超音波専用水槽の設計・製造技術
超音波の音響流測定技術を開発
Flow measurement technology of ultrasonic sound
超音波の測定・解析制御に関するオリジナル技術による、
音響流の＜計測・解析・制御＞方法（システム）を開発いたしました。
新しい超音波の研究・開発・・・に関するシステム技術です。
水槽や超音波振動子・・・の弾性体による、音響流の影響や
各種条件による音響流の変化を計測解析します。
複数の測定装置の関係性について（注）
測定データを、弾性波動を考慮した解析で、
特徴（振動モード）として検出します。
検出結果を統計処理により
制御可能な音響流として＜評価・利用＞します。
注：各種の応答特性に関する解析手法を利用します
Measurement technology for internal flow in the ultrasonic tank
超音波システム研究所（所在地：東京都八王子市）は、
小型のギアポンプによる
脱気・マイクロバブル発生装置を利用した
超音波の非線形現象（音響流）をコントロールする技術を開発しました。
－この技術による応用事例－
音響流とキャビテーションの最適化による超音波洗浄
音響流制御による超音波攪拌（乳化、分散、粉砕）
音響流による伝搬周波数の変化を利用した化学反応の制御
音響流とマイクロバブルによる表面改質（残留応力の緩和）
音響流を利用した加工液による加工装置への応用
音響流によるメガヘルツのシャワー効果
音響流によるメッキ液の改良
・・・・・・・
ガラス製の水槽を利用したソノケミカル反応実験
ナノ粒子の製造実験
霧化サイズのコントロールによるコーティング実験
各種材料の攪拌実験
・・・・・・・
ガラス部品の精密洗浄実験
複雑な形状・線材・・の表面改質実験
溶剤・・の化学反応実験
・・・・・・
＜＜音響流の利用技術＞＞
１）２種類の超音波を利用した洗浄
２）流水式超音波洗浄（超音波シャワー）
３）表面を伝搬する高調波（１ＭＨz以上）の利用
４）ガラス・樹脂・ステンレス・・各種容器の音響特性を利用
５）キャビテーションと定在波の最適化（音圧測定解析）を利用
６）その他（非線形現象、相互作用・・）
流れる水に超音波を伝搬させ、
シャワー状にして洗浄対象を洗浄する・・・
以下の動画は、上記に関する基礎実験の様子です
＜参考動画＞
小型ポンプによる「音響流の制御システム」
https://youtu.be/EtvSyST_P8A
https://youtu.be/1DGmeLM4dRg
https://youtu.be/1RBoeQXfHFQ
https://youtu.be/tVCiBTbcwII
https://youtu.be/PLMJb0GWHD4
https://youtu.be/P1k60rkbJu4
https://youtu.be/rTty-7XqJtw
https://youtu.be/6sp-QOZpAm8
https://youtu.be/xYp0JoxUpe0
https://youtu.be/F414RNqPsr4
https://youtu.be/cXCzxZjQNo0
https://youtu.be/gwElU_90KwU
脱気・マイクロバブル発生装置
https://youtu.be/iUQp7X-ZL_w
https://youtu.be/6PiBbp5eWUk
https://youtu.be/fDDV4fNXVlc
https://youtu.be/1yDGvHw1OdM
https://youtu.be/e9UghLDb9eQ
https://youtu.be/IDq3Ye1dNDA
https://youtu.be/GMPqxSskwuE
https://youtu.be/q2VaWKECH4Q
https://youtu.be/ZDQ3WCPIF2A
https://youtu.be/PJO4acbzU6c
https://youtu.be/hNOVuqaURu4
https://youtu.be/l4WQ093oZr0
https://youtu.be/-QCsD58ALKI
https://youtu.be/7KzmsT1ov8s
https://youtu.be/subSJv18qOM
「脱気・マイクロバブル発生装置」は
中性洗剤、アルコールに対しても利用可能です。
現在利用している超音波洗浄液・・・に対しても
確認テストにより、利用することができます。
但し、各種の液体に対して、音響伝搬特性の測定解析を行い
適切な治工具や容器との組み合わせ・・・が必要になります。
「脱気・マイクロバブル発生装置」による効果は
効率的な超音波照射を実現するとともに
ナノバブルの発生につながります。
さらに、一定時間の超音波照射により
ナノバブルの量がマイクロバブルの量より多くなります。
その結果、
非常に安定した超音波の非線形制御を行うことができます。
（マイクロバブルによる超音波伝搬状態の効果は、
適切なサイズの範囲があることを、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。
４０ｋＨｚの超音波を利用して
音響流の制御により１ＭＨzの伝搬状態を実現させることも可能です
あるいは
４０ｋＨｚの超音波を利用して
音響流の制御により１０ｋＨｚ以下の振動モードを利用した
高い音圧レベル（100-1000倍）の実現も可能です
コンサルティング対応しています。
＜＜参考＞＞
超音波の非線形現象（音響流）をコントロールする技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1996
小型ポンプによる「音響流の制御技術」
http://ultrasonic-labo.com/?p=7500
超音波の「音響流」制御による
「表面改質技術」
http://ultrasonic-labo.com/?p=2047
「流水式超音波システム」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1258
超音波の組み合わせ制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=7277
超音波測定解析の推奨システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1972
超音波＜計測・解析＞事例
http://ultrasonic-labo.com/?p=1705
超音波発振・計測・解析システム（超音波テスター）
http://ultrasonic-labo.com/?p=7662
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
