材料買ってきた

ハンズに行って、材料買ってきた。



長さ10cm、太さφ2.5cmのアルミ棒。ちょっと前に
思いついた妄想を、ちょこっと実験するための
材料。長さ5cmくらいのがあったらよかったのになぁ、
と思いつつ、まぁ、実験材料なのでこれでいいや、と。




帰ってきて、こいつの定常波の周波数を計算してみる。

アルミの音速は6320m/s。
アルミの長さは0.1m
アルミで発生する定常波の波長は0.2m
　（→固定端になるので、アルミの長さは半波形分）
よって、
　6320m/s ÷ 0.2m ＝ 31.6kHz

というわけで、このアルミで共振させると、その
定常波は一応超音波域にはなるものの、ちょっと
低め。

昔使ってたゲームボーイの魚探だと、水深はそんなに
いらないからか、50kHzだったかな？。深いところ
まで探る魚探は、200kHzとか400kHzとかを使うもの
もあったり、周波数を逐次切り替えて、情報量を
増やせたりできるものもあったり。

でも、まぁ実験なので、31.6kHzの1種類でもまぁ
いいでしょう。それなりに動作できそうなことが
わかったら、アルミ棒を特定の長さでカットして、
周波数調整したいところ。




で、課題は2つ。


一つ目の課題。

安い圧電素子を、ランジュバン振動子モドキに
みたいに使うには、ひとつにはボルトで締め
あげる方法もあるんだけど、ただのアルミ棒
ではボルト突っ込む穴が無いし、そもそも
片側（1本だけ）でなんとかしようと思ってる
ので、違う方法を考える。



圧電素子に近い音速と音響インピーダンスじゃ
ないと、その面で反射しちゃうので、圧電素子と
アルミ棒を一緒に共振させられないわけで、
上手いこと整合させてくっつけないといけない。

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A4%E3%83%B3%E3%83%94%E3%83%BC%E3%83%80%E3%83%B3%E3%82%B9%E6%95%B4%E5%90%88


音響インピーダンスは、以前魚探を使ってみた
時の経験則としては、一応勝算がある。

完全に整合させなくても、ある程度近づけるだけ
でも、音波の通りは結構なんとかなるはず。



具体的には、ゲームボーイ魚探って、本当は船外に
ぶら下げて、水中から音波を発して、反射波を
拾う、っていう使い方なんだけど、エンジン
まわして移動中はブラブラ邪魔なので、アルミの
ジョンボートの船内に置いたまま移動できないかと
いろいろ試してみたら、以下のように。

（１）単にセンサーを下に向け、船の底（アルミ板）に置く
　→船底とセンサーの間の空気層で反射して、感度が悪い

（２）センサーとアルミの底の間に水を挟みこむ
　→船外にぶら下げたときとあまり変わらない感度

という結果から考えると、固体（アルミ）や、水
（液体）の音響インピーダンスに比べると、空気
（気体）は数桁小さい値になるので、桁違いすぎて
境目で反射しすぎる
　→なにか適当に気体じゃないものをはさめば
と。



で、適当な素材のひとつはまさに「水」なんだけど、
すぐ乾くし、傾けると流れちゃうし…で扱いにくい。

樹脂の両面テープとかも考えたんだけど、ちょっと
高い。

というわけで、やっぱ、以前買い込んでおいた



耐震用のジェルシート。こいつを1mmくらいに薄切り
にして、うまいこと貼り付けてしまいたいと。


音速のほうは…ピエゾ素子の音速がわかんなかった
ので、水晶（クリスタル）と同じくらいと勝手に
仮定しちゃう。ここも、ある程度近ければ、なんとか
なるんじゃないかな？と。

アルミの音速は、上述のとおり。ランジュバン
振動子で使われる鋼鉄（5850m）とは少しだけ違う
けど、厳密さはとりあえず置いておこう。



ランジュバン振動子は、両側から鋼鉄で挟んでボルト
で押さえて、一体化したものという前提だけど、
オイラの今考えている「モドキ」は、ちょっと
いかさま。
振動の主体を「アルミ棒」にして、そのアルミ棒が
共鳴する周波数の振動を効率的に圧電素子から伝え
ればよいかな、と。

というわけで、
　　　圧電素子→防振ジェル→アルミ棒
って具合に貼りあわせて、その間に空気が入らなければ
大丈夫かな？みたいな。



二つ目の課題。

ドライブ回路。
最初、矩形波なんぞでドライブしたら、高調波を多く
含んでしまって、上手くないだろうなぁとか思った
んだけど、いろいろ調べてみるとそうでもないみたい。

ただ、単純に増幅回路の出力を圧電素子に入れても
空振りするだけみたいなので、等価回路を踏まえた
上で、上手いこと共振する回路でドライブして
やらないといけないみたい。

以前調べた情報。
http://www.nfuture.co.jp/powerpp/ultrasonic_circuit.pdf
これとか、
http://www.fujicera.co.jp/product/j/03/07.html
これとか。

このあたりを踏まえて、増幅後に、LやCで共振するような
ドライブ回路を計算して求めないといけないみたい。

単にLCで発振するならともかく、圧電素子が
負荷ありと無負荷では、等価回路が違ってくる
とか。面倒くさい。


結構ちゃんとした計測器使って、カットアンドトライ
で圧電素子の等価回路の定数を求めないといけない
ってことになるのかな。


適当に定数弄りながら、オシロ当てて波形眺めて…
で何とかならないかな。


でも、

http://e-camper.jp/2577

最近はスマホとかとBTで連動する魚探とか、売ってたり
するんだよな。






http://response.jp/article/2015/06/28/254394.html

わぁ。なんという悲劇。767Bが…






https://twitter.com/iteclab2013/status/606603063978123264

久々に懐かしい名前が。「つボイノリオ」という名前
を聞くと、普通の人はやっぱりキンタの大冒険を思い
出すと思うんだけど、黎明期からPCに明るかったり
するんだよな。

https://twitter.com/kaduhi/status/150108679847424001

「つボイノリオ商店」の「手書き連合」。これすっごく
欲しかったので、結局中古で買ったんだよな。
しかも当時うちにあった88用プリンタって、ブラザー
の8ドットのドットインパクトプリンタで、
16ドットでプリントするために、0.5ドット改行して
重ねて印刷、みたいなワザ、使ってたんだよな。
どんなソフト使ってやってたんだったか、忘れて
しまったな。




https://twitter.com/hashtag/%E3%82%A4%E3%83%B3%E3%82%BF%E3%83%BC%E3%83%8D%E3%83%83%E3%83%88%E8%80%81%E4%BA%BA%E4%BC%9A?src=hash

インターネット老人会。楽しい…。






以前探して見つからなかった丹那断層で有名な神社。

https://www.google.co.jp/maps/@35.127957,139.014136,3a,90y,287.4h,95.42t/data=!3m6!1e1!3m4!1sFTOrkjYqzxSvns8plyCTZw!2e0!7i13312!8i6656?hl=ja

ようやく見つかった。

すごいね。階段と鳥居の位置がずれてる。メーター
単位で。次にここが動くとき、新幹線はどうなるん
だろう？700年から1000年ごと、らしいけど。

でも大部分を地下走るリニアは、大丈夫なのかな？
丹那断層に限らず。