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超音波を集束させるために、アクリル樹脂を使って平凹レンズの音響レンズを作ろうと思っているのですが、焦点距離を算出するための式がわかりません。なんとなく光学レンズと同じではないかと思っておりましたが、屈折率が絡んでくるため、安易に音波に適用できないのではないかと思います。どなたかお分かりになる方はいらっしゃいませんでしょうか?どうかよろしくお願いします。

A 回答 (2件)

屈折率が媒質中の波の伝播速度(光速や音速)に反比例する、というのを使えば、光学レンズと同様の設計ができそうに思います。



また、音波の収束に使う場合、レンズ表面での反射を抑えることを検討する必要があるかもしれません。
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この回答へのお礼

返事が遅れまして申し訳ございません。foobarさんのおっしゃるようにしますとどうやらできそうな感じがします。参考にさせていただきます。ありがとうございました。

お礼日時:2006/06/05 15:19

googleですぐ出てきました。


http://ew3.ee.uec.ac.jp/subject/9.html
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QMRIの発熱作用について

MRIには放射線を使用するCTのように人体の影響がないと言われていますが・・・。実際にはMRIの生体作用は不確かもので発熱作用などによる皮膚のやけどなどの症例も発表されていますよね?
今、MRIの発熱作用について調べているのですが、何が原因で起こるのか分かる方教えてください!!(特にループが原因で起こるもの)また、詳しい症例、他の生体作用についてご存じの方いらっしゃいましたら教えてください!!

Aベストアンサー

発熱の原因は電子レンジと同じです。
MRIでは人体に電磁波(高周波)をパルス的に浴びせます。
電磁波は人体内に渦電流という誘導電流を発生させてしまいます。ファラデーの電磁誘導法則から来る不可避の現象です。体内に電流が流れたら、ジュール熱が発生します。なお、この電流は高周波なので感電作用はありません。
このようにして発生するジュール熱を体重1kgあたり、かつ毎秒あたり、で表現すると○○Watt/kgという単位になります。この○○Watt/kgをSAR (specific absorption rate)と言います。
通常のMRI検査ですと、全身の体重で平均した全身SARは0.4~1Watt/kgでしょう。ぽかぽか暖かくなります。
ただし、SARは全身に平均して発生しません。人体の組織は不均一なので渦電流が集中的に流れる場所が発生したりします。ここの局所SARは前記の値の10倍くらいになります。それでもまだ安全ですが、それ以上になったら、問題も発生しかねません。体内の電流集中現象は個体差もあり、しかも見えないし、大変難しい問題で、今のところ運用は控えめにするということである種のガイドラインに沿って安全運転をするしかないのです。
ガイドラインはいろんな間接的なデータを元に作られています。詳しい資料は例えば次の資料からの孫引きなどで調べたらいいでしょう。
http://wwwsoc.nii.ac.jp/jhps/j/information/nonioniz/ICNIRP.pdf
http://catedra-coitt.euitt.upm.es/web_salud_medioamb/normativas/ieee/C95.1.pdf
http://www.fda.gov/cdrh/ode/guidance/793.html

詳しい事故症例報告はおそらく無いと思います。MRIのSARで生命に関わるような重大な事故は発生していないと思います。マイナーな事故は発生している可能性はありますが、仮に事故が発生していても、SARによる事故であったかどうか証明するのは困難だし、再現試験も困難です。

ループと言えば、体はループの塊ですが、お気づきでしょうか。中央に穴のあいたドーナツ状導体だけがループではありません。誘導電流は体内の流れやすい経路に沿ってループ状に流れる。勝手にループを作ります。

他の生体作用。熱以外ということですか。MRIの高周波励起パルスの影響は熱だけと考えて良いです。でも、MRIでは高周波ではないけど、かなり急速に変動する強い磁場(傾斜磁場、勾配磁場)も使います。この磁場も誘導電流を発生します。低い周波数成分なので、熱作用は無視できますが、神経刺激作用があります。これについても運用ガイドラインが定められています。上記の資料で見てみると良いでしょう。

発熱の原因は電子レンジと同じです。
MRIでは人体に電磁波(高周波)をパルス的に浴びせます。
電磁波は人体内に渦電流という誘導電流を発生させてしまいます。ファラデーの電磁誘導法則から来る不可避の現象です。体内に電流が流れたら、ジュール熱が発生します。なお、この電流は高周波なので感電作用はありません。
このようにして発生するジュール熱を体重1kgあたり、かつ毎秒あたり、で表現すると○○Watt/kgという単位になります。この○○Watt/kgをSAR (specific absorption rate)と言います。
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QME2種を受験した方、教えてください

