電気・超音波特性を用いた多機能型圧電素子センサによるイメージング技術

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15560359
• Research Institution: Saga University
• Principal Investigator: 信太 克規 佐賀大学, 理工学部, 教授 (90226126)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木本 晃 佐賀大学, 理工学部, 助教授 (80295021)
• Keywords: 多機能型圧電素子 / 電気特性 / 超音波特性 / イメージング

Research Abstract

本研究の目的は,測定対象の同一空間内における超音波及び電気特性の同時イメージングあるいはモニタリングシステムを確立することである。そのために,多機能型圧電素子センサを提案した。本年度は,提案センサによるイメージングシステムの確立を試みた。また,提案センサを用いたイメージングによる複数情報検出の可能性を検討するために,一様媒質中の異種媒体の位置と大きさの検出を試みた。
圧電素子8個からなる一面型測定装置による超音波及び電気特性イメージングシステムが,パソコン,AD/DA変換ボード,I/Oボード及びスイッチングシステム等から構成された。結果として,現段階では,電気及び超音波特性を同時にイメージングするための十分な測定精度を得るに至らなかったが,測定システムの面においては,超音波及び電気特性イメージングが可能であることが分かった。
次に,一対の提案センサを用い,センサ軸上での一様媒体中における異種媒体の複数情報の検出を試みた。測定装置として,0.1%濃度の食塩水で満たされた円筒容器内(直径180mm)の中心軸上に,一対の提案センサ(5mm×10mm)が配置された。異種媒体として,0.1%食塩水に満たされた石膏(0.1%食塩水の1/10程度の導電率)を円筒容器内に挿入し,その位置と大きさを変えて,超音波特性としての伝搬時間と電気特性としてのコンダクタンスを測定した。結果として,伝搬時間とコンダクタンスから一軸上での異種媒体の位置と大きさを検出しえた。また,それらの測定値から,位置及び大きさに加え,食塩濃度や温度等の複数情報検出の可能性を有していることが分かった。さらに,測定対象の周囲に複数の提案センサを配置し,電気及び超音波特性の測定から,測定対象の濃度及び温度分布等,複数の情報検出の可能性を有していることがわかった。
本研究は,国内外の関係学会に論文を投稿する予定である。