超音波実験 Ultrasonic experiment ＜超音波システム研究所 ultrasonic-labo＞

超音波実験　Ultrasonic experiment　＜超音波システム研究所　ultrasonic-labo＞

nano tech 超音波を利用した、「ナノテクノロジー」の研究・開発装置

nano tech 超音波を利用した、「ナノテクノロジー」の研究・開発装置

－－超音波の非線形現象を制御する技術による
　ナノレベルの攪拌・乳化・分散・粉砕技術－－

超音波を利用した、「ナノテクノロジー」の研究・開発装置

超音波システム研究所は、
　これまでに開発した
　「超音波による攪拌・分散・乳化・破砕・・」の技術を応用して
　効率良く「ナノテクノロジー」研究・開発に利用できる
　超音波システムを開発・対応しています。

超音波システム研究所（非線形現象） Ultrasonic experiment

超音波システム研究所（非線形現象）　Ultrasonic experiment

超音波の伝搬状態を利用した、材料の評価技術を開発

超音波の伝搬状態を利用した、材料の評価技術を開発

超音波実験写真 Ultrasonic experiment photo

超音波実験写真　Ultrasonic experiment photo

超音波テスター(ultrasonic tester)

超音波テスター(ultrasonic tester)

（超音波の測定・解析に基づいた超音波洗浄技術を開発）

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て、液循環制御により
超音波の伝搬状態をコントロールする
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（確認・評価）により、
表面に伝搬する複雑な超音波の伝搬状態（表面弾性波）を
目的（洗浄・攪拌・改質・・）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・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（非線形現象）の効果を
目的に合わせて設定する最適化の技術です。

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
液循環ポンプの制御設定により
騒音（２０ｋHz以下の低周波）を発生（共振）させずに
高い音圧レベルの高調波を実現（対策）するということができます。


成果の大きい事例として
アルミ部材・・・に対する、ダメージを発生させない
対象物のサイズ・数量・治工具に合わせた、効果的な音響流の設定が可能です。

超音波洗浄機の＜計測・解析・評価＞（出張）サービス
http://ultrasonic-labo.com/?p=1934


脱気・マイクロバブル発生液循環システムの採用により
超音波の伝搬効率が改善されることで、
水槽や振動子の構造による問題が明確になります。

「脱気・マイクロバブル発生装置」を利用した超音波制御システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1996

超音波とマイクロバブルによる表面改質（応力緩和）技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=5413


水槽・振動子については、超音波の利用目的に合わせた
設置方法と液循環制御設定により、改善（対策）が可能です。

水槽は、音響特性の測定・解析・評価により、
樹脂製・ガラス製（注）でも対応可能です。

注：メッキ工場・半導体工場・・・・の事例が多数あります。


複数の超音波プローブを利用した計測・解析・評価により
各種の関係性・応答特性（注）を検討することで
相互作用の検出により、目的に合わせた

１：水槽・振動子の設置方法

２：液循環制御方法

３：治工具の設置・改善方法

４：その他（超音波制御、超音波振動子の変更・・・）

を提案・実施により、改善を実現しています。

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
測定方法（各種条件：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


実際の環境により
低周波の振動モードについて、
各メーカー、工場、建物・・・により、固有の特性があるために
状況に応じた対応が必要です。
特に、２４時間稼働の工場の場合、
低周波の振動測定は超音波装置を安定して利用するために
非常に重要ですが、あまり行われていません。
（超音波が不安定だといわれる大きな要因だと考えています）

超音波測定解析の推奨システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1972


なお、この技術を、超音波システムの改良技術として
コンサルティング対応したこれまでの経験から
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
超音波と液循環の最適な出力制御により
ほとんどの超音波装置は改善可能です。

スライドショー・Slideshow 超音波の「音圧測定解析データ」 ultrasonic-labo

スライドショー・Slideshow　超音波の「音圧測定解析データ」　ultrasonic-labo

超音波システム研究所（所在地：東京都八王子市）は、
　オリジナル製品：超音波テスターを利用した
　超音波の音圧「測定解析データ」を公開しました。

＜＜超音波の音圧測定・解析＞＞

１）多変量自己回帰モデルによる
　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・評価します
　（多くの超音波洗浄装置は、この点に問題があります）

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・評価を行います
　（超音波加工における最重要パラメータです）

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・評価を行います
　（量産対応の装置では、この検討が重要です）

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・評価を行います
　（ナノテクノロジーの応用を含め
　　超音波利用方法の研究開発には必要です）

