ピエゾアクチュエータ利用例_応力発光強度測定装置

2020年10月28日

当社ピエゾアクチュエータをご利用いただいた例のご紹介です。

宮崎大学 工学部 電子物理工学科 様
用途:応力発光強度測定装置

応力発光体という、刺激により発光する物質の強度測定装置に当社のピエゾアクチュエータをご利用頂きました。


応力発光体とは:

発光材料は、電子状態が紫外線、電子線、X線、電界などにより励起されたとき、何らかの刺激によりそのエネルギーを光として放出する性質を持つ物質です。応力発光体は外部からの機械刺激により発光する発光材料の1つです。機械刺激の種類としては摩擦、衝撃、圧縮、引っ張り、ねじりなどがあります。

応力発光体の発光の強度は加えた ひずみエネルギーと直線的な相関を示すことが分かっています。すなわち、力を加えたとき ひずみやすいところほど強く光るのです。逆にその発光強度から応力やひずみについてのデジタル情報を得ることができますので、例えば、応力発光体の塗料を金属の疲労き裂先端部に塗布して ひずみ分布を計測できます。強く光る場所のひずみレベルと、材料強度特性値を比較することで、そのき裂が進展するのか否かを判別することができます。

このような性質は様々な検査に応用できると期待されています。橋やトンネルなどの社会インフラの健全性を調べたり、化学プラントなどの産業インフラの検査、部品、部材の設計や試験など、展開可能な分野は多岐に渡ります。

応力発光技術コンソーシアムHPより引用)


上記の通り、応力発光体は、構造物などに塗布することで目視では確認できない疲労や亀裂発生などを可視化できる、非常に優れた物質のようです。「力」を「光」で可視化できるなんて、とても面白い技術です。

今回ご紹介する宮崎大学 工学部 電子物理工学科様では、この応力発光体の実用化に向け、「さらに強い応力発光強度が必要」なため、応力発光体にさまざまな不純物を導入することにより、それらが応力発光の強度に与える影響の評価を行ったとのことです。

詳細は、宮崎大学 工学部様のHPをご参照ください。



こちらの応力発光の強度測定用の装置に、弊社のピエゾアクチュエータ MPA-UA6 をご利用頂きました。


【応力発光測定装置 概略図】 宮崎大学 電子材料研究室HPより引用
【応力発光強度測定装置】引用:宮崎大学 工学部 電子物理工学科より

ファンクションジェネレータに接続したピエゾアクチュエータ(メステック製:MPA-UA6)の先に、針を取り付け、固定した膜状サンプルに力学的刺激を加えて、応力発光を測定。応力発光測定ではピエゾアクチュエータの発信周波数を約1.8 Hzとし、受光器であるカメラの露光時間を8秒で応力発光を測定した。
受光器にはデジタルカメラを用い、撮影した画像は画像処理ソフトでRGB分解してG成分のみを取り出し発光強度を求めた。
(宮崎大学学術情報リポジトリ「ユーロピウムを添加した蛍光体の光励起および応力による発光特性の評価」より引用)


このような、社会インフラの点検・健全性チェックなどに有効な応力発光という物質の強度測定装置に、
弊社ピエゾアクチュエータをご利用頂けたことを非常にうれしく思います。

ナノオーダーの微細な動きを行うピエゾアクチュエータという製品が、
このような測定に利用頂けることにより、最終的に社会のお役に立てていると思わせてもらえたお話でした。

このページの先頭へ戻る