【2021年版】超音波計測器 メーカー2社一覧
超音波計測器のメーカー2社を一覧でご紹介します。まずは使用用途や原理についてご説明します。
目次
超音波計測器とは
超音波測定器とは、超音波（人間の耳に聞こえない高い振動数をもつ音波）を気体・液体・固体の対象物に伝え、反射・吸収などの特性を利用して対象物のさまざまな状態を測定する機器です。
音波には反射・速度・減衰などの特性があります。
媒質（音波伝達の媒介をする物質）の材質・濃度・流量など影響で、音波の反射・速度・減衰などの特性が変化します。
逆に音波の反射・速度・減衰状態を測定することにより、媒質の材質・濃度・流量などの特性を調査可能です。
超音波計測器の使用用途
超音波測定器で調査する対象を物質の三態で分類すると、固体・液体・気体・混合状態に分けられます。
固体の例は、金属の厚みの測定です。超音波を金属内に照射し、反射して戻るまでの時間を計測すれば、金属の厚みが分かります。
液体の例は、魚群探知機です。超音波を海中に照射し、魚群・海底で反射して戻るまでの時間を計測すれば、魚群の大きさや位置、海底までの距離が分かります。
気体の例は、ガスの流速計です。気体中の音波がガスの流速の影響で変化することを利用して、ガスの流速を測定します。
混合状態の例は、超音波画像診断装置です。超音波はX線画像やCT画像と異なり放射線の被曝がないので、胎児の様子を見る目的に利用されます。
超音波計測器の原理
一般に「波」には波長・振幅・振動数・速度・周期というパラメーターがあります。
正弦波y=Asin(2π/T)(x-t/v)の場合、yは縦軸の位置、Aは振幅、Tは周期、xは横軸の位置、tは時間、vは速度、f=1/Tは振動数、λ=Tvは波長です。このパラメーターは音波についても当てはまります。
音波の場合、同一の音波でも媒質が異なると上記のパラメーターが変化します。
たとえば音速の関係は気体＜液体＜固体です。同じ固体でも物質により音速は異なります。
同じ条件の固体中の音速は一定と見なせますので、音速と固体中に照射した音波が反射して戻るまでの時間がわかれば、固体の厚みが測定可能です。
海中の条件をほぼ一定と見なせば、照射された超音波が魚群で反射して戻るまでの時間から、魚群の位置を推定できます。
また媒質が移動している場合、（媒質中の音速）＝（本来の音速）＋（媒質の速度）という関係が成り立ちます。
このことを利用すれば、媒質中の音速を測定することにより、媒質の速度を測定可能です。
音の減衰には減衰係数・距離・周波数が関係しており、減衰係数は媒質によって異なります。
この関係を利用して、減衰係数を計測することにより媒質の状態を推定することが可能です。
参考文献
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jjpa/11/1/11_KJ00004292192/_pdf/-char/ja
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jshpreview/14/3/14_3_218/_pdf/-char/ja
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