| 研究課題/領域番号 |
21300195
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| 研究機関 | 独立行政法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
菊池 恒男 独立行政法人産業技術総合研究所, 計測標準研究部門, 科長 (90356866)
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| 研究分担者 |
内田 武吉 独立行政法人産業技術総合研究所, 計測標準研究部門, 研究員 (70455434)
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| キーワード | 標準 / 強力水中超音波 / キャビテーション / キャビテーションセンサ / ソノケミストリ / カロリメトリ法 / 水熱合成法 |
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| 研究概要 |
本研究では、強力水中超音波計測技術の開発を目的として、強力水中超音波音場計測用デバイスの開発、強力水中超音波パワー計測技術の開発及びキャビテーション発生量の定量計測技術の開発を検討している。以下に、23年度のそれぞれの実績を示す。
・強力水中超音波音場計測用デバイスの開発
本研究で開発した、受波面をTiで覆った耐高音圧型ハイドロホンは、HIFU装置等の強力水中超音波音場下でも長時間にわたって劣化しないことを実証した。しかし、市販のハイドロホンに比べて受波感度が低いことが判明したため、ハイドロホンの特性を等価回路を用いて数値解析した結果、受波面に用いたTi箔の厚さを現在の50μmから5μm以下に変更することで感度を改善できることを示した。
・強力水中超音波パワー計測技術の開発
カロリメトリ法と天秤法の超音波パワー測定値の系統的なずれの原因を検討するために、内部損失の異なる2種類のチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)基板を用いた5MHz超音波振動子を試作して実験を行った。その結果、PZTの内部損失による基板自体の発熱が、カロリメトリ法の測定に影響している可能性を示した。
・キャビテーション発生量の定量計測技術の開発
キャビテーションセンサの空間分解能向上のために、サイズや形状が異なるセンサを設計、試作した。試作したセンサを用いて、水槽内の超音波伝播方向におけるキャビテーションセンサの出力信号(Broadband Integrated Voltage=BIV)の分布を測定した結果、定在波音場中のキャビテーション発生分布が半波長周期と一致することを確認した。また、ソノケミカルルミネッセンスの発光分布と試作したセンサで測定したBIVの測定値の分布の間に相関があることを確認した。
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