※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
2 用語と定義
このドキュメントでは、次の条件が適用されます。
2.1
吸収
散乱以外の手段による入射超音波エネルギーの直接低減
2.2
減衰
絶滅
散乱と吸収の両方を含む、入射超音波エネルギーの総削減。
注記 1:推奨される測定単位はデシベル (dB) であり、これは透過強度に対する入射強度の比の常用 (10 を底とする) 対数の 10 倍として定義されます。入射振幅から透過振幅へ。 neper (Np) は、常用対数ではなく自然対数に基づいて許可されている代替測定単位です。変換係数は 1 Np = 8.686 dB です。
2.3
減衰係数
減衰係数
dB/cm または Np/cm の単位で測定される、材料を通る超音波伝搬の単位長さあたりの減衰 (減衰)
注記 1:減衰係数は、支配的な減衰メカニズムを識別するために、周波数によってスケーリングされるか、周波数の 2 乗されることがあります。明確にするために、ISO 20998 のこの部分では、単位長さあたりの減衰量 (dB/cm) のみが考慮されています。
2.4
減衰スペクトル
周波数の関数として測定された減衰係数
2.5
帯域幅
超音波信号に含まれる周波数の範囲。通常、スペクトル アナライザーの -3 dB ポイント間の周波数差として測定されます。
2.6
ブロードバンド
中心周波数の少なくとも半分に等しい帯域幅を持つことを特徴とする
2.7
デジタル化
連続信号のデジタル (量子化) 表現を生成する行為
注記 1:ビット数が解像度 (忠実度) を決定し、サンプリング レートが帯域幅 (ナイキスト基準) を決定します。
2.8
過剰な減衰
連続相における粒子の存在によって引き起こされる増分減衰
2.9
フーリエ変換
時変信号をその周波数成分に変換する数学的変換。多くの場合、高速フーリエ変換 (FFT) アルゴリズムとしてコンピューターに実装されます。
2.10
干渉
2つ以上の波が重なったときに観測される相殺または増強の波動現象
2.11
内因性反応
超音波分光計自体の周波数依存応答
注記 1:これは、サンプル構成材料の固有吸収と混同しないでください。
2.12
経路長
送信トランスデューサと受信機の間で超音波が通過する距離
2.13
脈
広帯域フーリエ成分を含むのに十分短い持続時間の波
2.14
反射
界面または表面での超音波の戻り
2.15
散乱
リダイレクトによる入射波からの超音波エネルギーの除去
2.16
スペクトラム
信号の周波数成分。通常、振幅対周波数として配置されます。
2.17
トーンバースト
正弦波の数サイクルの短い持続時間
注記 1:通常、トーンバーストは正弦波の 5 ~ 10 サイクルで構成されます。
2.18
トランスデューサ
電気信号から、またはその逆から超音波を生成する装置
注記 1:圧電デバイスは、この目的で一般的に使用されます。
2.19
トランスミッション
サンプルを超音波が通過する
2.20
透過スペクトル
周波数の関数として測定された伝送値
2.21
透過値
ボルトまたは任意の単位で測定された、サンプルを介して送信された超音波信号 (またはその成分) の振幅。
2.22
超音波
流体と固体を伝搬する高周波 (20 kHz 以上) の音波。
注記 1:粒子の特性評価に使用される範囲は、通常 100 kHz から 100 MHz です。
2.23
波
圧力、せん断、または熱などの変動で、物理媒体を介して伝播するもの
2.24
波形
オシロスコープまたはデジタル表示で見たときの波形
2.25
波長
連続する波の対応する点間の距離によって決まる波の長さ
参考文献
| [1] | ISO 9276-1:1998, 粒子サイズ分析の結果の表示 — Part 1: グラフィック表示および技術正誤表 Cor.1: 2004 |
| [2] | ISO 14488, 粒子状物質 - 粒子特性を決定するためのサンプリングとサンプル分割 |
| [3] | ISO 14887, サンプル調製 — 液体中の粉末の分散手順 |
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| [5] | IEC 62127-1, 超音波 - ハイドロフォン - Part 1: ハイドロフォンを使用した最大 40 MHz の医療用超音波場の測定と特性評価 |
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2 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms apply:
2.1
absorption
direct reduction of incident ultrasonic energy by means other than scattering
2.2
attenuation
extinction
total reduction of incident ultrasonic energy, including both scattering and absorption.
Note 1 to entry: The recommended measurement unit is the decibel (dB), which is defined as 10 times the common (base 10) logarithm of the ratio of incident intensity to transmitted intensity, or equivalently 20 times the common logarithm of the ratio of incident amplitude to transmitted amplitude. The neper (Np) is a permitted alternative measurement unit based on the natural logarithm, rather than the common logarithm. The conversion factor is 1 Np = 8,686 dB.
2.3
attenuation coefficient
extinction coefficient
attenuation (extinction) per unit length of ultrasonic propagation through a material, measured in units of dB/cm or Np/cm.
Note 1 to entry: Attenuation coefficients are sometimes scaled by frequency, or frequency-squared, to identify the dominant attenuation mechanism. For clarity, in this part of ISO 20998, only the attenuation per unit length (in dB/cm) is considered.
