(57)【要約】【課題】  本発明は超音波の強度又は周波数の測定方法に関し、超音波強度又は周波数を正確に測定することができる超音波の強度又は周波数の測定方法を提供することを目的としている。【解決手段】  超音波が照射されている液体２中にある形状の物品４を浸漬させ、更にこの物品４に衝撃力を感知するセンサ５を貼り付け、この物品４に加わる衝撃力をセンサを通して電圧に変換させ、液体２中に伝播する超音波の強度を測定するように構成される。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波が照射されている液体中にある形状の物品を浸漬させ、
更にこの物品に衝撃力を感知するセンサを貼り付け、
この物品に加わる衝撃力をセンサを通して電圧に変換させ、
液体中に伝播する超音波の強度を測定する、
ことを特徴とする超音波の強度測定方法。
【請求項２】
超音波が照射されている液体中にある形状の物品を浸漬させ、
更にこの物品に波長を感知するセンサを貼り付け、
この物品に加わる振動波長をセンサを通して変換させ、
液体中に伝播する超音波の周波数を測定する、
ことを特徴とする超音波の周波数測定方法。
【請求項３】
衝撃力を感知するセンサをある形状の物品に貼り付け、
この物品を超音波が照射されている液体中に入れ、
更にこれを上下左右に動かしながら、この物品に加わる衝撃力をセンサを通して電圧に変換させ、
液体中のどの場所でも伝播する超音波の強度を測定する、
ことを特徴とする超音波の強度測定方法。
【請求項４】
振動波長を感知するセンサをある形状の物品に貼り付け、
この物品を超音波が照射されている液体中に入れ、
更にこれを上下左右に動かしながら、この物品に加わる衝撃力をセンサを通して電圧に変換させ、
液体中のどの場所でも伝播する超音波の周波数を測定する、
ことを特徴とする超音波の周波数測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は超音波の強度又は周波数の測定方法に関し、更に詳しくはこれら強度又は周波数を正確に測定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＴ（情報技術）産業の発展は日進月歩であり、これら産業を支える機器を構成する部材は非常に高い洗浄度を要求されている。これを達成するためには、超音波を使用した部材の洗浄や、部材の洗浄度を超音波により評価することが必要であり、これら超音波の強度や周波数を正確に測定することや管理することが必須である。
【０００３】
従来のこの種の技術としては、例えば圧電セラミック材料をシート化し、該シートを金型を用いて打ち抜き、さらに焼成することによって表裏面を有する圧電セラミクス片を作成する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。また、ケーシング内に収容された圧電型マイクエレメントの振動板が外部に露出するように形成されたケーシング開口と振動板との間の凹所に、所定厚さ盛り上げてシリコンゴムを充填したゴム感圧層を形成したものが知られている（例えば特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００１−５０８０８号公報（段落００２０〜００２１、図１、図２）
【特許文献２】特開２００３−３４８６９５号公報（段落０００５〜００１１、図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在の超音波強度を測定する方法は、圧電素子をガラス或いは金属棒に貼り付け、この棒の先端部に加わる振動を電圧計に表示している。この方法では、振動を感知する棒が超音波が伝播している液体内の浸漬位置や場所（超音波の波長により強部と弱部）によって大きく変化され、正確な超音波強度が測定できない。また、液体を伝播する超音波の強度を正確に測定する具体的な装置は存在しない。
【０００５】
また、既存の超音波強度を測定する方法には、圧電素子をガラス或いは金属棒に貼り付け、この棒の先端に加わる振動を電圧計に表示している。この方法では、振動を感知する棒が固定されているため、棒で浸漬位置や超音波の周波数或いは媒体となる液体の状態（温度，純度，溶存酸素濃度等）で大きく左右されるため、正確な強度の測定ができない。また、現在液体中を伝播する超音波の周波数を測定する具体的な装置は存在しない。
