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超音波探触子の寸法と感度の関係
2023/10/19 16:26
- 超音波探触子の寸法が感度に与える影響について調査しました。
- 探触子の寸法が大きい方が感度が良くなるという一般的な認識は正しくないかもしれません。
- 実験結果から、小さい探触子の方が高い目的エコー高さを得られることがわかりました。
超音波探触子の寸法による感度の変化
2017/11/28 17:12
超音波探触子は、その寸法(振動子)が大きいほど、理論上では
感度が良くなる(即ち、ゲインdBに対して目的エコー高さが高くなる)という認識で正しいでしょうか？
試しに超音波探傷器の設定(ゲイン、周波数、エコー検出方式、ダンピング、電圧等)をすべて同じにした状態で、探触子寸法の大小による感度を比較しました。
その結果、小さい探触子の方が高い目的エコー高さを得られる結果となりました。これは、私が理論を正しく理解していないのか、探傷器の設定が悪いのか、わかりません。
超音波探傷器：ダコタジャパンのＤＦＸ７＋
探触子（小）：ジャパンプローブの２Ｚ５×５ＨＡ９０
探触子（大）：ジャパンプローブの２Ｚ５×５ＨＡ９０
試験対象：ＳＳ４００鋼管３５０Ａ×１０００Ｌ×６ｔ
試験方法：管端部から１００ｍｍ～５００ｍｍまで１００ｍｍ単位で管軸方向距離を測定
回答 （4件中 1～4件目)
探触子＝発信器+受信機
発信器の出力＝共振周波数（決まっている）
発信器＝＞圧電素子＜＝電圧駆動
電圧一定のとき
発信器 大 ＝＞ 振幅小
発信器 小 ＝＞ 振幅大
ということじゃないかしら。自信はないが、
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振動子が大きいと発信出力は上がるかもしれませんが
受信感度が必ずしも上がるとは限らないのじゃないでしょうか
ココらへんはスペックを確認しないと一概には言えないような
また鋼管などでは反射波が複雑な経路になるかも知れず
探触子の性能がそのまま反映できているかも疑問がありますね。
補足
2017/11/29 09:19
ご回答ありがとうございます。
発信出力と受信感度を分けて考えなければいけないのですか。
スペックの何を見ればいいのかわかりません。
なお、鋼管ではなくＳＵＳの鉄板でも同様の試験をしてみましたが、結果は同様でした。
＞探触子（小）：ジャパンプローブの２Ｚ５×５ＨＡ９０
＞探触子（大）：ジャパンプローブの２Ｚ５×５ＨＡ９０
素朴な疑問で申し訳ございませんが、接触子は（大）（小）ともに同じ
形名なのでしょうか？
補足
2017/11/29 09:13
ご指摘ありがとうございます。
探触子（大）：ジャパンプローブの２Ｚ１０×１０ＨＡ９０
になります。
どう説明したらよいのかわかりませんが
(私がすべて理解してないから)
渦電流なんで
小さい方が有利です
面積と体積の関係みたいに
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B8%A6%E9%9B%BB%E6%B5%81
補足
2017/11/29 09:15
ご回答ありがとうございます。
渦電流ですか、、、ちょっと聞きなれない言葉ですので、
理解が難しいです。
でも小さいほうが有利なんですね。
補足
2017/11/30 15:02
ご回答ありがとうございます。
＞発信器＝＞圧電素子＜＝電圧駆動
圧電素子に電圧を印加すると、発信器から超音波が
発信されるということですよね。
＞電圧が一定のとき
＞発信器 大 ＝＞ 振幅小
＞発信器 小 ＝＞ 振幅大
↑こうなるメカニズムが理解できないです。
大きいものを動かすのには大きな力が必要なのと同じイメージですか？