音と超音波の組み合わせによる、超音波システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=7706
樹脂・金属・セラミック・ガラス・・の表面改質に関する書籍
http://ultrasonic-labo.com/?p=7530
超音波による材料の強度を評価する技術
超音波システム研究所は、
超音波の非線形性に関する「測定・解析・制御」技術を応用した、
超音波のダイナミック特性を解析・評価する技術により、
各種材料・（組み付け・接合状態を含む）部品に関する、
強度評価パラメータを検出・評価する技術を開発しました。
超音波テスターを利用したこれまでの
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
超音波の伝搬状態と各種材料・部品の
構造と洗浄面の状態に関する
これまでのデータを統計処理することで
強度評価に関する方法を開発しました。
注：パワー寄与率、インパルス応答・・・
従来の、材質や形状による評価が、
実際の洗浄効果につながらない原因として
今回検出したパラメータの関係が
大きく影響していると考えています
参考
http://youtu.be/pqYnJbPJi48
http://youtu.be/HOZ_Z-jXNoI
http://youtu.be/EPhLfroQcBI
http://youtu.be/Cq4K9WUuu20
http://youtu.be/Rd_Ua_w0q_0
http://youtu.be/xvBbQsySBDs
＜＜ 今回のパラメータを応用した事例 ＞＞
音響特性として「対象物の複雑さ」を定義します
その結果
１：対象物の構造が複雑で、目的とする洗浄部分がシンプルな場合
対象物への超音波伝搬状態は制御しやすいが
洗浄部分への高周波の伝搬制御は難しい
（このような洗浄事例の場合、
治工具の利用や液循環制御が有効です）
２：対象物の構造がシンプルで、目的とする洗浄部分が複雑な場合
対象物への超音波制御は難しいが
洗浄部分への高周波（高調波）の伝搬は実現しやすい
（このような洗浄事例の場合、
超音波の発振制御が有効です）
上記のように
超音波計測・解析により
対象物の構造と強度を推定し
洗浄方法を決定することが可能になりました
注意
超音波の測定・解析に関して
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
（ オリジナルノウハウの部分です ）
なお、今回の技術は
超音波システムの設計・開発技術として
コンサルティング対応しています。
＜音響流＞を利用した超音波システムno.1
超音波（キャビテーション）と
音響流を
適正に設定することで、
目的に合わせた超音波の状態が実現できます
＜＜超音波システム研究所＞＞
超音波テスター
表面検査対応超音波プローブ
http://youtu.be/UVMU92ud_DI
超音波実験 超音波システム
http://youtu.be/O4KO2A4boAg
超音波の出力制御
http://youtu.be/ukX2E4lFfLo
音圧測定装置（超音波テスター）
http://youtu.be/fdbnog7cZGU
超音波システムの技術
http://youtu.be/46RiBrght2w
「超音波の非線形特性」を利用した、表面検査技術
http://youtu.be/gZOuAwq-dmI
超音波＜計測・解析＞
http://youtu.be/Zl1e_D6ks90
表面検査対応超音波プローブ（空中超音波）
http://youtu.be/l8ojS7DVnGE
超音波プローブ
http://youtu.be/pms5dTSdo_8
表面検査対応超音波プローブ
http://youtu.be/c1Tog2O9UGg
音圧データの解析
http://youtu.be/R7tDPCzzBv4
超音波実験 Ultrasonic experiment 音圧測定
http://youtu.be/zzvc6mHEEBA
超音波実験 Ultrasonic experiment 超音波テスター
http://youtu.be/QHO-UIRwrbQ
超音波実験 Ultrasonic experiment
http://youtu.be/HyMs-hj9s6g
ポンプ波の利用
http://youtu.be/GnuM5MS3FFE
超音波実験 Ultrasonic experiment ＜超音波システム研究所 ultrasonic-labo＞
（超音波テスターによる＜測定・解析・制御＞の応用技術）
超音波システム研究所（所在地：東京都八王子市）は、
流れとかたちに関する「コンストラクタル法則」を利用した、
「流水式超音波システム」技術を応用しています。
－流水式超音波システムの応用事例－
特殊レンズ・ガラス部品の精密洗浄
洗浄液、攪拌液、・・水質改善（洗浄、分子のナノ化）
複雑な形状・線材・粉末・・・の表面処理（応力緩和）
溶剤・洗剤・貴金属・ポリマー・・・・の化学反応制御
ナノレベルの攪拌・分散・洗浄・加工・・
フィルム形状、大型パイプ形状、・・
・・これまでは、難しかった材料・部品の表面改質
・・・・・・・
超音波利用に関して
流れの観察経験により
音響流を直感的に
とらえられると考えています
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に、
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。
＜参考＞
１）振動について
ロイヤル・インスティテューション １３３回「振動」より
機械工学の重要な一分野のほとんどすべてを、
ここに記述してみようと思っている
【著者】リチャード・ビジョップ
【訳者】中山秀太郎 出版社:講談社（1981年 ブルーバックス Ｂ－４７１）
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/d84ac354211817300e3ef1ba76e64a8d.pdf
２）流れとかたち
すべてのかたちの進化は
流れをよくするという「コンストラクタル法則（constractal-law）」が支配している!
【著者】 エイドリアン・ベジャン Adrian Bejan J. ペダー・ゼイン J. Peder Zane
【訳者】 柴田裕之 【解説者】 木村繁男 出版社:紀伊國屋書店 (2013年)
流れと音と形の観察：コンストラクタル法則
http://ultrasonic-labo.com/?p=7302
http://ultrasonic-labo.com/?p=1779
３）サイバネティクスはいかにしてうまれたか
【著者】 ノーバート・ウィナー
【訳者】 鎮目恭夫 出版社:みすず書房（1956年）
