JP3918966B2 - キャビテーション検出方法 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、超音波洗浄の際に、容器内の液体にキャビテーションが発生しているかどうかを検出するキャビテーション検出方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、容器の底部に超音波振動子を装着し、この超音波振動子を駆動して、容器内の液体に超音波を照射し、この液体に照射されている超音波を検出するために、水中マイクロホンが使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、超音波の照射によって発生されるキャビテーションは気泡の表面波振動が成長したものであり、この表面波は液体中の距離的減衰が縦波に比べて大きく、水中にはあまりエネルギーが放射されないので、マイクロホンに直接気泡が触れるか、近傍になければ検出できないという問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、超音波振動子が装着された容器内の液体に、ポリエチレンフィルム容器又は袋内にシリコン、脱気水又はオイルなどの液体からなる音響フィルタで圧電素子を被覆したマイクロホンと前記音響フィルターを被覆しない圧電素子を浸漬し、前記マイクロホンの出力と音響フィルターを被覆しない圧電素子の出力を比較して、出力に差が生じた場合に、前記容器の液体に前記超音波振動子から照射された超音波でキャビテーションが発生されていることを検出するものである。
【０００５】
【作用】
本発明では、超音波の照射により発生するキャビテーションが気泡の表面波であり、この表面波は液体中での距離的減衰が超音波の縦波に比べて大きく、液体中には殆ど放射されないことを利用して、マイクロホンとキャビテーションの間にキャビテーションが発生しない液体を介在させれば、この液体が介在したマイクロホンは縦波を受けることができるが、表面波に対して音響フィルターを持つマイクロホンとすることができるので、音響フィルターを持つマイクロホンと音響フィルターを持たないマイクロホンによりキャビテーションの表面波を区別して検出することができる。
【０００６】
【実施例】
図１は本発明の１実施例の音響フィルター付きマイクロホンの平面図、図２は図１のマイクロホンの側面図で、ＰＺＴセラミックス１にリード線２が接続され、又、ＰＺＴセラミックス１は周囲に設けたポリエチレンフィルム容器３内にシリコン、脱気水又はオイルなどの音響フィルター４とともに密封されて音響フィルター付きマイクロホン５が構成される。
【０００７】
このように構成された本実施例の音響フィルター付きマイクロホン５では、超音波振動子から発生した超音波の縦波は音響フィルター４を通過するが、超音波の照射により発生した気泡の表面波はこの音響フィルター４を伝搬することができない。
【０００８】
そこで、図３に示すように、超音波振動子６を底部に装着した容器７に液体８を入れ、この液体８の中に音響フィルター付きマイクロホン５と音響フィルターのない圧電素子９を挿入して、超音波振動子６より超音波を液体８内に照射すると、超音波による縦波は音響フィルター付きマイクロホン５と音響フィルターのない圧電素子９にそれぞれ伝達され、音響フィルター付きマイクロホン５で検出された超音波のスペクトラムの波形Ａは、図４に示すように、縦波のみが検出され、音響フィルターのない圧電素子９で検出された超音波のスペクトラムの波形Ｂには、図５に示すように、縦波の外に１／２サブハーモニックＣが検出される。
【０００９】
従って、音響フィルターのない圧電素子９により検出された１／２サブハーモニック（基本の縦波の１／２の周波数成分）Ｃはキャビテーションにより発生する成分であり、このように、音響フィルター付きマイクロホン５と音響フィルターのない圧電素子９の出力に差がある場合には、キャビテーションの発生があることを示している。
【００１０】
なお、１／２サブハーモニックは、キャビテーション以外でも発生するため、キャビテーションを正確に検出するためには、本発明のように、音響フィルターのあるマイクロホン５と音響フィルターのない圧電素子９を使用して、音響フィルターのあるマイクロホン５と音響フィルターのない圧電素子９の信号からキャビテーションによる成分が表面波振動であることを確認することが重要である。
【００１１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のキャビテーション検出方法では、音響フィルター付きマイクロホンと音響フィルターのない圧電素子を使用して、キャビテーションにより発生した表面波を音響フィルター付きマイクロホンと音響フィルターのない圧電素子の出力により比較して検出するため、キャビテーションを確実に検出することができ、又、音響フィルター付きマイクロホンは表面波の影響を低減することができるので、キャビテーションの検出に非常に有利であるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の１実施例の音響フィルター付きマイクロホンの平面図である。
【図２】 図１の音響フィルター付きマイクロホンの側面図である。
【図３】 本発明の１実施例のキャビテーションを検出する方法を説明するための図である。
【図４】 図１の音響フィルター付きマイクロホンで検出した超音波のスペクトラムの波形を示した図である。
【図５】 音響フィルターのない圧電素子で検出した超音波のスペクトラムの波形を示した図である。
【符号の説明】
１ ＰＺＴセラミックマイクロホン
２ リード線
３ ポリエチレンフィルム容器又は袋
４ 音響フィルター
５ 音響フィルター付きマイクロホン
６ 超音波振動子
７ 容器
８ 液体
９ 音響フィルターのない圧電素子
Claims (1)
- 超音波振動子が装着された容器内の液体に、ポリエチレンフィルム容器又は袋内にシリコン、脱気水又はオイルなどの液体からなる音響フィルタで圧電素子を被覆したマイクロホンと前記音響フィルターを被覆しない圧電素子を浸漬し、前記マイクロホンの出力と音響フィルターを被覆しない圧電素子の出力を比較して、出力に差が生じた場合に、前記容器の液体に前記超音波振動子から照射された超音波でキャビテーションが発生されていることを検出することを特徴とするキャビテーション検出方法。
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|---|---|---|---|
| JP36930197A JP3918966B2 (ja) | 1997-12-30 | 1997-12-30 | キャビテーション検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36930197A JP3918966B2 (ja) | 1997-12-30 | 1997-12-30 | キャビテーション検出方法 |
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|---|---|---|---|
| JP36930197A Expired - Fee Related JP3918966B2 (ja) | 1997-12-30 | 1997-12-30 | キャビテーション検出方法 |
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-
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