◆ 回 転 移 相 式 渦 流 探 傷 に 関 す る 説 明
回 転 移 相 式 渦 流 探 傷
渦流試験の原理
#descriptionEVE Audio SC203:MUSICLAND KEY 京都店 - 7dba4
回転移相の原理

回 転 移 相 の 効 果
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2020-01-08

EVE Audio SC203●パッシブラジエターによるサイズを超える低域バランス、アナログ/デジタル入力に対応する、小型デスクトップ・モニターの新機軸

コンパクトなサイズでも、迫力のあるサウンドが欲しい。そんな要望に応えるのが、相反する要素、コンパクトさとパワーの両方を最新技術で実現したこのSC203です。これほど小さな筐体に高品質なコンポーネントを収め、ベストなパフォーマンスと高解像度を実現することは、EVE Audioのエンジニアにとっても大きなチャレンジでした。

SC203は、そのコンパクトなサイズゆえ、設置場所が限られているクリエイターのデスクトップ・モニターとしても、音質にこだわるホーム】ゲームユーザーにも最適なモデルです。

このスピーカーにはFlexiPadというくさび型のオレンジ色のラバーパットが付属しており、0°、7,5°、15°で正確に角度を付けて、場所に応じて最適な角度で設置することができます。

オプションのアクセサリーとして、SC203専用のマウント・アダプターが用意されているので、3/8インチ径のマイクスタンドとスピーカースタンドに簡単に取り付けて設置することができます。また、壁面取り付け用のウォール・マウント・アダプターを使用すれば、さらにスペースを節約することができます。

◎ 3インチ・ウーファー

この小型のデスクトップ・スピーカーのウーファーは、低域を正確に再生するため、駆動範囲の大きい1インチのボイスコイルを装備した3インチ径のものが採用されています。この16mm長のボイスコイルが前後に駆動し、この小さなウーファー径でも±5mmという大きな可動域を実現していますが、この大きな駆動に耐えうる最適な複層構造の皮膜素材が必要でした。テストを重ねた結果、低いレゾナンス、安定性、リニアな振動の伝達を実現するため、コート加工された紙の素材を採用しています。

ディストーションを最小に抑えるため、シャーシのバスケットに空気の透過性の高い素材を採用するなど、ウーファー全体の構造設計が、この種の小型ウーファーに要求される、すべての必須項目を実現しています。大型のドライバー・マグネットは、パワフルなエンジンとして働き、ウーファーの限界点の近いところでも安定して駆動します。

◎マスター】スレーブ・システム

SC203のセットアップは2-wayのマスターとスレーブのシステムで構成され、各チャンネルのウーファーとツィーターはそれぞれ専用の30W PWMアンプによって駆動され、正確にドライブするよう個々にフィルターを持っています。

SC203にはアナログRCA、光デジタルとUSBの3種類の入力端子が装備されており、様々なソースの信号を入力することができます。マスター・スピーカーのサブーウーファー出力に、TS107やTS108のようなサブウーファーを追加して、パワフルな2.1システムを簡単に組むことも可能です。背面のディップ・スイッチで2.1chの「サテライト」スピーカーとして80Hz以上を再生するのか、フルレンジとしてならすのかを設定します。

◎A.M.T.ツイーター

私たちがすべてのモデルで採用しているA.M.T.ツイーターのディストーションが低く解像度が高いという特徴を、SC203のような小型のスピーカーに搭載するためには、長期間の研究期間が必要でした。その結果、A.M.T.という新しい専用のツイーターを開発するに至りました。この新しいA.M.T.は類い希な正確さと明瞭度で驚くべき高域の再生を実現しています。A.M.T.はSC204などに採用されているRS1ツイーターの半分以下の面積、400mmしかありません。ウェーブガイドを新たに組み合わせたことで、より幅広い帯域で理想的な放射パターンを実現しました。もうツイーターのスイート・スポットの狭さに悩まされることはありません。

このシステムを完結させるのが、強力なネオジム磁石です。磁力のあるフォルダーと薄型のフォルダーを組み合わせ、規定されたSPLの範囲内で非常に低いディストーション値を実現しています。EVE Audioの他の製品と同じように、コストダウンの妥協は一切ありません。ウーファーとA.M.T.ツイーターの両方に固定のスピーカー保護グリルを装備、不意の破損を防ぎます。

◎DSP

SC203は、他のEVE Audioのスピーカーと同様に、高解像度DSP回路を内蔵しています。ノブを兼ねたボタンを一押しするだけで、ユーザーの作業環境に合わせて、正確なボリュームの調整、バランス、ハイシェルフ、ローシェルフ、LEDの明るさ、入力の選択、スピーカーの設置場所にあわせたEQ設定(フラット、デスク、コンソール)が可能です。

デジタルのプロセシングを繰り返したくないと思うかもしれませんが、この点ではEVEのスピーカーは実に合理的です。Cirrus Logic製の192kHz/24bit A/Dコンバーターが、デジタル信号をDSPセクションに供給します。そしてDSPから直接デジタル信号がPWM方式のアンプに送られ、再びデジタル-アナログの変換をすることなく、入力音に忠実な再生を行います。

◎パッシブ・ラジエター

パッシブ・ラジエターの技術は、パッシブのウーファー・ユニットを、メインの駆動するドライバーとは別に追加したものです。駆動するフロント面のドライバーが発生する内部の空気圧がパッシブ・ラジエターを動かし、普通の小型のスピーカーよりも低い帯域の再生が可能になります。いわゆるプロオーディオの小型のシステムでは、コストの問題と開発の難しさから、この方式のスピーカーはほとんど見かけません。パッシブ・ラジエターの採用は他の方式よりコストが高く、正確にチューニングすることも難しいのです。

