超音波照射実験 no.22

超音波照射実験　no.22




マイクロバブルを発生させる
液循環システムを利用した超音波実験
超音波と液循環の設定・変化・変動を利用しています。
対象に合わせた、超音波・液循環制御により、
　超音波の伝搬状態をコントロールしています。
　＜　超音波システム研究所　＞



超音波とマイクロバブルによる表面改質技術を
　　超音波洗浄器（６００ｃｃ　４２ｋHz）に応用

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超音波システム研究所は、
超音波のキャビテーション制御技術を応用した、
表面改質技術を
超音波洗浄器（６００ｃｃ　４２ｋHz）に利用しました。

今回開発した表面改質技術による効果により
　高い音圧レベルによるキャビテーション効果や
　液循環による加速度効果を制御して
　効率の高い超音波の利用を可能にしています。

　超音波の伝搬状態の測定・解析技術を利用した結果、
　洗浄器の水槽部分に対して
　音響特性の改善を確認しています。

これは、超音波による表面処理技術の応用であり、
　音響特性による一般的な効果を含め
　新素材の開発、攪拌、分散、洗浄、化学反応実験・・・
　に大きな特徴的な固有の操作技術として、
　　利用・発展できると考えています。

ペットボトルを伝搬する超音波（実験）ＮＯ．９４

ペットボトルを伝搬する超音波（実験）ＮＯ．９４



ペットボトルを伝搬する超音波（実験）

水の入ったペットボトルを伝搬する
弾性波に関しての
実験・検討を行っています
＜＜超音波システム研究所＞＞



超音波の伝搬状態を利用した
　　　　「表面状態の計測・解析技術」を開発

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超音波システム研究所は、
超音波振動子と発振回路による
　全く新しい、オリジナル技術として、
　超音波の伝搬状態を利用した
　「表面状態の計測・解析技術」を開発いたしました。

今回開発した技術の応用事例として、
　各種部品・材料の表面を伝搬する超音波解析により、
　表面の特徴（応力、キズ、表面処理状態など）や
　性質（均一性、材質、製造方法、構造など）
　　を検出することが可能となりました。

これは、新しい方法および技術です、
　今回の解析結果から
　様々な応用事例(注）が発展しています。

　注：
　　１）超音波洗浄における洗浄物の表面状態の測定・評価
　　２）表面改質（処理）における残留応力の測定
　　３）超音波攪拌における攪拌容器・治工具の振動測定
　　４）大型部品の欠陥検出
　　５）超音波照射状態の計測・評価
　　６）・・・

超音波洗浄器（ ４２ｋHz ３５W ）

超音波洗浄器（　４２ｋHz　３５W　）

超音波洗浄例NO.4

超音波洗浄例NO.4



超音波洗浄

超音波洗浄は以下の工夫で行っています
１）対象物に有効な超音波制御技術
２）間接容器の利用技術
３）専用水槽の技術
４）液循環による安定した超音波の技術
５）洗剤と超音波の利用技術
＜＜超音波システム研究所Ultrasonic System＞＞


液循環による流れに対して
　ステンレス容器と
　ガラス容器が
　複雑な動きにより
　幅広い超音波周波数の
　伝搬状態を実現させています

具体的な洗浄方法は

１）ステンレス容器に
　洗浄物を入れて洗浄する

２）ステンレス容器から流れ出す
　洗浄液が洗浄物の表面を流れるようにして洗浄する

３）超音波水槽内に
　洗浄物を入れて洗浄する

４）その他・・・

超音波の解析シミュレーションを紹介しますno.７

超音波の解析シミュレーションを紹介しますno.７



ものの表面を伝搬する弾性波に関しての
実験に対する事前検討シミュレーションです
この結果をもとに、実験・解析を行っています
＜＜超音波システム研究所＞＞

＜ガラス容器＞と＜液循環＞による超音波制御 No.６２

＜ガラス容器＞と＜液循環＞による超音波制御　No.６２





＜ガラス容器＞と＜液循環＞による超音波制御


ガラス容器の設定により、
　　超音波（キャビテーション）と
　　音響流を制御できます。
　超音波振動子の設置方法による、
　　定在波の制御技術を応用しています。
　＜＜超音波システム研究所＞＞





ガラス評価の新技術

ガラスやレンズ 等の　超音波伝搬部材に対する　

新しい表面状態の評価技術を　開発しましたので

この技術による　

コンサルティング対応をさせていただきます

これまでに開発した

ガラス板を利用した超音波伝搬状態の測定技術による

データを解析するなかで

「

　ガラスは受信部材として、特徴が明確で

＊＊詳細な状態を検出する＊＊

　」

　ということがわかりました



そこで

この測定方法は

　ステンレスや比較用のガラスを利用することにより

　　そのまま

　＊＊ガラスの表面状態の超音波評価＊＊

　になることに気が付きました



　詳細な

　　＊　キズ、均一性、端部による影響

その他　表面に関する応力の状態　＊　



　が解析により検出できました

まったく新しい方法です

付加価値を検討されている方は相談してください

超音波技術＜音響流制御＞ ＮＯ．３８

超音波技術＜音響流制御＞　ＮＯ．３８



超音波技術＜音響流制御＞

超音波振動子の設置方法による、定在波の制御技術により、
　超音波（キャビテーション）と
　音響流を「適正に設定・制御」できます。
　その結果、
　目的に合わせた超音波の状態が実現できます。

