超音波検査技術の基礎理論

超音波検査技術は、エレクトロニクス、材料科学、物理学などに基づいた代表的な非接触測定方法であり、広く使用されています。波の種類としては、 超音波トランスデューサーは 波のあらゆる特性を備えています。超音波検査は、超音波の生成、媒体内での伝播、超音波エコーの受信という物理的プロセスによって実現されます。超音波は機械的振動によって発生し、媒体ごとに異なる速度で伝わります。空気媒体では、光、塵、煙、電磁干渉、有毒ガスは超音波距離センサーの性能にほとんど影響を与えず、超音波測距センサーは安価で使いやすいです。そのため、液面計測、産業用自動制御、建設工学計測、移動ロボットの視覚認識、自動車の後退衝突回避システムなど、多くの分野で広く活用されています。

超音波の基礎理論 距離用トランスデューサー

音波は、気体、液体、固体などの媒体中を伝わる機械的な波です。超音波とは、20 kHz を超える周波数で弾性媒体内を伝播する機械的振動を指します。人間の通常の聴覚は 20 Hz ～ 20 キロヘルツ (kHz) の音波を聞くことができ、20 Hz 未満の音波は超低周波または亜音波と呼ばれ、20 kHz を超える音波は超音波と呼ばれます。超音波は、音波の大きなグループの一員です。基本的には聞こえる音と同じです。それらに共通するのは機械的振動だけであり、通常は縦波の形で弾性媒体中を伝播します。それは一種のエネルギーと運動量の伝播です。形状、違いは超音波です。 測距トランスデューサのセンサは 高感度で波長が短く、一定距離内の直線に沿った良好なビーム特性と指向性を備えています。

 媒質の超音波伝播特性

(1) 音速 空気
中の水蒸気やその他の不純物の影響を無視した場合、常温における超音波の伝播速度は 340m/S です。空気中の温度、湿度、圧力などの要因は超音波の伝播速度に一定の影響を与え、超音波センサートランスデューサーの影響温度は大きくなります。一般に、温度が 1 °C 上昇するごとに、音速は約 0.6 m/s ずつ増加します。