パッシブ・ラジエターのもう一つのアドバンテージは、物理的なチューブ構造の穴が無いため、バスレフ・ポートが発生する風切り音が全くしないことです。2面にパイプの開口部があるスピーカーでは避けられない、不要なパイプのレゾナンス(基音の波長の半分の倍数)が発生することもありません。

このパッシブ・ラジエターのサスペンションも私たちが独自に開発したものです。可聴範囲外の超低域でのスピーカーの逸脱を防ぎ、チューニングされた周波数の範囲に影響する動きをコントロールする役割を果たします。その結果、可聴域におけるインター・モジュレーションに起因するディストーションが減少しました。つまりこのパッシブ・ラジエターの技術のおかげで(ほかにも幾つかエンジニアリング上の秘密はありますが)SC203は自信を持って「フルレンジ」といえるスピーカーとして機能し、非常に小型ながら正確な低音の再生を実現しているのです。

■特徴

・ダイレクトで美しい、3D空間イメージを再生する、多機能なマスター】スレーブ、ステレオ・スピーカー
・サブウーファーを加えて2.1chシステムにも拡張可能
・専用設計のμA.M.T.リボン・ツイーターと3インチ・ウーファー
・背面にパッシブ・ラジエターを装備。サイズを超えた低域を62Hzまで再生
・専用設計のPWMアンプを4つのユニット毎に装備
・24bit/192kHz ADコンバーターとDSPコントロール機能
・ハイ】ロー・シェルフ・フィルターとポジション設定
・サブウーファー接続時のサテライト・フィルター
・ステレオRCAアナログ入力、光TOSLinkデジタル入力、RCAサブウーファー出力
・Mac/PCに接続して96kHzまでのデジタル信号をダイレクトに再生
・0°、7.5°、15° で設置確度を調整可能なFlexiPadを同梱
・オプションのマイクスタンド・マウント・アダプター

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図 3 図 4

図3は一般的に使用されているホイストンブリッジの渦電流式欠陥検出用ブリッジ回路です。
出力条件  平衡時(出力ゼロ)  L1:R2=L2:R1
欠陥検出出力時  |L1-L2| になります。
図4は、図3の検出部(コイル)を示したもので、貫通型の欠陥検出を示します。上記図3及び図4の様に接続することによって欠陥出力が可能です。
検出される出力は、交流電源(AC)を使用しているため電流変化と位相変化が現れます。又、検出部にコイルを使用しているために変化量はインピーダンスの変化によって、変化した電流変化値と位相変化値となって現れます。
図 5 図 6

図5は、貫通型検出コイル中に非磁性金属片Cを挿入して時の図であり、検出コイルに一定交流電源を接続して交流を流した時に発生するベクトル図を図6に示します。
検出コイルは、一般にRとL(インダクタンス)との合成で成り立っています。
図5の金属片Cの良部BをL o中におかれているとき図6のZ1でθ1の位相角度になりあます。又、金属片Cを移動し、L o中に疵部Aをおいた時、図6のZ2でθ2に変化します。
この時、良部と疵部の位相変化量は、
|θ2-θ1|=θ3となり条件(金属材質、寸法、コイルインピーダンスR・ωL、交流周波数)を変えない限りこの値は一定となります。
従って、一般的な渦流探傷方法では、一定条件での欠陥検出の位相角変化は理論上不可能です。
今回、開発した渦流探傷器は、上記一定条件において、疵の位相角度を任意に可変出来る装置です。
(国際特許)
(欠陥検出装置のベクトル表示)
図 7

3.回転移相の原理
流探傷器は、従来の渦流探傷器で使用されているコイルインピーダンスのベクトル変化量(図7左図の位相変化量θ3)での検出のみでなく、検出コイル内での磁束の変化も検出し、制御コイルによりコイル内部の磁束が一定となるように磁束を制御しています。
検出コイル内に金属材料が挿入されますと、コイル内のガタ信号(ノイズ信号)によりコイルインピーダンスは変化します。
この時、金属表面に疵が発生していますとコイルインピーダンスのベクトル量と、磁束の変化量も変わり制御コイルからの信号と検出コイルからの信号により欠陥の検出が可能となります。
この制御コイルからの、制御信号の位相を変化させることで、通常分離が出来にくかった疵信号とガタ信号(ノイズ信号)の位相差を任意に変化(図7右図)させることができます。
回転移相型コイルは、図8の構成となっています。
図 8

従来の渦流探傷器では、L1とL2の検出回路で構成されており、|L1-L2|のベクトル変化量
(図7左図のθ3)の情報でしかないので条件を変えない限りこの位相差は一定となり、このままではSN比は向上しません。
図 9

図9のコイル空心時の磁束本数をφa(この値は一定)とします。そのコイルに金属材料を挿入しますと、金属材
料の磁束本数がφbとなり内部空間磁束と金属材料内磁束の関係は、φa-φb:φbとなります。
この状態で疵部にきますと金属材料の体積が減るため金属材料内の磁束本数が減り金属材料内の磁束本数はφb-⊿φとなります。又、この⊿φが疵信号とガタ信号の位相差に相当します。
従って、この⊿φの値を変化させることで疵信号とガタ信号の位相差を任意に変化させることができます。これが回転移相の原理です。 又、磁束と電流の間には、φ=I/Tの関係から、電流Iを変化させれば磁束が変化します。又、図10のベクトル図において、RとVは同相であり、又、ωLとIが同相であることから電流Iを変化させることで疵信号とガタ信号の位相差θ3が変化します。
図 10

◆ 回 転 移 相 の 効 果
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SUS304、φ10㎜、深さ50μm
従来方式 回転移相方式


磁性材、コーナー部クラック疵、深さ20μm、長さ0.2㎜
従来方式 回転移相方式



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