超音波システム研究所

超音波の新しい利用に関するブログです

超音波<測定・解析>システム(テスター2012)no.14

2012-10-14 19:30:54 | 超音波システム研究所2011

超音波<測定・解析>システム(テスター2012)no.14

 

新しい超音波プローブによる測定システムです。
 測定したデータについて、弾性波動を考慮した解析で、
 各種の振動状態(モード)として検出出来ます。
 検出データをフィードバック解析することにより
 超音波の非線形現象(音響流)やキャビテーション効果を
 グラフにより確認できるようにしたシステムです。

複雑に変化する超音波の利用状態を、
 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

目的に応じた利用方法が可能です

特に、超音波プローブは
 利用目的を確認した「オーダーメード対応」します


解析技術
1)多変量自己解析モデルによるフィードバック解析により
 超音波の安定性・変化について検討を行います

2)インパルス応答特性・自己相関の解析により
 水槽・振動子・治工具・・に関する検討を行います

3)パワー寄与率の解析により
 超音波(周波数・出力)、水槽、液循環・・
 の最適化に関する検討を行います

4)その他(表面弾性波の伝搬)の非線形(バイスペクトル)解析により
 対象物に合わせた、洗浄・攪拌・分散・改質・・・
 の検討を行います

この解析方法は、
 複雑な超音波振動のダイナミック特性を
 時系列データの解析手法により、
 超音波の測定データに適応させることで実現しています。

具体的な超音波伝播周波数の状態により、
 解析の有効性を考慮する必要があるため
 すべてに適応する設定はありません。
 (事前のシミュレーション検討を行っています)

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ホームページ  http://ultrasonic-labo.com/
ホームページ  http://www.green.dti.ne.jp/aabccdx/

 

 


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超音波技術<音響流制御> NO.30

2012-10-14 19:08:02 | 超音波システム研究所2011

超音波技術<音響流制御> NO.30

水槽内の液循環の流れの設定により
キャビテーションを制御しています

振動子を中心に
水槽全体に広がる
音響流の様子を撮影しました


<<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、
 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。


*************

 ナノレベルの物質を対象とする
 超音波操作では、
 音響流に関する制御技術は
 製造方法・表面状態・・・・を大きく変える場合があります。

 特に、
 洗浄を検討する場合には、
 汚れの音響流による動きを理解し、
 対応・対処することで効率の高い洗浄が可能になります。

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
 超音波効果との関係は非線形音響学を
 応用した測定解析により明確になります。

注: 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」

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超音波実験 Ultrasonic experiment

2012-10-14 16:20:57 | 超音波システム研究所2011

超音波実験 Ultrasonic experiment

超音波実験 Ultrasonic experiment

超音波制御技術と計測・解析技術により
対象となる粉末に合わせた
対象物・治工具の超音波伝搬状態を最適化することで、
ナノレベルの粉末処理を実現させました。

この動画は
ガラス容器に粉末を入れ
超音波洗浄機で超音波照射を行っているようすです

2種類の超音波振動子による
幅広い伝搬周波数がガラス容器に伝搬し
ガラス容器に接触している粉末部分に超音波刺激を発生します

容器の揺れや定在波による、大きな動きにより
容器内全体に刺激が伝搬します


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超音波装置の最適化技術をコンサルティング提供
http://ultrasonic-labo.com/?p=1401

超音波水槽の新しい液循環システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1271

現状の超音波装置を改善する方法
http://ultrasonic-labo.com/?p=1323

 

 

 


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超音波の新しい分散制御技術

2012-10-14 14:12:47 | 超音波システム研究所2011

超音波の新しい分散制御技術

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「定在波のシュミレーション」技術
 *振動子の固定方法による「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
 *液循環に関する「ダイナミックシステム」の統計処理技術

