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超音波は、集中させることができ、エネルギーが集中するという特徴があるという点で、可聴音波とは異なります。 圧電セラミックス トランスデューサ または磁歪材料は、高電圧の狭いパルスの作用下で高出力の超音波を得ることができ、これを集中させて集積回路やプラスチックの溶接に使用できます。超音波は集束後の指向性が良好です。が 2 つの媒体間の界面に遭遇と する 、光波に似た明らかな反射および屈折現象が発生することがあります。
微弱な音波信号が液体に作用すると、 超音波トランスデューサーセンサーは 液体に一定の負圧を生成します。つまり、液体の体積が増加し、液体内の分子ギャップが増加し、多数の小さな泡が形成されます。強い音波信号が液体に作用すると、液体には 一定 の正の圧力が発生し、液体の体積が圧縮されて減少し、液体中に発生した小さな気泡が押しつぶされます。超音波が液体に作用すると、液体中の気泡一つひとつが破裂することで大きなエネルギーを持った衝撃波が発生し、瞬間的には数百度の高温と数千気圧の圧力が発生するのに相当することが研究により証明されています。この現象は「キャビテーション」と呼ばれ、超音波 振動子は 液体中の気泡の破裂によって発生する衝撃波を利用して、ワークの内外面を洗浄・洗浄します。 超音波 センサーは 主に半導体、機械、ガラス、医療機器などの業界で使用されています。
超音波の発信器と受信器がの両側に配置される測定対象物 タイプを透過型と呼びます。透過 型 はリモコン、盗難防止警報器、近接スイッチなどに使用できます。超音波の送受信器を同一面に配置した反射型は、近接スイッチ、距離測定、液面や材質のレベル測定、金属探傷、厚さ測定などに使用できます。時間差法による流量測定の原理：測定対象パイプラインの上流と下流の一定距離に2対の超音波送受信プローブ（F1、T1）と（F2、T2）をそれぞれ設置し、F1とT1の超音波が下流に伝播します。また、F2、T2超音波は向流伝播です。液体中の2つの超音波ビームの伝播速度の違いにより、2つの受信プローブ上の超音波伝播の時間差Dtを測定することで、流体の平均速度と流量を求めることができます。
の原理 周波数差法による流量測定トランスデューサ ：F1とF2は同一の超音波プローブで、管壁の外側に設置され、電子スイッチの制御により交互に超音波送信機と受信機として使用されます。まず、最初の超音波パルスが F1 によって放射され、その超音波パルスがパイプ壁、流体、パイプ壁の反対側を介して F2 によって受信されます。信号が増幅された後、F1 の駆動回路が再びトリガーされ、F1 が 2 番目の音声パルスを放射します。超音波パルスはF2によって送信され、F1は受信機として使用され、F1のパルス繰り返し周波数はf1として測定できます。同様に、F2 のパルス繰り返し周波数は f2 として測定できます。下流側の放射周波数 f1 と上流側の放射周波数 f 2 の周波数差 D f は、測定された流速 v に比例します。送信プローブと受信プローブをパイプの同じ側に取り付けることもできます。.
ドップラー効果の応用
超音波測距:
空中超音波プローブは超音波パルスを放射し、パルスが試験対象物に到達すると反射して別の空中超音波プローブで受信します。超音波パルスを送信してから超音波パルスを受信するまでに要した時間tを測定し、測定した距離での超音波パルスの移動距離である空気の音速(340m/s)を乗じて2で割った値が距離となります。
超音波厚さ測定
デュアルクリスタルストレートプローブ内の圧電チップが超音波振動パルスを発します。超音波パルスが試験片の底に到達すると、反射されて他の圧電チップで受信されます。超音波パルスを送信してから超音波パルスを受信するまでの時間tを測定し、測定対象物の音速定数cを掛けると、超音波パルスが被測定物内を往復した距離となり、2で割ると厚みが求められます。 d=ct/2。表示の横軸は 10ms/div（目盛り）で、B 波と T 波の距離は 6 目盛り、F 波と T 波の距離は 2 目盛りです。鋼板中の縦波の音速定数 c=5900m/s が知られています。