私は現在看護学校に通っているものなのですが、看護師or看護学生で独学でME2種の資格とった人、またCEさんなど資格取得者の方にお聞きしたいのですが私も現在資格取得の為に勉強を始めました。理由としては一応20代後半だし、手術部とかで働きたいと思ってるんで、とっておいたほうが就職とかに有利かなって思ってるんですけど、過去問や教本買って読んでますが、ビタ一理解できません。(特に工学系)
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まずは過去問題。市販されています。小論文は文字数が埋まれば大丈夫です。(そのように先生から聞いたことがあります。実際そのようです)

9月の試験がんばってみてください。合格ラインは60%。・・・私見ですが看護士さんなら希望すれば配属できるような気もします。看護士の勉強に差し支えない程度でいいとも思います。

看護学校の方は周りに試験について詳しい方はあまりいないと思いますが、がんばって取得して就職に生かしてほしいと思います。

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毎年形を変えて似たような問題が出ていますし、それをとりこぼすと60%以上正解するのは大変です。

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Q圧電素子の駆動方法が分からなくて困っています

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Q超音波 音響特性インピーダンスの問題です

インピーダンスの異なる3層がある。図のようにパルス波がこの媒質中を伝播すると、境界1と2で反射された2つの反射波が戻る。中央の厚さdを小さくすると、2つの反射波は干渉し振幅がdに依存し変化する。
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3つの領域を左からA1、A2、A3とします。領域A1内を左側に進む反射波は境界1からの反射波R1と境界2からの反射波R2の(位相を考慮したうえでの)重ね合わせ(和)です。2つの反射波R1、R2が干渉し振幅が最も小さくなる条件はR1とR2の極性が反転すること、すなわち

R1とR2の位相差 = 180°+ n・360°(nは任意の整数)----------- (1)

となることです。領域A2での音波の位相は波長λの進行で360°変化するので往復距離2dでの位相変化は(2d/λ)・360°となります。またZ1<Z2>Z3 の関係から境界2の反射では極性が反転しますがこれは位相が180°変化することに相当します。これより

R1とR2の位相差 = (2d/λ)・360°+ 180°---------------------- (2)

となります。(1)、(2)より

2d/λ = n

d = n・λ/2 ------------------------------------------------- (3)

となります。n は任意の整数なので n = 1 とすれば

d =λ/2 ----------------------------------------------------- (4)

が得られます。

3つの領域を左からA1、A2、A3とします。領域A1内を左側に進む反射波は境界1からの反射波R1と境界2からの反射波R2の(位相を考慮したうえでの)重ね合わせ(和)です。2つの反射波R1、R2が干渉し振幅が最も小さくなる条件はR1とR2の極性が反転すること、すなわち

R1とR2の位相差 = 180°+ n・360°(nは任意の整数)----------- (1)

となることです。領域A2での音波の位相は波長λの進行で360°変化するので往復距離2dでの位相変化は(2d/λ)・360°となります。またZ1<Z2>Z3 の関係から境界2の反射では極性が反...続きを読む

Q自作スピーカーのバッフル板

(1)バッフル板のスピーカー・ユニット周辺の強度を増すために、ユニットより少し大きい程度の小バッフル板を追加し、ユニット周辺だけ板が二重になるようにしようかと考えています。強度が増すメリットがある一方、ユニット前面から出た音は小バッフル板の階段状の部分を回折、反射しつつ進むことになり、その点ではディメリットもあるか、と危惧しています。このプラス・マイナスをどのように評価されますか。

(2)バッフル板での音の反射を最小限に留め、音像を小さく絞り込むために、ユニット周辺にフェルト布を貼付しようかと考えています(市販スピーカーにも、ユニット周辺に皮を貼ったり、高密度スポンジを貼ったりしているものがありますよね)。 その効果についてどのように評価されるでしょうか。

Aベストアンサー

tnbtty様こんにちは。

当方下手の横好き、熱烈な自作スピーカーマニアであります(礼)。お尋ねの件、こちら同様の試行を過去に様々チャレンジ致しましたので、僭越ながらその際における個人的印象を送らせて頂きたく存じます。

