| 講演名 | 2020-05-18 集束空中超音波を用いた餅の非接触粘弾性計測 青木 亮(東工大), 田原 麻梨江(東工大), |
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| 抄録(和) | 現在， 餅の製造工程おいて，室内温度でのみ管理を行っているが, 高精度管理のため，非接触で餅の硬さを測定して状態を評価する技術の需要がある. 一方，接触式で餅の粘弾性を測定した研究はあるものの，非接触で粘弾性を測定した報告はない．そこで，本研究では,空中超音波，レーザドップラ振動計 (LDV)，ペルチエ素子，を用いて，非接触かつ温度制御が可能な粘弾性計測システムを構築し，餅の温度に対する粘弾性特性の変化の検出可能性について基礎検討を行った. まず, ペルチェ素子を用いて餅の温度を0〜70℃の範囲内で制御可能なシステムを構築した. 次に, 温度を変化させながら，空中超音波を餅に集束して餅表面に〜数100 nmの振動を励起し, LDVで餅表面の振動速度を計測した. 振動速度波形の積分演算によって,振幅が50〜300 nmの変位波形を得た. また, 変位波形をVoigtモデルから導出した理論式にフィッティングし，ヤング率と粘性率を算出した．結果，0〜70℃の範囲内でヤング率は35〜135 MPaおよび粘性率は5〜20 kPa・sと変化し，また，温度が下がるほどこれらの粘弾性パラメータが大きくなることを確認した. 以上の結果から, 提案システムを用いた餅の非接触粘弾性計測への応用可能性を示した. |
| 抄録(英) | In the rice cake manufacturing process, race cake is only managed by the room temperature. For high precision management, non-contact measurement of elastic properties of race cake is in demand. So far, there research about contact measurement method of elastic properties of rice cake. However, there is no reports about non-contact method. Therefore, in this report, we established non-contact and temperature controllable measurement system of viscoelastic properties of rice cake by using airborne ultrasound, Laser Doppler vibrometer (LDV), and Peltier device. Detectability of viscoelastic characteristic changes with temperature were investigated as a fundamental study. Firstly, we developed temperature controllable system by using Peltier device within the temperature range of 0~70°C. Next, vibrations (~100 nm) ware produced by focused airborne ultrasound while changing the temperature and vibration velocities were measured by LDV. Amplitudes of displacements obtained from integral calculation were 50~300 nm. Then, Young’s moduli and viscosities were estimated by curve fitting to theoretical equation derived from Voigt model. The results showed that the Young’s moduli and viscosities were changed in the range of 35~135 MPa and 5~20 kPa・s for the temperature changes in the range of 0~70°C, and elastic characteristics increased as temperature decreased. From the results, we confirm the possibility of application to non-contact viscoelasticity measurement of rice cake using the proposed system. |
| キーワード(和) | 餅 / 非接触計測 / 粘弾性 / 空中超音波 / 音響放射圧 |
| キーワード(英) | Rice cake / Non-contact measurement / Viscoelasticity / Airborne ultrasound / Acoustic radiation force |
| 資料番号 | US2020-9 |
| 発行日 | 2020-05-11 (US) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | US |
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| 開催期間 | 2020/5/18(から1日開催) |
| 開催地（和） | 機械振興会館 |
| 開催地（英） | |
| テーマ（和） | 一般 |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | 近藤 淳(静岡大) |
| 委員長氏名（英） | Jun Kondo(Shizuoka Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | 竹内 真一(桐蔭横浜大) / 三浦 光(日大) |
| 副委員長氏名（英） | Shinichi Takeuchi(Toin Univ. of Yokohama) / Hikaru Miura(Nihon Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 土屋 健伸(神奈川大) / 小山 大介(同志社大) |
| 幹事氏名（英） | Takenobu Tsuchiya(Kanagawa Univ.) / Daisuke Koyama(Doshisha Univ.) |
| 幹事補佐氏名（和） | 荒川 元孝(東北大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Mototaka Arakawa(Tohoku Univ.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Ultrasonics |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 集束空中超音波を用いた餅の非接触粘弾性計測 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Non-contact measurement of viscoelasticity of rice cake by using focused airborne ultrasound |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 餅 / Rice cake |
| キーワード(2)（和/英） | 非接触計測 / Non-contact measurement |
| キーワード(3)（和/英） | 粘弾性 / Viscoelasticity |
| キーワード(4)（和/英） | 空中超音波 / Airborne ultrasound |
| キーワード(5)（和/英） | 音響放射圧 / Acoustic radiation force |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 青木 亮 / Ryo Aoki |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 東京工業大学(略称：東工大) Tokyo Institute of Technology(略称：Tokyo Tech) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 田原 麻梨江 / Marie Tabaru |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 東京工業大学(略称：東工大) Tokyo Institute of Technology(略称：Tokyo Tech) |
| 発表年月日 | 2020-05-18 |
| 資料番号 | US2020-9 |
| 巻番号（vol） | vol.120 |
| 号番号（no） | US-27 |
| ページ範囲 | pp.7-11(US), |
| ページ数 | 5 |
| 発行日 | 2020-05-11 (US) |