精密音速測定を目指したバルク超音波トランスデューサの円形ピストン音源としての実効径の評価

摘要

広い周波数範囲において分散性試料の音速を高精度に測定するために、合成石英ガラスバッファーロッドの片端面に装着されたバルク超音波トランスデューサの円形ピストン音源としての実効径を評価した。合成石英ガラス標準試料に対して、回折による位相変化の測定値と計算値を比較することにより実効径を求めた。14個の超音波デバイスを評価した。例えば、動作中心周波数400MHzの超音波デバイスにより水の薄層（ゐ＝936μm）を介して標準試料(C-7940)の音速を測定し、トランスデューサ径の設計値（半径，0.75mm）を用いて回折を補正したところ70-290MHzにおいて5934.10±0.35m/sであった。 一方、実効値（半径，0.780mm）を用いたときは5934.15±0.03m/sと回折の効果を除去した精密値が求められた。