超音波インピーダンスアナライザー
当社を選ぶ理由
豊富な経験
2018年に設立。杭州FUNSONIC超音波技術有限公司の子会社です。高出力超音波の分野で20年以上の実務経験を持つ数名のエンジニアで構成されています。
幅広い用途
超音波の応用分野は非常に広範囲にわたり、それぞれの応用分野において周波数や出力も異なります。
信頼できる製品品質
当社の製品は強力な中核競争力を有しています。当社は常に使命を忘れず、品質を優先し、革新に果敢に取り組んでいます。当社の製品は複数の国内特許を取得しています。
優れた顧客サービス
当社では、超音波アプリケーション ソリューションで最高の体験を提供するために、専門的なコンサルティング、アフター サポート、保証範囲などの高品質なサービスを提供しています。
超音波インピーダンスアナライザーとは何ですか?
超音波インピーダンス アナライザは、超音波周波数範囲で材料または構造のインピーダンス特性を測定および分析するために使用される特殊な機器です。材料科学、非破壊検査、音響、超音波デバイスの特性評価など、さまざまな分野で一般的に使用されています。アナライザは、テスト対象の材料または構造に超音波信号を適用し、結果として生じる電気インピーダンス パラメータを測定して、その特性に関する貴重な情報を抽出します。
超音波インピーダンスアナライザーの利点
非破壊検査
超音波インピーダンス アナライザーを使用すると、材料の非破壊検査が可能になり、材料に損傷を与えたり、材料の完全性を変えたりすることなく、材料の特性を評価できます。
高感度
超音波インピーダンス アナライザは、材料特性の変化に非常に敏感です。インピーダンス パラメータの微妙な変化を検出できるため、材料の欠陥、傷、構造異常の特定に効果的です。
広い周波数範囲
超音波インピーダンス アナライザは、幅広い周波数範囲で動作し、材料特性の包括的な分析を提供します。これにより、幅広い周波数スペクトルにわたって材料の音響挙動と特性を詳細に調査できます。
定量的測定
アナライザーは、インピーダンスの大きさや位相角などのインピーダンス パラメータを定量的に測定します。これにより、音響特性に基づいて材料を正確に評価および比較できます。
リアルタイム監視
超音波インピーダンス アナライザは、材料特性のリアルタイム監視に使用できます。継続的な測定と分析により、時間の経過に伴う材料の変化や劣化を検出し、タイムリーなメンテナンスや介入が可能になります。
汎用性
超音波インピーダンス アナライザは、さまざまな分野や材料に幅広く適用できます。金属、複合材料、ポリマー、セラミック、液体など、さまざまな材料を測定できます。この汎用性により、さまざまな研究、産業、非破壊検査の用途に適しています。
迅速検査
超音波インピーダンス アナライザは、高速かつ効率的なテスト機能を提供します。測定を迅速に実行できるため、研究、製造、品質管理の環境で高いスループットとテスト時間の短縮が実現します。
コスト効率が高い
超音波インピーダンス アナライザは、他のテスト方法に比べて比較的低コストで、材料特性に関する貴重な情報を提供します。材料特性評価、品質管理、欠陥検出のためのコスト効率の高いソリューションを提供します。
ベンチトップ：これらは最も一般的なタイプのインピーダンス アナライザーであり、最高レベルのパフォーマンスと精度を提供します。通常は実験室環境で使用されます。
ポータブル：ポータブル インピーダンス アナライザは、現場での使用を目的として設計されています。ベンチトップ モデルと同じレベルの精度は得られないかもしれませんが、現場でのテストやトラブルシューティングには便利です。
モジュラー：モジュラー インピーダンス アナライザーはカスタマイズと拡張性を実現します。個別のモジュールで構成されており、特定のニーズに合わせてさまざまな構成で組み合わせることができます。
超音波インピーダンスアナライザの応用
