堅牢ハイドロホン各部の固有音響インピーダンス、寸法が受波感度の周波数特性におよぼす影響:等価回路を用いた数値計算による検討

摘要

近年、医療分野においては高密度集束超音波（HIFU）治療装置や音響力学療法（SDT）などの高強度超音波を用いる技術が使用されるようになってきたが、安全性の確保や治療効果の向上のためには音場計測技術が必要とされる。また、産業分野でも超音波洗浄機の洗浄効率の向上のためには、音場計測技術が重要である。しかし、音響キャビテーションに発生を伴う高強度の音場では、従来のハイドロホンは電極や圧電素子が破損するため、使用困難であった。そこで、当研究室では、チタン製前面板の裏面に水熱合成法でPZT圧電多結晶膜振動子を成膜し、その裏面にチタン製背板を装着した堅牢ハイドロホンの開発を行ってきた。今回は、堅牢ハイドロホンの理想的な構造を求めて、MASON の等価回路に基づく一次元音響伝送線路モデルを用いた数値計算により、前面板、圧電振動子、背板、接着層など各部分の固有音響インピーダンスや寸法が受波感度の周波数特性に及ぼす影響について検討した。