 上記の技術を組み合わせることで
  超音波による新しい分散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、
  複数の異なる、形状・サイズ・硬度・音響特性・・・の
 組み合わせによる分散対象を効率良く分散させることが可能になりました。
 特に、
 超音波の発振周波数に対する、
 対象物への伝搬周波数(キャビテーションと音響流の効果)を
 明確に制御できるようになりました。

 非常に単純な事項ですが
  ノウハウとして詳細はコンサルティング対応させていただきます

複数の超音波振動子を利用する場合は
 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、把握することが重要です。

その結果
 40kHzの超音波振動子を使用した
   200-300kHzの超音波による
   キャビテーションや音響流の効果を利用できます。
 超音波・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して
  最適化(制御)することが重要だと考えています。

超音波システム研究所は、
 超音波の音圧を測定したデータを解析する技術により
 超音波伝搬状態の特徴を検出・評価しています

解析技術
1)多変量自己解析モデルによるフィードバック解析により
 超音波の安定性・変化について検討します

2)インパルス応答特性・自己相関の解析により
 水槽・振動子・治工具・・に関する検討を行います

3)パワー寄与率の解析により
 超音波(周波数・出力)、水槽、液循環・・
 の最適化に関する検討を行います

4)その他(表面弾性波の伝搬)の非線形(バイスペクトル)解析により
 対象物に合わせた、洗浄・攪拌・分散・改質・・・
 の検討を行います

この解析方法は、
 複雑な超音波振動のダイナミック特性を
 時系列データの解析手法により、
 超音波の測定データに適応させることで実現しています。

具体的な超音波伝播周波数の状態により、
 解析の有効性を考慮する必要があるため
 すべてに適応する設定はありません。
 (事前のシミュレーション検討を行っています)


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超音波を利用した「分散」技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1066

 

 


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新しい超音波洗浄技術no.46

2012-10-14 14:07:50 | 超音波システム研究所2011

新しい超音波洗浄技術no.46


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新しい超音波洗浄NO.2

2012-10-14 13:55:13 | 超音波システム研究所2011

新しい超音波洗浄NO.2

新しい超音波洗浄は以下の技術です
1)超音波洗浄において「超音波」を有効に利用する技術
2)「洗浄システム」を検討・提案するための超音波技術
3)「洗浄装置」を設計するための設計についての技術
4)実験データを解析するための時系列データ処理についての技術
5)新しい洗浄(冶工具による)方法の技術

この動画の基礎実験が
「超音波を利用した「分散」技術開発」に発展しました

参考 http://ultrasonic-labo.com/?p=1066

ステンレス良くに特徴を組み合わせることで
容器と容器の間に関して
効果的な超音波利用が実現することを
この実験で経験・確認しました

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超音波システム研究所 no.75

2012-10-14 12:08:13 | 超音波システム研究所2011

超音波システム研究所 no.75

Ultra Sonic wave System Institute
Ultrasonic Cavitation Control.
Ultrasonic Sound Flow water effect.
Ultrasonic measurement and analysis techniques.

小型超音波振動子( 40kHz  50W )を使用した
 超音波<実験・研究・開発>に適した
 超音波「超音波伝播制御」技術を開発しました。

この動画はこの技術開発の基礎になった実験の様子です


この技術は、これまでに開発した
 液体・気体・固体(弾性体)に関する
 超音波の相互作用を研究した
 以下の技術の組み合わせにより実現しました

 *複数の異なる周波数の振動子の「同時照射」技術
 *間接容器の利用に関する「弾性波動」の応用技術
 *振動子の固定方法による「定在波の制御」技術
 *「超音波の非線形現象」を利用する技術
 *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
 *液循環に関する「ダイナミックシステム」の統計処理技術
 *対象物の接合状態に合わせた、超音波溶着技術
 *空中超音波の伝搬状態を評価する技術
 *通信の数学的理論を応用した超音波制御技術
 *「もの」の表面を伝搬する超音波の応用技術