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。
　（これまでの経験や実績とは異なる考え方になる場合が多く
　　説明や打ち合わせに時間がかかる部分ですが
　　超音波に関する複雑な事象を考えると
　　キャビテーションや音響流で説明するといった方法では
　　例外的な事例が多すぎると判断して
　　弾性波動と機械振動に関する技術を利用して検討しています）

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
　すべてに適応する測定条件設定はありません。
　（装置に合わせた、事前のシミュレーション検討を行っています）

この解析により、洗浄以外に
　超音波加工、攪拌、化学反応、表面処理・・・
　対象物に合わせた超音波利用を実現しています
（非常に効果があります、興味のある方はメールでお問い合わせください）

音圧測定解析データ（スライドショー）

超音波実験 Ultrasonic experiment （超音波システム研究所 ultrasonic-labo）

超音波実験　Ultrasonic experiment　（超音波システム研究所　ultrasonic-labo）

超音波システム研究所（所在地：東京都八王子市）は、
　目的に合わせた効果的な超音波制御を実現するために、
　＜脱気・マイクロバブル発生液循環システム＞を
　効果的に利用する技術を開発しています。

超音波液循環技術の説明

１）超音波専用水槽（オリジナル製造方法）を使用しています
２）水槽の設置は
　　１：専用部材を使用
　　２：固有振動と超音波周波数・出力の最適化を行っています
３）超音波振動子は専用部材を利用して設置しています
　　（専用部材により、定在波、キャビテーション、音響流の
　　　利用状態を制限できます）
４）脱気・マイクロバブル発生装置を使用します
　　　（標準的な、溶存酸素濃度は５－６ｍｇ／ｌ）
５）水槽と超音波振動子は表面改質を行っています

上記の設定とマイクロバブルの拡散性により
均一な洗浄液の状態が実現します

均一な液中を超音波が伝搬することで
安定した超音波の状態が発生します

この状態から
目的の超音波の効果（伝搬状態）を実現するために
液循環制御を行います
（水槽内全体に均一な音圧分布を実現して、
　超音波、脱気装置、液循環ポンプ、・・の運転制御がノウハウです）

目的の超音波状態確認は、
　オリジナル装置：超音波測定解析システム（超音波テスター）で行います

ポイントは
適切な超音波（周波数・出力）と液循環の制御（あるいはバランス）です
液循環の適切な流量・流速と超音波キャビテーションの設定により
超音波による音響流・加速度効果の状態をコントロールします

脱気・マイクロバブルの効果で
均一に広がる超音波の伝搬状態を利用します

液循環により、以下の自動対応が実現しています

溶存気体は、水槽内に分布を発生させ
レンズ効果・・・の組み合わせにより、超音波が減衰します

もうひとつは
適切な液循環による効率の良い超音波照射時は、
大量の空気・・が水槽内に取り入れられても
大きな気泡となって、水槽の液面から出ていきます

しかし、超音波照射を行っていない状態で
オーバーフロー・・により
液面から空気を取り込み続けると、超音波は大きく減衰します。

この空気を入れる操作は必要です
多数の研究報告・・がありますが
液循環の無い水槽で、長時間超音波照射を行い続け
溶存気体の濃度が低下すると
音圧も低下して、キャビテーションの効果も小さくなります
（説明としては、キャビテーション核の必要性が空気を入れる理由です
　液面が脱脂油や洗剤の泡・・・で覆われた場合も空気が遮断され
　同様な現象になります）

さらに、
超音波照射により、脱気は行われ
溶存気体の濃度は低下して、分布が発生します
単純な液循環では、この濃度分布は解消できません

この濃度分布の解決がマイクロバブルの効果です

脱気・マイクロバブル発生液循環が有効な理由です

この動画は
マイクロバブル発生液循環装置による
超音波のダイナミック制御を実現させています

 

超音波システムの開発技術（音響流の利用技術）

超音波システムの開発技術（音響流の利用技術）

＜＜　超音波発振計測解析システム（超音波テスター）＞＞

システム概要

１．価格　１５万円（最少構成の仕様）～

２．内容

　１）パソコンへのインストールセット　ＵＳＢメモリー　1個
　　（音圧測定マニュアル、解析ソフト、説明書・・・）
　２）超音波プローブ　１本
　　　
　３）デジタルオシロスコープ　２ｃｈ　　1台

