超音波振動子の原理と応用

概要

超音波振動子とは、高周波の振動を発生させる装置のことである。本記事では、超音波振動子の基本原理について解説し、その応用例についても紹介する。

超音波振動子の原理

超音波振動子は、高周波電力を発生する電源と、その電力を振動に変換する共振器から構成される。共振器には、圧電素子や磁気素子が用いられることが多い。

圧電素子は、電圧を加えると厚み方向に圧縮される性質を持つ。これを利用して、共振器の厚み方向に振動を発生させることができる。磁気素子は、電流を流すことで磁気場を発生させ、その磁気場によって共振器を振動させる。

超音波振動子の応用

超音波振動子は、その高周波振動の特性を活かした様々な応用がある。

清掃

超音波振動を利用した清掃方法がある。この方法では、液体に物体を浸し、超音波を発生させることで、物体表面の汚れを落とすことができる。特に、細かい穴や隙間に詰まった汚れを取り除くことができるため、精密機器の清掃に用いられることが多い。

検査

超音波振動を利用した非破壊検査方法がある。この方法では、超音波を物体に照射し、反射波を検知することで、物体内部の欠陥を検出することができる。例えば、鋼材の欠陥検査や、医療用超音波検査装置の原理にも用いられる。

加工

超音波振動を利用した加工方法がある。この方法では、超音波を物体に照射することで、切削力を増加させ、加工効率を向上させることができる。例えば、繊維素材のカットや、半導体ウェハーの切断に利用される。

まとめ

超音波 振動子は、高周波の振動を発生させる装置であり、圧電素子や磁気素子などの共振器を用いて、電力を振動に変換する。超音波振動子は、清掃や検査、加工など、様々な分野で応用されている。清掃では、細かい穴や隙間に詰まった汚れを取り除くことができ、検査では、非破壊的に物体内部の欠陥を検出することができ、加工では、切削力を増加させて加工効率を向上させることができる。超音波振動子は、今後も更に多くの分野で活用されることが期待される。