超音波トランスデューサー
アドミタンス円は寄生円を出現させることができず、共振周波数は設計周波数に可能な限り近く、動的インピーダンスは低く、品質係数 Qm は設計要件に近く、静電容量は回路と一致している必要があります。
圧電セラミックシート
アドミタンス円図と対数座標から、デバイスの長所と短所を直接判断できます。セラミックシートの内部に剥離があったり、亀裂が生じたりすると、対数曲線に複数のピークが現れます。アドミタンスチャートに複数の寄生小円が表示されます。
超音波ホーンと金型
設計、加工、組み立てが適切か欠陥があるかは、アドミタンスチャートから直接確認できます。
超音波溶接機
生産・加工中は、アドミタンスサークルの結果から溶接機の状態を分析し、パラメータとグラフィカルな分析を通じて溶接機の問題を見つけます。
超音波洗浄機
製造加工時に、振動子の選択は、振動性能が可能な限り一貫していること（帯域幅、品質係数、共振周波数、動的インピーダンス）を必要とします。アドミタンス図では、共振点の近くに寄生円ができるだけ少ないか、寄生円がまったくありません。アドミタンス図を通じて、トランスデューサの製造、入荷検査、接合されたトランスデューサ、および洗浄機のインピーダンス分析と測定を行うことができます。洗浄機の全機測定では、機械の共振周波数の静電容量を電源に合わせて校正し、その新しい共振点、注水後のインピーダンス、機械全体の静電容量と振動モードを分析できます。
超音波インピーダンスアナライザの主要コンポーネント
発生器
ジェネレータは、超音波トランスデューサを駆動する電気信号を生成します。 インピーダンス測定に必要な周波数スペクトルをカバーするために、広範囲の周波数を持つ高周波信号を生成します。
トランスデューサー
トランスデューサーは、発電機からの電気エネルギーを機械的な振動または超音波に変換する重要なコンポーネントです。トランスデューサーは通常、電気信号に応じて急速に膨張および収縮し、材料と相互作用する超音波を生成する圧電素子で構成されています。
受信機
受信機は、トランスデューサーが物質との相互作用の結果として生成した電気信号を検出して増幅します。受信された信号は、さらに分析するために測定可能な形式に変換されます。
インピーダンス測定回路
インピーダンス測定回路は、テスト対象の材料の電気インピーダンスを測定する役割を果たします。通常、受信信号を処理してインピーダンスの大きさや位相角などのインピーダンス パラメータを抽出するためのフィルタ、アンプ、アナログ/デジタル コンバータ (ADC) が含まれます。
コントロールユニット
制御ユニットはインピーダンス アナライザの動作を管理します。制御ユニットにはマイクロコントローラまたはコンピュータ インターフェイスが含まれており、ユーザーはこれを使用して測定パラメータを設定し、周波数範囲を制御し、測定を開始できます。また、制御ユニットは、データ ストレージ、分析ソフトウェア、およびユーザー インターフェイス オプションも提供します。
画面
ディスプレイには、測定されたインピーダンス パラメータが視覚的に出力されます。これにより、ユーザーは測定値をリアルタイムで監視し、インピーダンス スペクトルやその他の関連情報を観察できます。
信号調整コンポーネント
フィルタやアンプなどの信号調整コンポーネントは、受信信号の品質を高め、正確なインピーダンス測定を保証するために使用されます。これらは、ノイズの低減、信号対雑音比の向上、信号の完全性の維持に役立ちます。
キャリブレーションコンポーネント
校正コンポーネントは、インピーダンス アナライザを校正し、正確な測定のための基準を確立するために使用されます。校正コンポーネントには、既知のインピーダンス値や基準物質などの校正標準や、測定精度を保証する校正手順が含まれる場合があります。
超音波インピーダンスアナライザーはどのように測定されますか?
