大江 一太, 松丸 海太, 黒須 達也, 内藤 みわ, 本川 勝史, 酒井 亮一

Ichita OE, Umita MATSUMARU, Tatsuya KUROSU, Miwa NAITO, Katsufumi MOTOKAWA, Ryoichi SAKAI

株式会社日立製作所ヘルスケアビジネスユニット

Healthcare Business Unit, Hitachi,Ltd.

キーワード :

【背景】
ハイドロホンは，高分子圧電素子やピエゾセラミック結晶をセンサーとする超音波出力測定用の水中マイクで，超音波振動子から放射された超音波の音圧や音場分布を測定するのに用いられ，測定法などが標準化されている．しかし，実際の測定においては，測定機の精度，実験系のアライメント，測定環境（水温，水質など）による影響があり，それらを十分考慮して実験系を構築する必要がある．今回，IEC/TR 62781［1］に記載されている水の状態のなかで，脱気による影響と，イオン除去による影響についての評価を行った．
【目的】
ハイドロホン法による超音波の強度・音圧測定において，水質に起因する誤差要因を分析し，測定精度との関係を調査する．
【方法】
超音波振動子を固定した状態で，メンブレン型ハイドロホン（ONDA社製 HMB-0500）を，非線形伝搬の影響が小さい深さ（伝搬距離：8mm）に設置し，水道水を煮沸した脱気水と純水（イオン交換フィルターを用いて作製）の混合比を変更させて，ハイドロホン受信信号の変化を測定する．さらに，煮沸脱気を実施しない場合でも同一の測定を行う．
【結果】
純水の混合比率を下げると，徐々にハイドロホン受信信号のVppが下がる現象がみられた（最大35％低下）．この現象は，脱気/非脱気に関わらず発生した．
今回の測定結果を，脱気した純水を使用した場合のVppで規格化したものを，Fig.1に示す．
【考察】
ハイドロホン法による超音波出力測定において，使用する水のイオン除去率が測定結果に大きな影響を与えていることが分かった．今回の結果から，イオン化物質が音圧へ与える影響は無視できない要素であり，定期的に水質を評価し，水の状態を一定に保つ必要があると考える．
【参考文献】
［1］IEC/TR 62781 Ed.1 ,2012: Ultrasonics – Conditioning of water for ultrasonic measurements
［2］IEC 62127-1 Ed.1 Amd.1 ,2013: Ultrasonics – Hydrophones – Part 1: Measurement and characterization of medical ultrasonic fields up to
40 MHz