【０００６】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、超音波強度又は周波数を正確に測定することができる超音波の強度又は周波数の測定方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）請求項１記載の発明は、超音波が照射されている液体中にある形状の物品を浸漬させ、更にこの物品に衝撃力を感知するセンサを貼り付け、この物品に加わる衝撃力をセンサを通して電圧に変換させ、液体中に伝播する超音波の強度を測定する、ことを特徴とする。
（２）請求項２記載の発明は、超音波が照射されている液体中にある形状の物品を浸漬させ、更にこの物品に波長を感知するセンサを貼り付け、この物品に加わる振動波長をセンサを通して変換させ、液体中に伝播する超音波の周波数を測定する、ことを特徴とする。
（３）請求項３記載の発明は、衝撃力を感知するセンサをある形状の物品に貼り付け、この物品を超音波が照射されている液体中に入れ、更にこれを上下左右に動かしながら、この物品に加わる衝撃力をセンサを通して電圧に変換させ、液体中のどの場所でも伝播する超音波の強度を測定する、ことを特徴とする。
（４）請求項４記載の発明は、振動波長を感知するセンサをある形状の物品に貼り付け、
この物品を超音波が照射されている液体中に入れ、更にこれを上下左右に動かしながら、この物品に加わる衝撃力をセンサを通して電圧に変換させ、液体中のどの場所でも伝播する超音波の周波数を測定する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
（１）請求項１記載の発明によれば、衝撃力を感知するセンサ（具体的には加速度センサやＡＥセンサ等）を超音波の衝撃力を受ける物品に貼り付けて超音波の強度を測定することにより、超音波の衝撃力を受ける面積を増やすことが可能となり、より正確に超音波の強度を測定することができる。また、液体中に直にセンサを入れることで、より正確に超音波の強度の測定ができる。
（２）請求項２記載の発明によれば、衝撃力を感知するセンサ（具体的には加速度センサやＡＥセンサ等）を超音波の衝撃力を受ける物品に貼り付けて超音波の周波数を測定することにより、超音波の衝撃力を面積を増やすことが可能となり、より正確に超音波の周波数を測定することができる。
（３）請求項３記載の発明によれば、衝撃力を感知するセンサ（具体的には加速度センサやＡＥセンサ）を超音波の衝撃力を受ける物品に貼り付けてこれを上下左右に動かしながら超音波の強度を測定することにより、超音波の衝撃力を受ける面積を増やすことが可能となり、より正確に超音波の強度が測定できる。また、液体中に直にセンサを入れて更にこれを上下左右に動かしながら測定するので、より正確に超音波の強度を測定することができる。特に、超音波の周波数が低い場合に有効である。
（４）請求項４記載の発明によれば、衝撃力を感知するセンサ（具体的には加速度センサやＡＥセンサ等）を超音波の衝撃力を受ける物品に貼り付けて、これを上下左右に動かしながら超音波の周波数を測定することにより、超音波の衝撃力を受ける面積を増やすことが可能となり、より正確に超音波の周波数が測定できる。また、液体中に直にセンサを入れて更にこれを上下左右に動かしながら測定するので、より正確に超音波の周波数を測定することができる。特に、超音波の周波数が低い場合に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態例を示す構成図である。図において、１は容器、２は該容器１内に貯溜された液体、３は容器１の底部に設けられた超音波発振子である。超音波発振子３の発振周波数は、例えば数１０ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚ程度のものが用いられる。４は例えばステンレス製の板（プレート）、５は該板４の所定の位置に貼り付けられたセンサである。
【００１０】
該センサ５としては、例えば超音波の周波数や超音波の衝撃力を感知することができるものが用いられ、具体的には加速度センサやＡＥセンサ等が用いられる。センサ自体は、既存のもの、例えばピエゾ素子等を用いることができる。６は超音波発振子と接続されている操作部、７は該操作部６に取り付けられたつまみである。該つまみ７を回すことにより、超音波発振子３の衝撃力を可変することができるようになっている。１３は超音波を発信させるスタートボタンである。周波数は固定であるので、周波数を変更する手段は付属していない。
【００１１】