ブリッジ方式
この方法では、ブリッジ回路を使用して未知の抵抗を計算します。ガルバノメータを使用してバランス調整を行う必要があります。この技術は高い精度（約 0.1%）を実現しますが、高速測定には適していません。
IV法
この方法は、電流検出抵抗器と未知の超音波インピーダンス アナライザー間の電圧を測定することにより、超音波インピーダンス アナライザーを計算します。接地されたサンプルの測定にも使用できます。超音波インピーダンス アナライザーが上昇するにつれて、この手法は電圧計の影響を受けやすくなります。
RF IV法
この方法は、IV法と同じ基本的な測定原理を使用しており、高周波同軸ケーブルと高周波同軸コネクタの特性超音波インピーダンスアナライザに適合した回路を使用することで、高周波超音波インピーダンスアナライザ測定を可能にします。この技術は、テストヘッドのトランスによって測定周波数帯域が制限されるため、広帯域測定に使用することは困難です。
自動バランスブリッジ方式
この方法は、ブリッジ法と同じ基本的な測定原理を使用します。広い周波数帯域 (1 mHz ～ 100 MHz) をカバーします。ただし、その範囲は高周波には及びません。多くの LCR メーターはこの技術を使用しています。
超音波インピーダンスアナライザの基礎知識
基本的に、インピーダンスは複雑ではありません。インピーダンスという用語がどのような文脈で使用されているかは問題ではありません。なぜなら、すべての場合において、インピーダンスは電圧と電流の関係という意味でまったく同じだからです。インピーダンスは周波数依存性がある点で抵抗と異なりますが、抵抗はすべての周波数で一定です。信号がインダクタのインピーダンスに対して純粋な正弦波である場合、正弦波信号周波数でのインピーダンスを知る必要があります。信号インピーダンスがデジタルである場合、DC から信号の最高周波数までのインピーダンスを知る必要があります。
基本的な電気反応要素は、静電容量とインダクタンスです。コンデンサとインダクタという用語は実際の物理コンポーネントに関連し、ここでは理想的な現象のみを考慮しているため使用しません。これら 2 つの理想的な「コンポーネント」には、周波数に依存するインピーダンスがあります。つまり、一定の電圧では、インダクタのインピーダンスが周波数によって変化するため、コンポーネントを流れる電流は周波数によって変化します。
実際には、現実のインピーダンスはすべて、直列または並列接続されたインダクタンスと静電容量のさまざまな組み合わせの結果です。静電容量とインダクタンスが直列の場合、インピーダンスは低周波数と高周波数で高く、最小点はこれらの間のどこかにあります。並列接続の場合、インピーダンスは低周波数と高周波数の両方で低くなりますが、中間で高くなります。LC 回路では、インピーダンスの減少はシステム静電容量によって発生し、インピーダンスの増加はシステムインダクタンスによって発生します。
各コンポーネントには、静電容量、インダクタンス、抵抗があります。各電気コンポーネントの等価回路は、並列および直列接続されたインダクタンスと静電容量によってモデル化できます。多くの場合、回路には、コンデンサの ESR などによる抵抗要素も含まれます。図 5 は、SMD 抵抗器の等価回路の例です。
PCB 上のトレースを設計するときは常に、インダクタンスと静電容量を設計します。トレースには常に、電流ループによるインダクタンスと、トレースとその基準面の物理的な分離による静電容量があります。ここでも、トレースの寸法と基準面に対する形状によって静電容量とインダクタンスが決まり、トレースのインピーダンスが決まることに注意してください。
★機器専用の電源を左後部の5芯航空プラグに接続し、機器の左側のスイッチをオンにします。システムが起動したら、「中国語」または「英語」を入力して、対応する操作インターフェースに入ります。
★両端のテスト治具を中央の2つのBNCテスト端に接続してください（セラミック専用治具の場合は、4つのBNCテスト端すべてに直接簡単に接続できます）。
★「開始」周波数と「終了」周波数を、それぞれ「KHz」単位で設定します。タッチスクリーンなので、入力位置を押すと入力キーボードがポップアップします。