40kHz 300W

＜＜超音波システム研究所＞＞



音響流
一般概念
有限振幅の波が気体または液体内を伝播するときは、
音響流が発生する。

音響流は、
波のパルスの粘性損失の結果、自由不均一場内で生じるか、
または音場内の障害物（洗浄物・治具・液循環）の近傍か
あるいは振動物体の近傍で
慣性損失によって生じる物質の一方性定常流である。

音響流は、
大多数の超音波加工工程、
なによりもまず浄化、乾燥、乳化、燃焼、
抽出過程での重要な強化因子であり、
媒体内の熱交換と物質交換を著しく促進する。

加工工程での音響流の作用効果は、
それらの速度と寸法因子によって決まる。


コメント
　ナノテクノロジーに代表されるように
音響流に関する技術は
製造方法を大きく変える場合があります

　洗浄を検討する場合、
製造方法を理解し対応することで
効率の高い洗浄が可能になる事例が多数あります。

　そこで、音響流に対する
　正しい認識を持つことは大切だと思い、
　一般概念を提示しました

　音響流と
　キャビテーションや加速度による洗浄効果との関係は
　非線形音響学を適応・応用すると
　説明や利用の糸口が見つかると考えます

（　洗浄実態の説明は大変難しく、
　　現実的にはほとんどが
　　古い簡易モデルで行われています　）
　
注１： 非線形音響学
　「線形理論に立脚した従来の音響理論と，
　　流体力学で取り扱うような
　　強い衝撃波理論を補完する橋渡し的存在である」

注２：音響流の影響として

　　　１）加速度の変化は、
　　　　　液全体の広がり方や流れに関係する

　　　２）高周波の音響流は
　　　　　ＯＨラジカルの反応と思われる現象がある
　　　　　（化学反応の促進に関係する）

　　　３）従来のパラメータ（音圧レベル）
　　　　　は大きくバラツク
　　　　　あるいは
　　　　　音圧値のバラツキが洗浄効果に比例する傾向がある

　　　このような事項に加え、
　　　洗浄物の大きさ・形状・材質により洗浄効果が
　　　変化しますので、
　　　音響流の効果を単純に評価することは出来ません

　　　しかし、音響流には適切な利用により
　　　　液全体の利用と
　　　　化学反応の促進を大きく改善できる事例があります
　
　　　　今後、もっともっと
　　　　注目されてよい現象
　　　　（あるいはテーマ）だと思います

超音波振動子を利用した振動測定ｎｏ．２１

超音波振動子を利用した振動測定ｎｏ．２１



（振動子２．５ＭＨｚを利用した測定）
　新しい超音波計測システムの実験外観です。
　測定データを解析することで、振動の伝搬状態を検出します。
　＜　超音波システム研究所　＞

システム開発 ｎｏ．１０

システム開発　ｎｏ．１０



オブジェクト指向のシステム開発技術と
　音響（超音波）シミュレーション技術は
　　超音波＜測定・解析・制御＞システムのコア技術です！！



人間の建設　小林秀雄・岡潔（新潮社）１９６５年

「数学は知性の世界だけに存在しうるものではない、
何を入れなければ成り立たぬかというと、
感情を入れなければ成り立たぬ。

数学の体系に矛盾がないというためには、
まず知的に矛盾がないということを証明し、
しかしそれだけでは足りない、
銘々の数学者がみなその結果に満足できるという
感情的な同意を表示しなければ、
数学とはいえない
ということがはじめてわかったのです。

　じっさい考えてみれば、
矛盾がないというのは感情の満足ですね。

矛盾がないというのは、
矛盾がないと感ずることですね。感情なのです。

そしてその感情に満足を与えるためには、
知性がどんなにこの二つの仮定には矛盾がないのだと
説いて聞かしたって無力なんです。

ともかく知性や意志は、感情を説得させる力がない。

ところが、人間というものは感情が納得しなければ、
ほんとうには納得しないという存在らしいのです」


＜＜　コメント　＞＞
　　工学には実験・製品・改良による説得が可能に見えますが
　　実際には、現場の感情を納得させるものが必要だと感じています
　　本当に「改良する、良くなる」という情熱のようなものかもしれません

システム開発 ｎｏ．９

システム開発　ｎｏ．９



オブジェクト指向のシステム開発技術と
　音響（超音波）シミュレーション技術は
　　超音波＜測定・解析・制御＞システムのコア技術です！！