８はセンサ５からの信号を取り出す信号線でその先は増幅器９に入っている。増幅器９は、センサ５の信号を増幅するものである。増幅器９の出力は、信号線１０を介してオシロスコープ１１に入り、画面１１ａに検出信号が表示されるようになっている。このように構成された装置の動作を説明すれば、以下の通りである。
【００１２】
先ず、所定の大きさの板（プレート）４にセンサ５を貼り付ける。センサの種類としては、前述したように、加速度センサやＡＥセンサが用いられる。そして、板４にセンサ５を貼り付けた状態で液体が入っている液体２中にこの板を漬ける。そして、操作部６のスタートボタン１３を押す。この結果、超音波発振子３は発振を開始する。板４は広い面積のものであるので、超音波の衝撃力を受ける面積を増やすことが可能になる。このため、センサ５には大きな衝撃力が加わることになり、衝撃力を感度よく感知することが可能となり、より正確に超音波の強度を測定することが可能になる。ここで、センサ５を液体２中に直に入れることで、より正確に超音波の強度の測定ができる。
【００１３】
このようにしてセンサ５で感知した信号は、信号線８を介して増幅器９に入り、この増幅器９で所定の大きさに増幅され、信号線１０を介してオシロスコープ１１に入力される。該オシロスコープ１１の画面１１ａには、センサ５で感知した衝撃力の波形が表示される。操作者は、この波形を見て衝撃力の大きさを知ることができる。ここで、衝撃力が小さい場合には、操作部６のつまみ７を回して超音波発振子３の大きさを増加させることができる。この結果、センサ５は衝撃力が大きくなるので、感度よく衝撃力を感知することができる。
【００１４】
また、本発明によれば、センサ５として超音波の周波数を測定することができるものを板に貼り付けることで周波数を検出する面積を大きくすることができ、より正確に超音波の周波数を測定することができる。そして、センサ５を直に液体２中に入れることにより、周波数をより正確に感知することが可能となる。
【００１５】
本発明によれば、センサ５を板に貼り付けて、これを上下左右に動かしながら超音波の強度を測定することにより、超音波の衝撃力を受ける面積を増やすことが可能となり、より正確に超音波の強度が測定できる。また、液体中に直にセンサ５を入れて更にこれを上下左右に動かしながら測定を行なうので、より正確に超音波の強度を測定することができる。特に、超音波の周波数が低い場合に有効である。
【００１６】
また、本発明によれば、衝撃力を感知するセンサ（具体的には加速度センサやＡＥセンサ等）を超音波の衝撃力を受ける物品に貼り付けて、これを上下左右に動かしながら超音波の周波数を測定することにより、超音波の衝撃力を受ける面積を増やすことが可能となり、より正確に超音波の周波数が測定できる。また、液体中に直にセンサを入れて更にこれを上下左右に動かしながら測定するので、より正確に超音波の周波数を測定することができる。特に、超音波の周波数が低い場合に有効である。
【００１７】
図２は周波数の観測波形例を示す図である。縦軸は強度、横軸は時間である。振幅は５Ｖ程度あることが分かる。図のλは波長である。図３は衝撃力の波形例を示す図である。縦軸は強度、横軸は周波数である。
【００１８】
このように、本発明によれば、超音波振動している液体中の様子を把握することができるので、例えば物品の洗浄に用いられる液体の洗浄能力を測定するのに用いて好適である。
【００１９】
上述の実施の形態例では、板（プレート）にセンサを貼り付けた場合を例にとったが、本発明はこれに限るものではなく、例えばビーカーに液体を入れて、洗浄する場合には、ビーカーの内面にセンサを貼り付けるようにすることもできる。なお、センサは、金属や樹脂等の液体を入れる材質に貼り付けるようにすることができる。また、容器に入れる液体の種類として、水や溶媒等の各種の液体を用いることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施の形態例を示す構成図である。
【図２】周波数の観測波形例を示す図である。
【図３】衝撃力の観測波形例を示す図である。
【符号の説明】
【００２１】
１    容器
２    液体
３    超音波発振子
４    板
５    センサ
６    操作部
７    つまみ
８    信号線
９    増幅器
１０  信号線
１１  オシロスコープ
１１ａ画面
１３  スタートボタン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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