自然界のプロセスの理解を深める
生物学、医学、医療技術、その他多くの専門分野の研究者や開発者にとって、ポリテックの振動計は、自然の動的プロセスを調査し、技術製品を最適化するために欠かせないツールです。
生物学においては、生物学的および生理学的プロセスを理解し、様々な種類の聴覚メカニズムの研究を行うことである。自然が侵されることなく調査できるため、ポリテックの非接触測定技術は非常に有益です。経済的にも有益であり、たとえば、果実の成熟度を判断したり、完全無農薬作物の害虫駆除のために使用することができます。
医学および医療技術において、振動計は、生理学的プロセスを測定し、鼓膜から内耳への音伝導および伝達を調査するために使用されています。その測定結果は、より速い新たな測定方法と診断方法の開発のため、さらには医療技術をより効果的に、特に何よりも信頼性を高めるためにも使用されています。
動物のコミュニケーションに関する科学的研究
地球上に生息するすべての生物種は、レーザドップラ振動計で計測できる対象となります。最も有名な計測事例の1つは、昆虫のコミュニケーションです。蝉のような特定の昆虫は、可聴周波数帯域で「歌う」ことによって会話をしていますが、人間には聴くことができない超音波を発する昆虫もいます。また小さな昆虫の中には、実際には植物を介して振動を発している昆虫もいます。
レーザ振動計は、これらの可聴音も不可聴音も検出することができます。 非接触測定技術は、動物を妨害することなく動物を「聴く」ことができ、それによって自然なコミュニケーション行動を調べることができます。 蜂蜜のハニカム振動を想像してみてください。 このような信号は、高度に洗練された測定技術によってのみ測定できます。 他の生物学的用途としては、ゾウの会話、果実熟成、クモの巣運動、およびコオロギ、カエルまたはショウジョウバエの聴覚メカニズムの研究が挙げられます。
ポリテックのレーザ振動計ラインナップには、バッテリ駆動のポータブル振動計があることも利点の一つです。
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測定事例
耳は、小さな音響振動を増幅し、電気信号に変換する複雑なマイクロメカニカルマシンです。 どのような構造とプロセスが耳の中の信号処理をしているのでしょうか。レーザドップラ振動計によるショウジョウバエの聴覚測定では、昆虫の聴覚の洗練されたメカニズムを深く知ることができます。
「レーザを使った作業が大好きです。なぜなら、昆虫の会話の感動的な世界を知ることができるし、操作も本当に簡単だからです」
Dr. Taina Conrad、ウルム大学進化生態保全遺伝学研究所
Entomologists "Turn Up The Bass" on Vineyard Pests
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バイオメカニクスは決してリアルではありませんでした
有限要素法（FEM）は、バイオメカニクスにおいて、重要な医学的問題を解決するために使用されています。たとえば骨の手術では、コンピュータ断層撮影データから本物に忠実な骨のモデルを生成し、動的特性を用いてモデルの検証が行われ、利用されています。3Dレーザ振動計を初めて使用して骨盤の骨のモーダルパラメータを決定し、前例のない精度と分解能で振動形状の測定を実現しました。
正確に検証されたモデルは、バイオメカニクスをよりよく理解するために役に立ちます。そして最終的に、治療法の改善やより安全なインプラントの使用、より良い生活の質につながります。
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PSV-500-3Dスキャニング振動計
3Dスキャニング振動計は、研究や製品開発において信頼性の高い正確な振動測定を実現します。測定された実稼動振動形状と固有モードは、NVHや音響または構造上の動的検証から超音波解析、FEM検証、非破壊検査まであらゆる面で役立ちます。
生理的データの非接触測定
レーザ振動計は、産業および機械工学において既に広く使用されているが、生理学に使用されるようになったのは、比較的最近のことです。生理学における非接触測定は患者に快適さだけでなく、衛生的利点を与えます。 このアプリケーションは、身体の生理活動の多くに機械的な要素があるという認識に基づいています。エネルギーの一部はとても小さいがしかし、皮膚に伝播し、皮膚に振動を与えます。したがって、身体にレーザビームを照射するだけで、広範囲の体内音、脈拍および振動を測定することができます。
さまざまな心臓血管の動きをレーザ振動計で測定できます。
- 心弾動運動
- 心臓周期の個々の位相における心臓壁の局所信号
- 血液血管の圧力信号
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測定事例：
例えば、発声の音は、口と鼻孔の開口部からだけでなく、頭部及び頸部の表面からも放出されています。
ポリテックのスキャニング振動計によって、発声中に発生する振動を測定し、可視化することによって、
振動パターンが明確になり、口蓋裂または鼻咽頭不全の患者のための発声練習の視覚的フィードバックとして役立てることができます。
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RLV-5500回転振動計は、回転する構造体のあらゆる形状の回転振動の角速度と角変位を測定します。 ドライブトレイン、ガスタービン、発電機、プリンター、複写機の回転ダイナミクスを正確に分析し、効率的かつ迅速にトラブルシューティングを行うことができます。
信頼性の高い超音波装置の開発
安全は医療技術の最優先事項です。したがって、良質で安全な製品を生産するためには、開発段階での技術の確立が不可欠です。レーザ振動計は、歯科または外科用の超音波機器やイメージング用装置などの医療器具の開発および品質評価において極めて重要です。吸入器、呼吸器、歯ブラシなどのヘルスケア製品の高効率化と安全性の確保は、ポリテックの振動計による測定によって実現できます。レーザ振動計は、中耳インプラントおよび埋込型補聴器の開発、検査、校正およびに品質保証において不可欠となっています。
超音波エネルギーは、医療機器内の必要な場所に到達しなければなりません。ポリテックのPSVスキャニング振動計は、超音波アクチュエータによってエネルギーがどのように分配されるかを迅速かつ明確に示し、開発プロセスをスピードアップします。 特定の動作周波数における振動ノードを局在化することで、設計を最適化してエネルギー消費を削減することができます。 ピコメータレンジでの高い空間分解能と測定精度により、高周波振動形状も迅速かつ確実に可視化できます。
レーザ振動計は医療用超音波機器の設計と開発の決定的な鍵となる技術です。歯科や外科用の医療器具においても、診断用医療機器においても、FEシミュレーションを検証するための理想的なツールです。MHz帯域の高い周波数帯域における優れた線形性と、高い水平分解能によるフィードバック効果の欠如のため、レーザ振動計はほぼすべての構造ダイナミクスの測定に適しています。さらに音場の可視化と耐久性（歪み/応力）試験への応用もできます。レーザドップラ振動計は、効率的で信頼性が高く、効果的な器具の開発に適したツールです。
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聴覚メカニズムと音伝導の理解
人間の耳は、最も洗練された音と振動の増幅システムの一つです。操作が容易で卓越した精度を持つ最先端のレーザ振動計は、振動特性と動的特性を決定するのに役立ちます。聴覚の仕組みを正確に理解するための全く新しい手法としても役立ちます。中耳の鼓膜からアブミ骨底板への音伝導だけでなく、内耳の蝸牛で起きる電気機械的信号変換の詳細も検査するためにも、高感度な非接触レーザ振動計が使用されています。
鼓膜の振動挙動を測定することによって、耳小骨連鎖内のあぶみ骨固着または強直が引き起こす難聴を発見することができます。 医学研究では、レーザ振動計を用いた鼓膜聴力検査により、鼓膜の周波数応答を迅速に測定することができます。
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