2000 Fiscal Year Annual Research Report
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12450304
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
桑原 守 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (70023273)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐野 正道 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70023174)
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| Keywords | 超音波 / 超音波発振器 / 電磁振動 / ソノプロセシング / ソノケミストリー / 音場設計 / 高温場 |
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| Research Abstract |
1)本研究で開発を目指す超音波発振器回路の基本設計を行った。原理は、現有の発振器(DC〜1MHz)、および、本年度に特注した広帯域電力増幅器(1Hz〜220kHz)から出力した正弦波信号をその電力増幅器で増幅させた後、電磁石に印加し、電磁石の鉄心の一方の極を、強磁性体薄板(鉄板等)に固定した円板状のネオジウム希土類磁石(端面の中心磁束0.4T)と対向させ、交互の吸引及び反抗磁場で薄板を振動させて任意の周波数(<1MHz)の音波を発信させるものである。原理の確認実験とあわせて、LCZメータを用いて、交流磁場発生用コイルを含む電気回路のインダクタンス(L)、キャパシタンス(C)、インピーダンス(Z)を測定し、回路の共振周波数を調査した。
2)この超音波スピーカーを高温系に適用する場合には、磁石及び薄板の表面を冷却して、キューリー点(鉄の場合は770℃)の温度以下に保持する必要がある。積層型発振体の冷却系の伝熱計算を行ない、また、現有の熱画像解析装置を用いて電磁振動鉄板の発熱速度及びその分布を調査し、適正な冷却条件について検討した。
3)機械振動で発生させた超音波を振動板上方に設置した容器内の液体または気体媒質に照射する実験を行ない、音波の周波数、音圧及び音圧分布を、液相に関しては超音波メーター、気相に関しては超音波センサーユニットによって測定した。発振超音波を構成する周波数成分を購入したスペクトラムアナライザーを用いて調査し、電気振動と機械的振動との関係を調査した。電気回路で強制的に電磁振動させた周波数の超音波の発振を確認し、音波強度に及ぼす電源電力、振動数、振動板板圧、電磁石と振動板距離等の効果を調査した。
4)発振された超音波音場の理論設計法、および、超音波を利用した各種の溶湯超音波プロセシングの可能性についても低温モデル実験によって検討した。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] Mamoru Kuwabara: "Effect of Ultrasound Waves on Emulsification and Separation of Two-phase Liquid"Proc.of 6^<th> Intern.Conf.on Molten Slags, Fluxes and Salts, June 12-16,Stockholm-Helsinki. (CD-ROM). (2000)
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[Publications] Mamoru Kuwabara: "Mathematical Modeling and Cold Model Experiment on Ultrasonic Separation of Inclusions from Molten Metal"Proc.of 2^<nd> Intern.Conf.on Processing Materials for Properties, November 5-8,San Francisco. 593-596 (2000)
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[Publications] Sergey V.Komarov: "Suppressing of Slag Foaming by a Sound Wave"Sonochemistry. 7. 193-199 (2000)
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[Publications] 畑中信一: "溶湯処理プロセスにおける液中超音波の音場設計"鉄と鋼. 86・9. 625-632 (2000)
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[Publications] Shoujirou Yamahira: "Orientation of Fibers in Liquid by Applying Ultrasonic Standing Wave"Jpn.J.Appl.Physics. 39・6A. 3683-3687 (2000)
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[Publications] Sergey V.Komarov: "Suppression of Slag Foaming under Sound Wave Application"ISIJ International. 40・5. 431-437 (2000)
