広帯域性の超音波振動子を用いた微粒子濃度の測定

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概要

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微粒子を含む懸濁液の製造工程などにおいて、その懸濁液の濃度計測は製品の特性を管理するための重要な点検項目の一つである。この濃度の測定には各種の方法があるが、本研究では、超音波減衰率法を用いて液体中に溶けている微粒子の濃度を測定する簡易な方法について検討してみた。ここで使用する超音波振動子は広帯域性と集束性を持つプラノコンケーブ形振動子であり、また放射超音波としてパルス波やチャープ波を用いてみた。この振動子から出たパルス波を懸濁液中を通過させ、その前方の焦点位置に置かれた反射板から戻ってきたエコーパルスを同一の振動子で受波し、その周波数スペクトル分布を求めて各濃度に対するスペクトルの減衰率変化を測定した。その結果、1個の振動子による1〜20MHzの広帯域にわたっての超音波の減衰特性から、懸濁液の微粒子濃度を簡単に求めることのできることが分かった。また、振動子が集束性を持つために、比較的高感度の受信レベルで濃度を瞬時に測定できることが分かった。
2003-04-23

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