超音波検査を探求する…

PROSARISは超音波領域で動作し、高周波圧力波を用いて、人間には全く聞こえない漏水や電気的故障を検出します。この音響的な基礎知識があれば、超音波検出が実際にどのようなものであり、なぜこれほど強力な診断ツールなのかをより深く理解することができます。

前回のブログでは、さまざまな音響帯域で発生する音源について簡単に触れました。今回は、超音波周波数を発生させる要因について詳しく見ていきましょう。動物も一般的な発生源ですが、今回はより身近な例として、機械システム、流体システム、電気システム、そしてそれぞれの問題点やエラーについて考察します。

流体、電気、機械システムの集合体であり、故障したり非効率的に動作したりすると、さまざまな超音波異常を発する可能性がある。

異なる発生源、異なる超音波周波数

20kHz

• 高速電動モーター：モーターのベアリングの欠陥や摩擦による摩耗は、この周波数帯域で超音波高調波を発生させる可能性があります。

• コロナ放電：特定の条件下では、コロナ放電はこの範囲の広帯域超音波ノイズを発することがあります。

• 超音波洗浄機：宝飾品や実験器具の洗浄に使用されるエントリーレベルの超音波洗浄器は、通常20～25kHzの周波数を使用します。

• 300 RPM以下の回転機器は20～25 kHzの周波数を発する。300 RPM以上の機器は28～32 kHzの周波数を発する可能性がある。

30kHz

• 空気やその他のガスの漏れ（高圧）：開口部から漏れる圧縮空気/ガスは、中規模から大規模な漏れの場合、30～40kHzの範囲に良好な成分を含む広帯域超音波ノイズを発します。

• ベアリングの摩擦や摩耗：ベアリングの故障や潤滑不良は超音波信号を発します。30kHzは、特に接触式（プローブ式）超音波センサーを使用する場合に、機械的故障の検出によく用いられます。

40kHz

• 電気的部分放電：アーク放電やコロナ放電は、20～60kHzの範囲で衝撃的なノイズを発生させる可能性があり、40kHzは一般的に検出基準点として使用されます。

• 超音波トランスデューサー：市販の超音波センサー（距離測定、物体検出、ロボット工学などで使用されるものなど）の多くは、正確に40kHzで送受信を行います。

• 真空、空気、その他のガス漏れ（小/高圧）：非常に小さな開口部からの高圧漏れは、35～45kHzで最も強い音を発することが多く、40kHzが最適な周波数となることが多い。

• コンベヤベアリングの不具合/摩擦（高速機械）：高回転数でのわずかな摩擦やキャビテーションにより、超音波周波数が40kHzを超えることがあります。

• 電気システムにおける部分放電現象（コロナ放電、表面ツリー放電、トラッキング放電、アーク放電）：高周波電気放射には、この範囲でピークを示す成分が含まれる場合があります。

• 蒸気漏れと高流量乱流：配管内の蒸気漏れや乱流は、40kHz成分を含む広帯域超音波を発生させる可能性があります（検出中は蒸気漏れから安全な距離を保つようにしてください！）。

• この周波数帯域では50/60Hzの高調波が存在しないため、電力の歪み、接続やパネルの緩み、放熱ファン、その他の人為的なノイズを迅速に特定できます。