超音波＜ナノ物質・攪拌・分散＞技術-no.２０
ガラス容器と液循環と超音波の最適化により
目的に合わせた超音波の伝搬状態を実現させています
＜＜超音波システム研究所＞＞
http://www.green.dti.ne.jp/aabccdx/
超音波実験写真 Ultrasonic experiment photo no.４３
超音波実験写真
１：キャビテーションの制御技術
２：液循環の技術
３：治工具の利用技術
４：マイクロバブルの利用技術
上記に関する「超音波実験写真」資料を紹介します。
＜＜超音波システム研究所＞＞
Ultrasonic experiment photo
Control technology of cavitation
Technology of liquid circulation
Use of technology and tools
Use of micro-bubble technology
I will introduce the document "ultrasound photo experiment" about the above.
Ultrasonic System Laboratory
カルノー・サイクルの経緯のように
技術の進歩が科学の進歩を促進する。
（科学と技術の工学的な関係）
こういった関係が「超音波の利用」には必要(注）な気がします
注：実用や応用には多くのパラメータの適切なバランス感覚が必要
特に、設計を考慮に入れた観察が行えるようになるための
経験と直感の訓練により本質的な発見やアイデアが生まれると思います
コメント：
実用と言う制約と、興味深い現象の中から、適切な開発・設計を行うことは
開発者の人間性によるところが大変大きいと思います
諦めずに、粘り強く努力する根拠には、「困難を乗り越える喜び」と
それを理解してくれる
「第三者（歴史的、あるいは競合者、理解者」があると考えています
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超音波システム研究所
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超音波
超音波コンサルティング
超音波（伝搬状態）測定・解析に特化した
＜＜ 超音波コンサルティング ＞＞
現在、超音波は幅広く利用されていますが、多数の問題があります。
最大の問題は、適切な測定方法がないために
超音波利用の適切な状態が明確になっていないことです。
偶然(対象物、冶具、環境、気候の変化 等)に左右されているのが実状です。
この問題を、機械設計・装置開発の経験に基づいた「超音波の測定技術」と
制御システム開発の経験を利用した「統計数理による解析技術」を組み合わせ
ることで解決した商品を開発しました。
オリジナル製品：超音波テスターの特徴
＊測定（解析）周波数の範囲
０．１Ｈｚ から １０ＭＨｚ
＊24時間の連続測定が可能
＊任意の２点を同時測定
＊測定結果をグラフで表示
＊時系列データの解析ソフトを添付
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超音波システム研究所
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超音波（基礎実験）no.115
水槽を含めた、各種容器の音響特性・液循環の効果を利用して、
表面改質、洗浄、化学反応促進、乳化、分散・・・
の適応技術として提案させていただいています。
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超音波洗浄機を改良する方法－Ｎｏ．３
超音波洗浄機を改良する方法－Ｎｏ．３
（超音波伝搬状態の最適化技術を開発）
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（超音波の測定・解析に基づいた超音波洗浄システムを開発）
超音波システム研究所は、
洗浄対象物の音響特性に合わせた
超音波洗浄技術を開発しました。
この技術は、
対象物の特性により、
表面に伝搬する複雑な超音波の伝搬状態を
洗浄効果に合わせて
コントロールする技術です。
特に、
対象物の音響特性により
ダメージの発生しやすい材質や構造に対する
キャビテーションのダイナミック特性を
各種の関係性について解析・評価することで、
循環ポンプの設定方法（注）や
専用の治工具・・・により、
超音波による音響流の効果を
目的に合わせて設定する技術です。
注：水槽と循環液と空気の
境界条件に関する、関係性の設定がノウハウです。
オーバーフロー構造になっていない水槽でも対応可能です。
具体的な対応事例として
現状の水槽による、超音波を減衰させる問題点を
液循環ポンプの設定により
騒音を発生させずに対策するということができます。
