日本大学
工学部電気電子工学科　超音波工学研究室

担当教員：准教授　田井秀一

【研究室の概要】

超音波工学研究室は，振動子自体で集束した広帯域の超音波パルスを放射できるプラノコンケーブ形振動子を用いて，その広帯域超音波を利用した河川などの濁りの原因となる微粒子の濃度や粒度分布を測定する研究と空中超音波音源から放射される超音波の放射圧を利用して液体や弾性体の表面を押して，その物性測定法に関する基礎研究など超音波を用いた応用研究に取り組んでおります。

【研究室の具体的なテーマ】

プラノコンケーブ形振動子を用いた河川などの微粒子濃度とその粒度分布測定

河川や湖の濁りの原因となる微粒子の量や大きさの分布は，実際に河川などから採水して調べているので，大雨の時の増水時などに連続して測定できない等の問題があります。そこで，広帯域の超音波パルス波が濁った水中を伝搬する際に微粒子の大きさやその量などによって異なる透過波の周波数スペクトルを調べることによって,短時間に粒度分布とその量を測定できる装置の開発を企業の方々とともに行っております。この装置によってダムに流れ込む流砂量などを遠隔から監視をできるようになります。

低周波で変調した空中超音波音源から放射される超音波の放射圧を利用した液体の粘度測定

一般に液体の粘りの大きさを表す粘度を測定する場合，細管粘度計や振動型粘度計を用いて測定しています。細管粘度計では細い管内を流れ落ちる時間を測定して粘度を測るため一回の測定に時間がかかります。また短時間に測定できる振動型粘度計でも測定する際に試料液体中に検出子を浸けて粘度を測定していますので，別の液体の粘度を測定する場合には，試料に浸けた検出子部分を洗浄する必要があります。そのため一つの装置で連続的に多くの試料の粘度を測定できません。そこで簡易的な粘度測定ですが，試料液体に接触せずに液体の粘度を測定する方法について研究しています。超音波の放射圧を利用して試料の液面の一部分を押し下げて，そのときの振動変位をレーザ変位計で測定することで試料液体に接触せずに簡易的な粘度を測定する方法です。