス / 超音波 / セカンドハーモニック / 吸収係数
Research Abstract

前年度までに作成した位相共役走査型映像系において,基本波(10MHz)による既存の手法とそのハーモニック(20MHz)による画像化実験を行い比較検討することが目標となる.位相共役波の基本波の発生効率が,100%を大きく超えるように,電気系の改良及び高周波電力増幅器と位相共役波発生素子であるPZTセラミックスの電気インピーダンスの整合を行った.水を介して実験を行うために,セラミックスの表面にPETフィルムと石英薄板で構成した反射防止層を施すことによって,振幅で2倍程度の位相共役波の発生効率の向上に成功した.位相共役波の基本波とセカンドハーモニックの検出には,PVDFメンブランハイドロフォンを用いた.焦点距離が30mmの収束型振動子の焦点付近をハイドロフォンで2次元的に走査することによって,基本波(10MHz)とセカンドハーモニック(20MHz)の振幅分布を測定した.入射波の基本波に対して非常に小さなセカンドハーモニックを検出した.その分布は,基本波よりも方位分解能に優れていることが確認できた.次に位相共役波(10MHz)と位相共役波のハーモニック(20MHz)の振幅分布を同様に2次元的に走査して計測した.入射波とほぼ同様な位相共役波の分布を得られた.PZTセラミックスの開口の制限のために,多少細いビームであった.位相共役波のハーモニックに関しても同様に分布を計測した.ハーモニックの感度が十分得られていないために,振幅分布の評価には至らなかったが,位相共役波のハーモニックの検出には成功した.検出系の改良によってSIN比の向上が見られれば,又は,位相共役波の発生効率の向上が成功すれば,位相共役波のハーモニックによる画像化実験が可能なレベルまで到達できた.位相共役波のハーモニックによる非破壊検査を行うための感度は得ることができなかったが,ハーモニックの発生実験には成功し,今後の画像化実験及び基本波との比較実験を行うための十分な知見を得たのは大きな成果である.

Report

(3 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2006 2005

All Journal Article (4 results)

  • [Journal Article] Basic study of application for elasticity control of piezoelectric lead zirconate titanate materials using negative-capacitance circuits to sound shielding technology2006

    • Author(s)
      K.Tahara, H.Ueda, J.Takarada, K.Imoto, K.Yamamoto, M.Date, E.Fukada, Y.Tjitsu
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics 45・9

      Pages: 7422-7425

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Application of wave phase conjugation of ultrasound in NDT of objects with corrugated surface2006

    • Author(s)
      L.Krutyansky, P.Pernod, K.Yamamoto
    • Journal Title

      Physics of Wave Phenomena 13

      Pages: 87-90

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Optical visualization of ultrasonic waves propagating in a fluid waveguide2006

    • Author(s)
      K.Yamamoto
    • Journal Title

      Acoustical Science and Technology 16・4

      Pages: 378-380

    • NAID

      110003140580

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Reflection-type ultrasonic phase conjugate imaging system with a waveguide2005

    • Author(s)
      Masahiro Ohno, Takahiro Kato, Akira Kokubo, Ken Yamamoto
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics 44・6B

      Pages: 4421-4426

    • NAID

      10016584302

    • Related Report
      2005 Annual Research Report

URL: 

Published: 2004-04-01   Modified: 2016-04-21  

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