注：パソコンに各種ソフトをインストールして使用します


３．特徴（標準的な仕様）

　　＊測定（解析）周波数の範囲
　　　仕様　０．１Ｈｚ　から　１０ＭＨｚ
　　＊超音波発振
　　　仕様　１Ｈｚ　から　１００ｋＨｚ
　　＊表面の振動計測が可能
　　＊24時間の連続測定が可能
　　＊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

超音波プローブによる測定システムです。
　超音波プローブを対象物に取り付けて発振・測定を行います。
　測定したデータについて、
　位置や状態と、弾性波動を考慮した解析で、
　各種の音響性能として検出します。

 

YouTubeに投稿した超音波技術動画の数が、４８０００に達しました

超音波システム研究所は、

YouTubeに投稿した、
　超音波に関する動画の数が、４８０００に達しました。





超音波システム研究に関する、各種技術の紹介

　洗浄・攪拌・表面改質・化学反応促進・・・
　空中超音波・シミュレーション・計測装置・・・
　・・・実験・研究・開発・システム・・・・
　・・・・・・・
　各種の動画・スライドショーを
　YouTubeに投稿しています。





参考（投稿動画）

https://youtu.be/g3SNN20V6h0

https://youtu.be/FKChtisISu4

https://youtu.be/wTZyXrX77XM

https://youtu.be/ABKUx9UuJtU

https://youtu.be/vOI5OwVrHdw

https://youtu.be/MjF6UOKbnsI

https://youtu.be/B8ejzYHuetg

https://youtu.be/oPiLVwy3xN8

https://youtu.be/T_mnePG5-fw

https://youtu.be/8iea448JWhk

https://youtu.be/A-7-SKv-6PQ

https://youtu.be/3JTOhXyu_K4

https://youtu.be/bcJvMK7iETg

https://youtu.be/sHdlLz3n02c

https://youtu.be/lUKSSY3kLxc

https://youtu.be/Lo8vAxpkW6g

https://youtu.be/LwgXS23f6Ms

https://youtu.be/_ts7zKk8LEc

https://youtu.be/NQKADXZrWtM

https://youtu.be/Qcu9XrV-Qxs

https://youtu.be/ymecXY7e7kM

https://youtu.be/LhDQNJCZHls

https://youtu.be/YYxdIddt2yA

https://youtu.be/l8lztNvGAmE

https://youtu.be/CwI37-XQWwc

https://youtu.be/TH3r53rK7PM

https://youtu.be/VzlLyCZFY8I

https://youtu.be/CEaznMfo1wc

https://youtu.be/qfsQ06JVG1Y

https://youtu.be/9iJJDNh6j9s

https://youtu.be/qzD8-LfcBEs

https://youtu.be/T7VG9Dy2T7o

https://youtu.be/HgUxYz1d27E

https://youtu.be/Znn6xIVD7kk

https://youtu.be/jtQdgNmlfPY

https://youtu.be/F8g2rLJeUCI

https://youtu.be/TBzab8Rqk4g

https://youtu.be/ltOMMXjPpmE

https://youtu.be/vIjs8qpYO64

https://youtu.be/QiYDlH9aSic

https://youtu.be/TMTbanJT9Zo

https://youtu.be/L-UO2nFnS_o

https://youtu.be/Sy8NR3GYh20

https://youtu.be/aZSqSXNvhVY

https://youtu.be/R-wtHSu6jBc

https://youtu.be/UUkqAOU4XaQ

https://youtu.be/t6mBQRE8YSw

https://youtu.be/VHIZcnvOHzo




参考技術

超音波とマイクロバブルによる表面改質（応力緩和）技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=5413

超音波制御装置（制御ＢＯＸ）
http://ultrasonic-labo.com/?p=4906

超音波の伝搬状態を利用した部品検査技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=3842

表面弾性波の利用技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=7665

「超音波の非線形現象」を利用する技術を開発
http://ultrasonic-labo.com/?p=1328

物の動きを読む（統計数理）
http://ultrasonic-labo.com/?p=1074

超音波コンサルティング
http://ultrasonic-labo.com/?p=2187

超音波測定解析の推奨システム（超音波テスター）
http://ultrasonic-labo.com/?p=1972

超音波専用水槽の設計・製造技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1439

超音波による「金属部品のエッジ処理」技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=2894

超音波洗浄機の「流れとかたち・コンストラクタル法則」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1779

YouTube：：投稿動画（４７０００）
http://ultrasonic-labo.com/?p=1584

YouTube：：投稿動画（４８０００）
http://ultrasonic-labo.com/?p=3722