小型超音波振動子は
 各種の実験容器に直接入れることが可能になります。
 現在利用している超音波装置に対しても
 場合によっては追加投入することができます。

 水槽内で揺らすこと・・・・

 これらの組み合わせによる効果は
  伝搬状態の計測・解析により確認しています。


 様々な応用事例が発展しています。


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超音波システムの技術-13

2012-10-14 12:00:16 | 超音波システム研究所2011

超音波システムの技術-13

3種類の超音波を同時に照射しています
 合計出力 370W-550W の状態

超音波出力と液循環の設定により
 キャビテーションと音響流を、
 目的に合わせた状態にコントロールできます

目的に合わせた超音波の効果を
効率よく安定した状態で利用できる「超音波システム」
(超音波周波数 28  40  72 kHz
 超音波出力   最大300W * 3 = 900W )

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。

この動画に状態を正確に説明するためには
強いとか、適切・・・ではなく
客観的なデータによる、数値化やグラフ化が必要です

この動画の3種類の超音波振動子を同時照射する状態は
目視や従来の音圧測定での評価は難しい点(ノウハウ)があります


偶然(対象物、冶具、環境、気候の変化 等)に左右されている実状から
必要性を強く感じました。

そして、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。

このオリジナル製品(超音波テスター)を利用して
 コンサルティング対応します

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

参考(超音波技術)

マイクロバブルを超音波照射でナノバブルにします
超音波の伝搬状態が大きく変わります

各種設定の組み合わせにより
 超音波の制御が簡単に行えるようになります

To nanobubbles by ultrasound microbubbles

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超音波水槽の新しい液循環システム
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現状の超音波装置を改善する方法
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超音波<測定・解析>システム(テスター2012)no.19

2012-10-14 11:38:57 | 超音波システム研究所2011

超音波<測定・解析>システム(テスター2012)no.19

新しい超音波プローブによる測定システムです。
 測定したデータについて、弾性波動を考慮した解析で、
 各種の振動状態(モード)として検出出来ます。
 検出データをフィードバック解析することにより
 超音波の非線形現象(音響流)やキャビテーション効果を
 グラフにより確認できるようにしたシステムです。

複雑に変化する超音波の利用状態を、
 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

目的に応じた利用方法が可能です

特に、超音波プローブは
 利用目的を確認した「オーダーメード対応」します

解析技術
1)多変量自己解析モデルによるフィードバック解析により
 超音波の安定性・変化について検討します

2)インパルス応答特性・自己相関の解析により
 水槽・振動子・治工具・・に関する検討を行います

3)パワー寄与率の解析により
 超音波(周波数・出力)、水槽、液循環・・
 の最適化に関する検討を行います

4)その他(表面弾性波の伝搬)の非線形(バイスペクトル)解析により
 対象物に合わせた、洗浄・攪拌・分散・改質・・・
 の検討を行います

この解析方法は、
 複雑な超音波振動のダイナミック特性を
 時系列データの解析手法により、
 超音波の測定データに適応させることで実現しています。

具体的な超音波伝播周波数の状態により、
 解析の有効性を考慮する必要があるため
 すべてに適応する設定はありません。
 (事前のシミュレーション検討を行っています)

参考
 http://ultrasonic-labo.com/?p=1173
 http://ultrasonic-labo.com/?p=1000
 http://ultrasonic-labo.com/?p=1557

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超音波システム研究所 no.28

2012-10-14 10:58:44 | 超音波システム研究所2011

超音波システム研究所 no.28

Ultra Sonic wave System Institute
Ultrasonic Cavitation Control.
Ultrasonic Sound Flow water effec

この動画の液面は
40kHzと72kHzの超音波同時照射の状態です

目視でもわかるほど
なめらかで細かい模様が確認できます

測定解析により
200kHz付近のスペクトルが最大で
500kHzまでの、高い音圧の超音波発生を確認しました

動画の上部に見える
ガラス容器により
安定した、超音波照射の状態を実現させています


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