(1)サブバッフル使用時において

当方過去に試行の類似のケースにおいては、平面バッフルの全体サイズは1820×910(板厚12mm×二枚重ねの24mm)、サブバッフル寸法は300×300(板厚18mm)、使用ユニットは16~20cmの各フルレンジであります。

tnbtty様、こちらにつきましては、当方の聴感上の判断においては、正直さほどの変化は感じられませんでした。メインのバッフルとサブバッフルには18mmの段差がある状態ですが、こちら周縁を約45度の角度で面取りしたサブバッフルにおいても、特に格段のメリットがあるようには思えませんでした。

これと似たケースと致しまして、バッフル面へのユニットフレーム埋め込み加工(ザグリ)の有無、これが自作スピーカーにおいてはひとつ選択の難しいところではありますが、当方自身はこれら両方比較の結果、その効果は相当に微妙と感じられる次第であります(以前はトリマーでザグリを行っておりましたけれど、最近はそのままフレーム段差がある状態での取付としております)。

tnbtty様のお話しにありますプラスマイナスの天秤を考えますと、回折に関するデメリットよりは、むしろ部分的二枚重ね強化による利点の方が、遥かにそのウエイトが大きいものと推察致します。

またtnbtty様も既にご存じのことと思われますが、一定サイズの平面バッフルにおいては、全体の板厚アップや不規則配置の補強桟適宜追加、そして表面への塗装施工等々が、聴感上の印象をより大きく変化させる手段と思われます。これらの対応おおむねは、間違いなく全般的な質感向上に繋がるものと愚考致します。

 (2)ユニット周辺にフェルト等の使用

tnbtty様、こちらに関しましては、当方も多々メリット大、明らかに効果的と考えております。

キャビネット構造材の鳴きというより、むしろユニットからの様々な反射音、これを実に上手く処理してくれる形と思われます。

単品のユニットにおきましても、例えばドームトゥイーター等においては、ドームの周辺に薄手のウレタンスポンジ等の貼り付けがよく見られます。試しにこれらを除去してみますと、音の質は幾分ピーキーな、濁りを感じる印象であります。

平面バッフルを含む各キャビネット、塗装という物質的に厚みの薄い施工においても全体の音の変化は相当なものですから、まずもってフェルトや皮やスポンジ等々、それなりの反射減衰効果は確実に存在するものと思います。今回のケースにおきましては、サブバッフルサイズにおけるユニット周辺の対策処置、これのみでもかなりの違いが出るのではないでしょうか。

またtnbtty様、この効果を考慮した事例として、下のスピーカーがございます。

http://audio-heritage.jp/DIATONE/professional/2s-1601.html
http://audio-heritage.jp/DIATONE/professional/2s-3003.html

特に2S-3003、これは以前に当方その音を聴きまして、あまりのリアルなサウンドに思わず半日近くも唸り続けた(苦笑)システムであります。

こちら、トゥイーター周辺からウーファー上部は東レ製の人工セーム皮(エクセーヌという品物だそうです)を反射対策素材として使用。またウーファーフレーム上部にも、トゥイーターへの影響を最小限に抑えるためのゴム系素材を貼り付けてありました。

もちろん高性能のユニットや良質のキャビネット、そして設計や製作技術の高さ全てが相まって、あの高次元の音を実現しているものと思われますが、さらにトドメとしてこれらの反射対策により、確実にもうワンステップの向上を獲得している印象でありました。

tnbtty様、当方的にはまずバッフル全体の塗装がおススメでありますが(施工済みでしたらご容赦のほどを)、しかしながらユニット周辺への反射対策、こちらの方も確実に効果アリと、自信を持って言上仕る次第であります。

以上、乱雑な長文にて誠に失礼致しました(礼)。tnbtty様、これらぜひぜひお試しのほど、当方こころよりお願い申し上げる次第であります。それでは!!

tnbtty様こんにちは。

当方下手の横好き、熱烈な自作スピーカーマニアであります(礼)。お尋ねの件、こちら同様の試行を過去に様々チャレンジ致しましたので、僭越ながらその際における個人的印象を送らせて頂きたく存じます。

(1)サブバッフル使用時において

当方過去に試行の類似のケースにおいては、平面バッフルの全体サイズは1820×910(板厚12mm×二枚重ねの24mm)、サブバッフル寸法は300×300(板厚18mm)、使用ユニットは16~20cmの各フルレンジであります。

tnbtty様、こちらにつきましては、当方の...続きを読む


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