2018 Fiscal Year Annual Research Report
Basic study on measurement control of behavior of acoustic cavitation
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16K06405
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
内田 武吉 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (70455434)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 超音波 / キャビテーション / 分調波 / 広帯域雑音 / 超音波洗浄器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，高出力超音波に付随して発生する気泡の運動状態を気泡から生じる音響信号（気泡信号）により制御することを目的としている。超音波により発生した気泡は，超音波の周期に伴い，発生，膨張収縮，圧壊の3段階の運動状態に分かれる。気泡信号は，基本波，高調波，分調波，広帯域雑音の4つの信号が発生するが，基本波と高調波は気泡の発生現象以外にも生じるため，分調波と広帯域雑音に注目して研究を進めている。これまでに，我々は高速度ビデオカメラを用いた実験により，気泡の発生・圧壊時は広帯域雑音が，膨張収縮時は分調波が発生している可能性があることを確認した。そこで，最終年度である30年度は，気泡の運動状態計測・制御技術の応用を目的として，気泡を用いて加工部品の洗浄を行っている超音波洗浄器の洗浄能力を評価した。
気泡信号と従来の洗浄能力評価方法を比較した。従来法は，微粒子を塗布したガラス板の超音波照射前後の重量比（超音波による微粒子の剥がれ具合）を用いた。その結果，気泡の発生・圧壊の信号である広帯域雑音とガラス板の重量変化の間には強い正の相関が確認できた。一方，気泡の膨張収縮の信号である分調波とガラス板の重量比の間には，広帯域雑音との関係ほど相関が確認できなかった。そのため，洗浄には気泡の発生や圧壊時に生じる衝撃波が大きく影響している可能性がある。洗浄能力の評価に広帯域雑音を用いることにより，洗浄分野に定量的且つ統一的な指標を確立できる可能性がある。
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Research Products
(1 results)
