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キャビテーション気泡の運動状態の計測制御に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K06405
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 計測工学
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

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)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード超音波 / キャビテーション / 超音波洗浄 / 分調波 / 広帯域雑音 / 超音波洗浄器 / マイクロバブル / キャビテーションセンサ / 高調波
研究成果の概要

我々は,気泡から発生する音響的な信号である分調波と広帯域雑音を用いてキャビテーションを計測制御することを試みている。本研究では,分調波は気泡の発生や圧壊時に発生し,広帯域雑音は気泡の膨張収縮時に発生することを確認した。この結果は,2つの信号を利用することで,気泡の運動状態を計測制御できる可能性を示している。また,この技術の応用としてキャビテーションを利用している超音波洗浄器の性能評価を行ったところ,広帯域雑音を指標とすることで,最適な洗浄を行うことができる可能性を確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

キャビテーションは洗浄や医用などの分野で使用されている。しかし,キャビテーションは超音波照射対象を破壊する作用も有するため,洗浄対象の破壊や患者への危険性が指摘されている。この問題の解決のためには,キャビテーションを計測制御する技術が必要である。
私たちが開発した気泡の音響的な信号を用いた計測制御技術を用いれば,キャビテーションを利用する最適な環境を提供することができるため,危険性への懸念を払拭することができる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Effect of dissolved oxygen level of water on ultrasonic power measured using calorimetory2018

    • 著者名/発表者名
      T. Uchida, M. Yoshioka, R. Horiuchi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] キャビテーション気泡由来の信号を用いたキャビテーション発生量の計測技術2017

    • 著者名/発表者名
      内田武吉,吉岡正裕,松田洋一,堀内竜三
    • 学会等名
      日本音響学会2017秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Measurement on Ultrasonic Power on Calorimetric Method -Comparison between Saturated and Degassed Water-2017

    • 著者名/発表者名
      T. Uchida, M. Yoshioka, Y. Matsuda, R. Horiuchi
    • 学会等名
      The 38th Symposium on Ultrasonics Electronics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on Measurement Technique for Acoustic Cavitation Using Cavitation Bubble Signals2016

    • 著者名/発表者名
      T. Uchida, M. Yoshioka, Y. Matsuda, R. Horiuchi
    • 学会等名
      5th Joint meeting Acoustical Society of America and Acoustical Society of Japan
    • 発表場所
      Hiton Hawaiian Village Waikiki Beach Resort, Honolulu, USA
    • 年月日
      2016-11-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 音響超音波標準研究グループ

    • URL

      https://unit.aist.go.jp/rima/acs-ultsn/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2016 実施状況報告書
  • [備考] 音響超音波標準研究グループ

    • URL

      https://unit.aist.go.jp/acs-ultsn/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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