JP5124387B2 - 音響ダンピングの組成 - Google Patents
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Description
本出願は米国仮特許出願第60/956,415号(2007年8月17日提出)の優先権を主張するものである。
(表1 − ダンピングくさび材料組成)
(例1)
ダンピングくさび60材料組成は、音響インピーダンスを2.5MRaylまで上昇させるためにエポキシNo.2の重量基準100パーツに対して重量基準33パーツのガラス繊維充填材を混合させ、さらに重量基準3パーツの燻蒸シリカ粘性エンハンサーと混合させている。2.5MRaylの所望の音響インピーダンスは、概ね同じ2.5MRaylの音響インピーダンスを有するポリスチレン製くさび体部20と整合した。図6及び7に示すように、このダンピングくさび60材料組成により提供される周波数応答及び減衰は非常に良好である。図6は、肉厚の(0.48インチ)くさびを通して送信された音響信号の周波数応答を肉薄の(0.24インチ)くさびと比較して表している。図7において破線は、実線で表した実際の減衰量に関する最適当てはめ直線近似である。100/33/3の重量基準パーツ比で製作したダンピングくさび60は、約2%程度のくさび体部−ダンピングくさび界面15の反射、約−85.9(dB/in.)/MHzの減衰係数、並びに1MHzにおける約−106dB/in.の減衰を示しており、縦波からのノイズを実質的に排除することができた。このダンピングくさび60材料組成は、機械加工により所望のダンピングくさび60形状を形成できるような十分な硬さである。
(例2)
ダンピングくさび60材料組成は、エポキシNo.2、ガラス繊維充填材及び燻蒸シリカ粘性エンハンサーを100/20/3の比で混合することによって製造したものである。図8及び9に示すように、このダンピングくさび60材料組成により提供される周波数応答及び減衰は非常に良好である。図8は、肉厚の(0.48インチ)くさびを通して送信された音響信号の周波数応答を肉薄の(0.24インチ)くさびと比較して表している。図9において破線は、実線で表した実際の減衰量に関する最適当てはめ直線近似である。この直線近似の減衰係数は−72.2(dB/in.)/MHzである一方、2MHzにおける減衰は概ね−175dB/in.である。2.5MRaylの音響インピーダンスを有するポリスチレン製くさび体部20に対するインピーダンス整合では、くさび体部−ダンピングくさび界面15における反射は約6%未満であった。このダンピングくさび60材料組成は、機械加工により所望のダンピングくさび60形状を形成できるような十分な硬さである。
(例3)
ダンピングくさび60材料組成は、エポキシNo.2、ガラス繊維充填材、燻蒸シリカ粘性エンハンサーを100/30/3の比で混合することによって製造したものである。図10及び11に示すように、このダンピングくさび60材料組成により提供される周波数応答及び減衰は非常に良好である。図10は、肉厚の(0.48インチ)くさびを通して送信された音響信号の周波数応答を肉薄の(0.24インチ)くさびと比較して表している。図11において破線は、実線で表した実際の減衰量に関する最適当てはめ直線近似である。この直線近似の減衰係数は−82.1(dB/in.)/MHzである一方、2MHzにおける減衰は概ね−175dB/in.である。2.5MRaylの音響インピーダンスを有するポリスチレン製くさび体部20に対するインピーダンス整合では、くさび体部−ダンピングくさび界面15における反射は3%未満であった。このダンピングくさび60材料組成は、機械加工により所望のダンピングくさび60形状を形成できるような十分な硬さである。
(例4)
ダンピングくさび60材料組成は、エポキシNo.2、アルミナ繊維充填材(若干グラインドさせたもの)、燻蒸シリカ粘性エンハンサーを100/15/4の比で混合することによって製造したものである。図12及び13に示すように、このダンピングくさび60材料組成により提供される周波数応答及び減衰は非常に良好である。図12は、肉厚の(0.48インチ)くさびを通して送信された音響信号の周波数応答を肉薄の(0.24インチ)くさびと比較して表している。図13において破線は、実線で表した実際の減衰量に関する最適当てはめ直線近似である。この直線近似の減衰係数は−64.9(dB/in.)/MHzである一方、2MHzにおける減衰は概ね−130dB/in.であった。2.5MRaylの音響インピーダンスを有するポリスチレン製くさび体部20に対するインピーダンス整合では、くさび体部−ダンピングくさび界面15における反射は4%未満であった。このダンピングくさび材料は、機械加工により所望のダンピングくさび60形状を形成できるような十分な硬さである。
(表2 − ダンピングくさび材料の音響特性計測値)
15 くさび体部−ダンピングくさび界面
20 くさび体部
30 トランスジューサ
35 くさび体部−検査対象界面
40 検査対象
50 探触子
60 ダンピングくさび
Claims (10)
- くさび体部を有する超音波探触子のダンピングくさびに関する組成であって、
弾性係数の虚数部分対実数部分の比が少なくとも約5%でありかつ音響インピーダンスが前記くさび体部のそれ未満である粘弾性材料と、
前記粘弾性材料内において良好な分散性を提供しかつ前記ダンピングくさびの音響インピーダンスを前記くさび体部と実質的に整合させるような有効量の線条形充填材と、
前記線条形充填材のセトリングを防止することにより前記線条形充填材の均質性分布を維持するために該組成の粘性を増大させるような有効量の粘性エンハンサーと、
を備える組成。 - 前記組成は所望の形状に合わせた機械加工を可能にするだけの十分な剛性である、請求項1に記載の組成。
- 前記組成は−17.0(dB/in.)/MHzを超える減衰係数を有する、請求項1に記載の組成。
- 前記線条形充填材は無機質のウィスカである、請求項1に記載の組成。
- 前記線条形充填材は繊維セラミックである、請求項1に記載の組成。
- 前記線条形充填材はガラス繊維である、請求項1に記載の組成。
- 前記線条形充填材はアルミナ繊維である、請求項1に記載の組成。
- 前記粘弾性材料はエポキシである、請求項1に記載の組成。
- 前記粘弾性材料は、約1.5〜3.5MRaylの音響インピーダンスを有する、請求項1に記載の組成。
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