Ultrasonic 超音波とは

魚群探知機では15～200kHzの周波数の超音波が、超音波厚さ計および超音波探傷器では1～10MHz、超音波ボルト軸力計では5～10MHzの超音波が一般的に使用されています。また、成人腹部のエコー検査では3～5MHz、胎児のエコー検査では2.5～7.5MHzの超音波が使用されています。

超音波の非破壊検査への適用は非常に古く1930年頃から行われています。技術的に確立した信頼できる検査手法であり、かつ人体に安全なため、非破壊検査の中心的な検査手法として活用されています。

次に、超音波の伝わる速度（音速）は、物質により異なります。
例えば同じ金属でも、鋼の音速は約5,920m/sですが、アルミニウムの音速は約6,380m/s、ステンレスの音速は5,660m/sと、材質により音速は異なります。また同じ鋼でも、鋼種が異なると音速は異なります。鋼種の違いによる音速の差は比較的小さく2%程度ですが、アルミニウムや鋳鉄、ステンレスでは差が大きく種類が違うと20%以上も音速が異なる場合もあります。

超音波厚さ測定・探傷試験では、正確な検査のために、正しい音速を把握することが大切です。測定物と同じ材質・材種の試験片を用意し、音速の校正を行うことが重要です。

超音波の波の種類には、縦波や横波、表面波、板波などがあります。超音波厚さ測定では縦波が、超音波探傷試験では主に縦波と横波が使用されています。

縦波とは、粒子の振動が波の進行方向と同じ縦方向に起こる波のことで、最も伝達（音速）が速い波です。
横波とは、粒子の振動が波の進行方向と直角の横方向に起こる波のことです。縦波よりも伝達が遅く、約半分の伝達速度（音速）となります。固体の中だけに伝搬し、液体や気体の中は伝わりません。斜角探傷試験で主に使用されます。
下表は、主要な材料の縦波と横波の音速です。