2006 Fiscal Year Annual Research Report
経年劣化評価のための非線形超音波フェイズドアレイ基盤技術の構築
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18360343
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
三原 毅 東北大学, 大学院工学研究科, 助教授 (20174112)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山中 一司 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (00292227)
辻 俊宏 東北大学, 大学院工学研究科, 助手 (70374965)
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| Keywords | 非線形超音波 / フェイズドアレイ / PMN-PT / MEMS / アレイ設計 / 光弾性可視化法 / サブハーモニック / き裂 |
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| Research Abstract |
1.強力超音波の送受信システムの構成と制御技術に関する設計・試作
計画に従い、スタンドアロン型で開発された連続波励振型超音波探傷器8台を、アレイ対応型送信システムに改良開発するため、制御回路基盤を設計し、すべてを制御できるソフトウェアの開発を行い、8chの送信アレイ駆動用探傷器を構成することができた。本装置の性能を、1chづつ市販の探触子につないで確認し、調整を行った。
2.高電圧の励起に耐える8チャンネルのアレイの設計
計画通り、従来のLiNbO_3単結晶圧電素子よりも大きな変位振幅を送信することができると考えられる、PMN-PT単結晶素子を準備し、まず単一素子として十分な性能の探触子が作製できるかを検証した。PMN-PT素子は、キュリー温度が低く、また脆いため、接着加工時には60度以上に温度を上昇させないよう、また加工時には加工応力が最小になるよう留意した。その結果、諸条件を選択すれば、同じ励振電圧で励起した場合、従来のLiNbO_3単結晶圧電素子より3倍程度大きな変位が得られることを確認した。
並行して次年度作成を目標としている8chアレイの実現に向けて、最適のアレイ設計を行い、ピッチ1.8mmのアレイを第一設計として確定し、試作に向けて加工機の準備、予備実験を行った。加工には、東北大学ベンチャーラボラトリーのMEMS作製装置を中核とするリソグラフィー装置を用い試行錯誤の結果、設計した8chアレイについて作成のめどが立ったと考えている。
また試作後、8chアレイの各エレメントの性能のばらつきの有無を検証するために利用を計画している、光弾性可視化装置について、本研究で用いる探傷器と光源のストロボの同期を取り、また計算機に取り込むソフトウェア、ハードウェアの基本整備を完了した。
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