アルミ部材・・・に対する
ダメージを発生させない
効果的な音響流の設定が可能です。
脱気・・・により
超音波の効率が改善されたことで発生する
水槽や振動子の構造による問題を
液循環と治工具により改善が可能です。
超音波テスターを利用した計測・解析により
各種の関係性・応答特性（注）を検討することで
超音波の各種相互作用の解析・検出により実現しました。
注：パワースペクトル、自己相関、パワー寄与率、インパルス応答・・・
超音波の測定・解析に関して
測定条件（サンプリング時間・・・）の設定は
オリジナルのシミュレーション技術を利用しています
なお、今回の技術を
超音波システムの改良技術として
コンサルティング提案させていただく予定です。
超音波水槽の構造・大きさと
超音波（周波数、出力、台数・・）に合わせた
＜超音波＞と＜水槽＞と＜液循環＞のバランスによる
超音波の最適な出力状態を測定・解析データとともに
提案・改良・報告させていただきます
本来は、水槽の新規製作、新規設置、新規超音波の固定、・・・
が最もよいのですが、
現実的には、現状の改良として
液循環ポンプの追加改良で実現させることが
これまでの事例から
費用と効果の最適化になると判断して
提案さえていただくことにしました。
必要性と要望により
新規設計・開発にも対応します。
参考動画
（参考となる動画です
具体的な方法はコンサルティングで説明します）
【本件に関するお問合せ先】
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超音波の「相互作用」を利用した制御技術
超音波の「相互作用」を利用した制御技術を開発
超音波システム研究所は、
＊複数の異なる周波数の振動子の「同時照射」技術
＊代数モデルを利用した「定在波の制御」技術
＊時系列データのフィードバック解析による「超音波測定・解析」技術
上記の技術を組み合わせることで
超音波の相互作用を利用した制御技術を開発しました。
今回開発した技術の応用事例として、
超音波の発振周波数に対する、
対象物への伝搬周波数の関係を明確に制御できるようになりました。
特に、複数の超音波振動子を利用する場合には
発振の順序、出力変化の方法、水槽内の液面の振動・・に関する
各種（時間の経過による特性の変化・・）の問題に、
＜相互作用の影響＞をグラフとして、把握が可能になりました。
その結果
４０ｋHzの超音波振動子を使用した
２００－３００ｋHzの超音波利用が簡単になり
洗浄・改質・攪拌・・・様々な実績につながっています。
これは、超音波に対する新しい視点です、
今回の実施結果から
対象物と超音波振動子の周波数の関係よりも
システムの超音波振動による相互作用の影響が
大変大きいことを確認しています。
超音波の伝搬状態を有効に利用するためには
相互作用による伝搬周波数の状態を検出することが
重要だと考えています。
なお、今回の技術を
２種類の超音波振動子の同時照射に適応すると
大変簡単に伝搬周波数の制御が実施できます。
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超音波実験no.３５８
新しい超音波利用の研究開発を行っています
複雑に変化する超音波の伝播状態を、
音圧や周波数だけで評価しないで
「音色」を考慮するために、
時系列データの自己回帰モデルにより解析して
評価・応用しています
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超音波システムの設計技術
この動画は以下の技術開発に関するものです
＊＊超音波システムの設計技術を開発＊＊
超音波システム研究所は、
「太鼓の形と音に関する数学」と
「小型超音波振動子に関する基礎実験・解析」にもとづいて、
量子力学モデルを利用した
投げ込み式超音波振動子の設計技術を開発しました。
この技術の基本的な応用として
目的に合わせた、超音波システムの合理的な設計技術を実現しました。
今回開発した技術は、
超音波の発振・伝搬状態を、量子力学の縮重関数に
適応させるというモデルを採用しています。
これまでの設計方法とは異なり、
水槽内での超音波伝搬状態に対する、
エネルギー順位（高調波の次数に対応）を
音響流や音（低周波の振動）・・
の摂動（バイスペクトル解析結果）としてとらえることで
振動子の設計条件を決めていきます。
なお、超音波システム研究所の「超音波機器の評価技術」により、
この方法による、具体的な効果を確認しています。
応用例として
「超音波伝搬状態について、
洗浄とリンスの区別、
攪拌状態の変化、・・に適応した
水槽・容器・治工具・・・の設計技術」
としても利用可能です。
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