2.4
attenuation spectrum
attenuation coefficient measured as a function of frequency
2.5
bandwidth
range of frequencies contained in an ultrasonic signal, typically measured as the frequency difference between the -3 dB points on a spectrum analyser
2.6
broadband
characterized as having a bandwidth that is equal to at least half of the centre frequency
2.7
digitization
act of generating a digital (quantized) representation of a continuous signal
Note 1 to entry: The number of bits determines the resolution (fidelity), and the sampling rate determines the bandwidth (Nyquist criterion).
2.8
excess attenuation
incremental attenuation caused by the presence of particles in the continuous phase
2.9
Fourier transform
mathematical transform that converts a time-varying signal into its frequency components, which is often implemented in computers as a Fast Fourier Transform (FFT) algorithm
2.10
interference
wave phenomenon of cancellation or enhancement observed when two or more waves overlap
2.11
intrinsic response
frequency-dependent response of the ultrasonic spectrometer itself
Note 1 to entry: This is not to be confused with the intrinsic absorption of the sample component materials.
2.12
path length
distance traversed by the ultrasonic wave between the emitting transducer and the receiver
2.13
pulse
wave of sufficiently short duration to contain broadband Fourier components
2.14
reflection
return of an ultrasonic wave at an interface or surface
2.15
scattering
removal of ultrasonic energy from the incident wave by redirection
2.16
spectrum
frequency components of a signal, typically arranged as magnitude versus frequency
2.17
tone burst
short duration of a few cycles of a sinusoidal wave
Note 1 to entry: Typically, a tone burst consists of 5 to 10 cycles of a sinusoidal wave.
2.18
transducer
device for generating ultrasound from an electrical signal or vice versa
Note 1 to entry: Piezoelectric devices are commonly used for this purpose.
2.19
transmission
passage of ultrasound through a sample
2.20
transmission spectrum
transmission value measured as a function of frequency
2.21
transmission value
amplitude of an ultrasonic signal (or a component thereof) that has been transmitted through a sample, measured in volts or arbitrary units
2.22
ultrasound
high frequency (over 20 kHz) sound waves which propagate through fluids and solids
Note 1 to entry: The range employed in particle characterization is typically 100 kHz to 100 MHz.
2.23
wave
fluctuation, e.g. pressure, shear or thermal, which propagates through a physical medium
2.24
waveform
shape of the wave when seen on an oscilloscope or digitized display
2.25
wavelength
length of a wave, determined by the distance between corresponding points on successive waves
Bibliography
| [1] | ISO 9276-1:1998, Representation of results of particle size analysis — Part 1: Graphical representation and Technical corrigendum Cor.1: 2004 |
| [2] | ISO 14488, Particulate materials — Sampling and sample splitting for the determination of particulate properties |
| [3] | ISO 14887, Sample preparation — Dispersing procedures for powders in liquids |
| [4] | ISO 20998-2, Measurement and characterization of particles by acoustic methods — Part 2: Guidelines for linear theory |
| [5] | IEC 62127-1, Ultrasonics — Hydrophones — Part 1: Measurement and characterization of medical ultrasonic fields up to 40 MHz using hydrophones |
| [6] | Dukhin, A.S. and Goetz, P.J., Ultrasound for Characterizing Colloids. Particle Sizing, Zeta Potential, Rhelogy, Elsevier (2002) |
| [7] | Povey, M.J.W., Ultrasonic Techniques for Fluid Characterization, Academic Press (1997) |
| [8] | McClements, D.J., “Ultrasonic Characterization of Emulsions and Suspensions”, Adv. Colloid Int. Sci., 37, 33-72 (1991) |
| [9] | Riebel, U. et al., “The Fundamentals of Particle Size Analysis by Means of Ultrasonic Spectrometry” Part. Syst. Charact., vol.6 , pp. 135-143, (1989) |
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| [14] | Kaye, G.W.C. and Laby, T.H., Tables of physical and chemical constants, 16th ed., Longman (1995) |
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| [17] | Takeda, S. and Goetz, P.J., “Dispersed/flocculated size characterization of alumina particles in highly concentrated slurries by ultrasonic attenuation spectroscopy”, Colloids Surfaces A 143: 35-39 (1998) |
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| [19] | Scott, D.M., Boxman, A. and Jochen, C.E., “Ultrasonic Measurement of Sub-Micron Particles”, Part. Part. Syst. Charact. 12:269-273 (1995) |
| [20] | Pendse, H.P. and Sharma, A., “Particle size distribution analysis of industrial colloidal slurries using ultrasonic spectroscopy”, Part. Part. Syst. Charact. 10:229-233 (1993) |
| [21] | Mougin, P., Wilkinson, D. and Roberts, K.J., “In-situ ultrasonic attenuation spectroscopic study of the dynamic evolution of particle size during solution-phase crystallization of urea”, Cryst. Growth Design 3:67-72 (2003) |
| [22] | McClements, D.J., Povey, M.J.W., Jury, M. and Betsanis, E., “Ultrasonic characterization of a food emulsion”, Ultrasonics 28:266-272 (1990) |