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超音波パルス法を適用し、高温融体中の異相を検出するためには、いくつかの課題が残されている。本研究では400℃以上の高温物体、高温圧下の融体中の気泡あるいは懸濁粒子あるいはそれらの混合相の検出を行うためのシステムの開発を行った。初年度は主に単一プロ-ブを用いて、全体のシステム設計に必要な、周波数や音響パワ-について実験的に考察し、超音波送受信システムについての設計を行った。次年度は、超音波パルス法を適用して、高温融体中の異相の検出を、より定量的に行うために音波の減衰および音速の変化を推定するモデルを作成した。また、特に、高温融体に適用する場合の問題の核心であるプロ-プについての材料、形状、音の指向性、音の伝播特性などについて広範囲に実験的な検討を行った。また、実際に開発したシステムを用いて、溶融錫内での固体粒子および気泡の検出を行った。その結果、以下のような成果が得られた。
(1)気-液-固三相の均一気混合相での固体粒子の粒径、濃度および気泡の濃度を推定するモデルを構築した。
(2)高硬度アルミナなどセラミックをプロ-ブの材料に適用できることを明かにし、コストあるいは材料的にも、広範囲な工業的応用への可能性を開いた。
(3)リニア-スキャプロ-ブの様な多数の振動子を有するプロ-ブを高温用融体用に設計する場合の指針を確立した。
(4)開発したシステムを用いて溶融錫中を上昇する気泡をおよび固体粒子の検出を行い、本システムが高温融体に対して適用可能であることを明らかにした。
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