★検出精度を設定します。必要なテストポイントの数に応じて、高速、標準、中、高、より高い、最高の合計6つのレベルがあります。デバイスのQmが低い場合は、より高いレベルを選択します。デバイスのQmが高い場合は、後のギアを選択します。ギアが低いほど、測定ポイントが少なくなり、時間が短くなります。ギアが高いほど、測定ポイントが多くなり、時間が長くなります。ギアを選択するときは、アドミタンスサークルがほぼ円形であることを確認するだけでよいため、測定時間を節約できます。最も低いFast測定ポイントは約200ポイント、最も高いHighest測定ポイントは約2000ポイントです。たとえば、一般に、リバースレーダーの場合は最初のギアFastを選択すれば十分ですが、超音波溶接の場合は、最高ギアHighestを選択する必要があります。「開始」を押して測定を開始すると、測定中に進行状況バーに測定の進行状況が表示されます。測定した「アドミタンスサークル曲線」が完全な円を形成できない場合は、測定前に「精度設定」を1レベル上げてください。 画面の左側に完全なアドミタンス チャートが表示され、右側に 1 つの谷と 1 つの山が表示されていれば、正しいテストです。機器の唯一の物理ボタンは、計器パネルの背面にある「開始」機能です。
★機器の右後ろにある3芯航空プラグは外部スタートスイッチに接続できます。
★「設定」をクリックすると、機器のテスト速度選択インターフェイスに入ります。ここでは、5ms/ドット、10ms/ドット、20ms/ドットの3つのレベルから選択できます。5ms/ドットを選択した場合、最高テストの継続時間は約10秒です。
●インピーダンス測定は高精度で、0.1Hzまで正確です。
●アドミタンス円と対数により欠陥を簡単に判別できます
●試験結果に基づいて振動点と半力点を区別する
●テストデータはコンピュータに保存、印刷、データソースへの追跡が可能
●自動フィルタリングと統計、パラメータフィルタリングの設定が可能
●自動化操作効率が高く、操作が簡単で、手動エラーがない
●シンプルで使いやすく、インジケータやグラフィック、正確なパラメータなどを組み合わせ、アドミタンス円図や導電率図を通して判断すると、より直感的になります。
超音波インピーダンスアナライザーの測定原理は何ですか?
インピーダンス測定の原理は、位相感度検出により周波数スイープテスト中にデバイスの電流と電圧を測定することです。インピーダンス アナライザの主なパラメータは、周波数範囲、インピーダンス範囲、インピーダンス振幅の精度、および位相精度です。インピーダンス アナライザは、サンプルのインピーダンスを測定するために使用される機器です。
インピーダンスアナライザーには、AC モードと DC モードの 2 つのモードがあります。AC モードでは、機器は高周波電界を印加し、サンプルと標準サンプルの電圧と電流を測定して、サンプルのインピーダンス値を取得します。DC モードでは、機器は DC 電界を印加し、電流と電圧の変化を測定して、サンプルの誘電率、抵抗率などのさまざまな物理的パラメータを測定します。この機器は、製造プロセスにおける電子部品の品質テスト、写真フィルムの電気的性能測定、省エネ製品の品質管理、塗料のコーティングなどで重要な役割を果たします。
測定対象コンポーネントの寄生成分
抵抗とリアクタンスの設計値に加えて、コンポーネントには測定値の変動を引き起こす寄生成分があります。コンポーネントに接続されたリード線の長さやそれらの間の距離の違いによっても測定値が変動する可能性があります。
測定環境
超音波インピーダンスアナライザの測定結果は、抵抗器だけでなくコンデンサやインダクタの温度、プローブの容量や浮遊容量など、さまざまな条件の影響を受けます。この特性により、測定環境を一定に保つことや、1回の測定で値を求めるのではなく、複数の測定結果を平均化するなどの手順が必要になります。
DCバイアス
DCバイアスとは、計測機器や回路に発生する微小な電圧のことです。例えば、プローブとワイヤが異なる材質で作られている場合に発生し、その結果生じる熱起電力によってDCバイアスが発生します。
当社の認定
私たちの工場
2018年に設立。杭州FUNSONIC超音波技術有限公司の子会社です。高出力超音波の分野で20年以上の実務経験を持つ数人のエンジニアで構成されています。FUNSONICは、超音波スプレーコーティング機、超音波ノズルスプレー成形機、超音波溶接装置、超音波切断装置、超音波液体処理装置、さまざまな種類の超音波コアコンポーネントなどの超音波装置の開発と製造に重点を置いています。また、お客様のニーズに応じてカスタマイズされたサービスも提供します。
超音波インピーダンスアナライザーの究極の FAQ ガイド
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