超音波干渉法による弾性波速度計測システム｜株式会社ケイ・オー（公式ホームページ）

本装置は、「超音波による弾性波速度測定技術により、温度、圧力、温度・圧力条件下で試料の伝搬時間を測定し、弾性波（縦波・横波速度）および材料力学定数の温度、圧力特性を求めることができます。

本装置は、平成26年度補正『ものづくり・商業・サービス革新補助金』により製作しました。
事業計画名『超音波干渉法による弾性波速度計測システムの試作開発』

システム仕様

装置名	超音波干渉法による弾性波速度計測システム
周波数（圧電素子共振周波数） Fo（MHz）、インピーダンス整合	百kHz～20MHz（常用周波数共振周波数範囲）（印加周波数50MHzMax対応可能）、Z：50Ω
入出力信号電力増幅度範囲	10～50dB
周波数測定誤差（Δf）（伝搬時間測定誤差）	/-数百Hz （/-10-3sec）
測定方式	透過型方式、反射型方式オーバーラップ方式他に対応可能
信号処理解析・表示解析	FFT信号処理、MATLABデータ解析搭載
荷重、加熱方式	加圧：サーボモーター搭載サーボプレス機（最大荷重：10kN）加熱：高周波誘導加熱試作回路（加熱温度：～700℃）
測定条件と測定値	下記する材料（低融点合金材料、例Mg合金（AZ31））他の固体及び固体から半溶融（Softening Point）の伝搬時間Δt、減衰率Qが測定できる。（1）温度（T）室温から600℃までの範囲：固体から半溶融（2）荷重（P）100Mpaまでの範囲：固体（3）（P、T）in-situ（Max500℃、Max100MPa）：固体から半溶融
電源	単相AC100V ×2
サイズ	W1710mm×D570mm×H1600mm
重量	約450kg

＜補足事項＞

一軸加圧加熱方式を採用
信号処理解析については現在マニュアル解析ではあるが自動ピークサーチ機能を検討中
静水圧未達のため、別途静水圧対応アンビル加熱炉を検討中
酸化雰囲防止用不活性ガス及び真空対応は検討中

＜システム構成＞

（1）高周波誘導加熱電源制御装置

（2）簡易サーボプレス（機能試作）機

（3）ファンクションジェネレーター

（4）高速バイポーラ電源

（5）オシロスコープ

（6）開発ルールキット（MATLAB）

計測原理

本イメージは、一軸圧縮時の構成を示した。
弾性波を計測する際、振動子を材料に直に接するようにした場合、加熱により振動子の温度特性が変化するしてしまう為、測定結果に誤差が生じる。振動子-材料間に熱伝導性の低い素材（石英ガラス）をバッファーロッドとして採用し、振動子への熱の影響を軽減する。材料の変化分を抽出するには、事前にキャリブレーション値を取得しておく必要がある。