JIS C 6790:2016 ボルト締めランジュバン型超音波振動子の電力計法による負荷試験方法 | ページ 2

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C 6790 : 2016
    測定し,比例関係となっていることを確認し,対面の振幅から振動面の振幅を算出してもよい。

5.4 無負荷時の振動子入力電力(Wen)の測定

5.4.1  一般事項
  無負荷時の振動変位振幅に対する振動子入力電力を測定する場合は,振動子の共振周波数が常に一定と
なるように注意する。
5.4.2  測定回路
  測定回路の例を,図1に示す。
                           図1−無負荷時の振動子入力電力測定回路の例
5.4.3  測定方法
  測定方法は,次による。
a) 高周波電源の周波数は,共振周波数に設定する。
b) 高周波電源の出力は,振動子の振動変位振幅を指定した値になるように調整する。
c) 振動子端子電圧(実効値)及び振動子入力電力を測定する。

5.5 負荷時の振動子入力電力(Wel)の測定

5.5.1  一般事項
  負荷時の振動子端子電圧に対する振動子入力電力を測定する場合は,振動変位計などで振動変位振幅を
監視し,測定中一定に保つ。
5.5.2  測定回路
  測定回路の例を,図2に示す。

――――― [JIS C 6790 pdf 6] ―――――

                                                                                              5
                                                                                   C 6790 : 2016
                            図2−負荷時の振動子入力電力測定回路の例
5.5.3  測定方法
  測定方法は,次による。
a) 放射温度計などを用いて,測定の開始時及び終了時に振動子の圧電素子中央付近の表面温度を測定す
    る。
b) 水温は,棒状温度計などを用いて測定する。
c) 振動子に振動伝送体を介して超音波放射体を接続し,その先端を水槽に入れた水に浸し音響負荷を加
    える。超音波放射体の水に浸す深さを変えて音響負荷の大きさを変化させる。
d) 高周波電源の周波数は,共振周波数に設定する。
e) 高周波電源の出力は,振動子の振動変位振幅を5.4.3 b) と同じ値になるように調整する。
f)  振動子端子電圧(実効値)及び振動子入力電力を測定する。

6 特性の算出

6.1 算出項目

  次の項目について,算出する。
− 制動損失(Wd)(6.2参照)
− 内部機械振動損失(Wm)(6.3参照)
− 音響出力(Wa)(6.4参照)
− 機械負荷抵抗(r)(6.5参照)
− 電気音響変換効率(ηea)(6.6参照)

6.2 制動損失

  振動子の制動損失(Wd)は,式(1)によって求める。
                        Wd=ω×C×V2×tan δ=2πf ×C×V2×tan δ    (1)

――――― [JIS C 6790 pdf 7] ―――――

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                      ここに,         ω :  角速度(rad/s)
                                     tan δ :  誘電正接
                                       C :  静電容量(F)
                                        V :  振動子端子電圧(V)
                                        f :  周波数(Hz)
  振動子端子電圧,周波数,誘電正接及び静電容量は,次の値を用いる。
a) 振動子端子電圧及び周波数は,5.4によって測定した測定値
b) 誘電正接及び静電容量は,仕様書に記載している数値又はインピーダンスアナライザによる測定値。
    仕様書に記載している数値を用いた場合は,仕様書に記載している測定時の振動子端子電圧及び周波
    数を記録する。インピーダンスアナライザによる測定値を用いた場合は,測定時の振動子端子電圧及
    び周波数を記録する。

6.3 内部機械振動損失

  振動子の内部機械振動損失(Wm)は,6.2によって求めた制動損失(Wd)及び5.4によって測定した無
負荷時の振動子入力電力(Wen)から導き,式(2)によって求める。
                        Wm=Wen−Wd          (2)

6.4 音響出力

  振動子の音響出力(Wa)は,5.5によって測定した負荷時の振動子入力電力(Wel),6.2によって求めた
制動損失(Wd)及び6.3によって求めた内部機械振動損失(Wm)から導き,式(3)によって求める。
                        Wa=Wel−Wm−Wd          (3)

6.5 機械負荷抵抗

  機械負荷抵抗(r)は,振動速度(v)及び6.4によって求めた音響出力(Wa)から導き,式(4)によって
求める。
                             Wa
                         r       2

(pdf 一覧ページ番号 )

                              2
  振動速度(v)は,5.4によって測定した振動変位振幅(ξ)及び測定時に使用した周波数(f)から導き,
式(5)によって求める。
                        v=ξ×ω=ξ×2π×f       (5)

6.6 電気音響変換効率

  電気音響変換効率(ηea)は,6.4によって求めた音響出力(Wa)及び5.4によって測定した無負荷時の振
動子入力電力(Wen)から導き,式(6)によって求める。
                             Wa
                          ea      100  (6)
                               en

7 試験結果

  次の事項について,試験結果を記録する。
− 測定器の形式及び番号
− 試験開始時及び試験終了時の測定場所の温度,水温,及び振動子の表面温度
− 共振周波数,振動変位振幅,振動子端子電圧及び振動子入力電力

――――― [JIS C 6790 pdf 8] ―――――

                                                                                              7
                                                                                   C 6790 : 2016
− 制動損失,内部機械振動損失,音響出力,機械負荷抵抗及び電気音響変換効率

8 特性図

8.1 一般事項

  振動子の動作状態の変化を把握するために,音響出力−機械負荷抵抗及び電気音響変換効率−機械負荷
抵抗の特性図を作成することが望ましい。

8.2 音響出力-機械負荷抵抗の特性図

  6.4によって求めた音響出力(Wa)及び6.5によって求めた機械負荷抵抗(r)を用いて,特性図を作成
する(図3参照)。
                            図3−音響出力−機械負荷抵抗の特性図の例

8.3 電気音響変換効率-機械負荷抵抗の特性図

  6.5によって求めた機械負荷抵抗(r)及び6.6によって求めた電気音響変換効率(ηea)を用いて,特性
図を作成する(図4参照)。

――――― [JIS C 6790 pdf 9] ―――――

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C 6790 : 2016
                        図4−電気音響変換効率−機械負荷抵抗の特性図の例

――――― [JIS C 6790 pdf 10] ―――――

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