超音波実験 Ultrasonic experiment ultrasonic-labo
超音波実験 Ultrasonic experiment ultrasonic-labo
超音波システム研究所は、
シャノンのジャグリング定理を応用した
「超音波制御」方法を、実現する
制御装置（制御ＢＯＸ）を開発しました。
注：株式会社ワザワ様との共同開発により制御装置を製作しました。
この装置により、２０００リットリ以上の水槽・容器に対する
液循環にも対応可能となります
＜制御について＞
各種データの時系列変化の様子を解析・評価して、
時間で移動するボールのジャグリング状態に相当する
超音波伝搬現象の「サイクル」と、「影響範囲」を見つけます
この関係性からボールＮ個のジャグリング状態を設定して制御を行うと、
システムの状態に適した制御となり、効率の高い超音波システムとなります
＜＜ シャノンのジャグリング定理の応用 ＞＞
注：JUGGLING THEOREM proposed by Claude E. Shannon
of the Massachusetts Institute of Technology
is schematically represented for the three-ball cascade.
（ http://www2.bc.edu/~lewbel/jugweb/science-1.html より）
シャノンのジャグリング定理
( F + D ) ＊ H = ( V + D ) ＊ N
F ： ボールの滞空時間（Flight time）
D ： 手中にある時間（Dwelling time）
H ： 手の数（Hands）
V ： 手が空っぽの時間（Vacant time）
N ： ボールの数（Number of balls）
＜＜ 応用 ＞＞
Ｆ ： 超音波の発振・出力時間
Ｄ ： 循環ポンプの運転時間
H ： 基本サイクル（キャビテーション・加速度のピークの発生する）
V ： 脱気装置の運転時間
N ： 超音波出力の異なる周波数の数
参考動画
http://youtu.be/ZaA5q1ZenHw
http://youtu.be/BCNQq-pZSaQ
http://youtu.be/5sNVJBqfSlI
http://youtu.be/OGDFcCh-aQ8
http://youtu.be/gxuKG_-jw6g
http://youtu.be/TLeZoS22IRU
http://youtu.be/QZsFtJ-ohX0
http://youtu.be/DyhjfLifSXk
http://youtu.be/HyrXqEkCLwc
http://youtu.be/7wIWXxeU6Os
http://youtu.be/36qQsZdFwAc
http://youtu.be/biKIoMIPjgs
http://youtu.be/Lc_FAncmmYU
http://youtu.be/OjQDrZZZSTY
http://youtu.be/kD2OfTw2TvM
http://youtu.be/1Is0MSAAFR4
参考
シャノンのジャグリング定理を応用した「超音波制御」方法
http://ultrasonic-labo.com/?p=1753
新しい超音波（測定・解析・制御）技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1454
物の動きを読む＜統計的な考え方＞
http://ultrasonic-labo.com/?p=1074
超音波の洗浄・攪拌・加工に関する「論理モデル」
http://ultrasonic-labo.com/?p=3963
３種類の異なる周波数の「超音波振動子」を利用する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=3815
株式会社 ワザワ 超音波事業部
http://ultrasonic-labo.com/?p=3272
有限会社 共伸テクニカル 超音波事業部
http://ultrasonic-labo.com/?p=3270
「超音波制御」方法を、実現する
制御装置（制御ＢＯＸ）を開発しました。
注：株式会社ワザワ様との共同開発により制御装置を製作しました。
この装置により、２０００リットリ以上の水槽・容器に対する
液循環にも対応可能となります
＜制御について＞
各種データの時系列変化の様子を解析・評価して、
時間で移動するボールのジャグリング状態に相当する
超音波伝搬現象の「サイクル」と、「影響範囲」を見つけます
この関係性からボールＮ個のジャグリング状態を設定して制御を行うと、
システムの状態に適した制御となり、効率の高い超音波システムとなります
＜＜ シャノンのジャグリング定理の応用 ＞＞
注：JUGGLING THEOREM proposed by Claude E. Shannon
of the Massachusetts Institute of Technology
is schematically represented for the three-ball cascade.
（ http://www2.bc.edu/~lewbel/jugweb/science-1.html より）
シャノンのジャグリング定理
( F + D ) ＊ H = ( V + D ) ＊ N
F ： ボールの滞空時間（Flight time）
D ： 手中にある時間（Dwelling time）
H ： 手の数（Hands）
V ： 手が空っぽの時間（Vacant time）
N ： ボールの数（Number of balls）
＜＜ 応用 ＞＞
Ｆ ： 超音波の発振・出力時間
Ｄ ： 循環ポンプの運転時間
H ： 基本サイクル（キャビテーション・加速度のピークの発生する）
V ： 脱気装置の運転時間
N ： 超音波出力の異なる周波数の数
参考動画
http://youtu.be/ZaA5q1ZenHw
http://youtu.be/BCNQq-pZSaQ
http://youtu.be/5sNVJBqfSlI
http://youtu.be/OGDFcCh-aQ8
http://youtu.be/gxuKG_-jw6g
http://youtu.be/TLeZoS22IRU
http://youtu.be/QZsFtJ-ohX0
http://youtu.be/DyhjfLifSXk
http://youtu.be/HyrXqEkCLwc
http://youtu.be/7wIWXxeU6Os
http://youtu.be/36qQsZdFwAc
http://youtu.be/biKIoMIPjgs
http://youtu.be/Lc_FAncmmYU
http://youtu.be/OjQDrZZZSTY
http://youtu.be/kD2OfTw2TvM
http://youtu.be/1Is0MSAAFR4
参考
シャノンのジャグリング定理を応用した「超音波制御」方法
http://ultrasonic-labo.com/?p=1753
新しい超音波（測定・解析・制御）技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1454
物の動きを読む＜統計的な考え方＞
http://ultrasonic-labo.com/?p=1074
超音波の洗浄・攪拌・加工に関する「論理モデル」
http://ultrasonic-labo.com/?p=3963
３種類の異なる周波数の「超音波振動子」を利用する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=3815
株式会社 ワザワ 超音波事業部
http://ultrasonic-labo.com/?p=3272
有限会社 共伸テクニカル 超音波事業部
http://ultrasonic-labo.com/?p=3270
超音波システム技術 Supersonic wave System technology
プロセス 超音波システムの技術（動画）
超音波振動子・発振機につきましては 現状、どこのメーカの製品でも対応可能です。
水槽のサイズにつきましても 幅広い範囲で対応可能です。
・超音波システムの技術
・超音波システム研究所（間接容器）no.２６５
・超音波システム研究所（キャビテーション制御）no.２６４
・超音波システム研究所（システム） no.２６３
・超音波システム研究所（超音波システムKT533DX）no.２６２
・超音波システム研究所（超音波専用水槽）no.２６１
・超音波システム研究所（脱気マイクロバブル）no.２６０
超音波システム技術 Supersonic wave System technology
＜オリジナル技術：：脱気・マイクロバブル発生液循環システム＞
超音波システム研究所は、
目的に合わせた効果的な超音波のダイナミック制御を実現する、
＜脱気・マイクロバブル発生液循環システム＞に関して
各種の音響特性の測定解析に基づいた組み合わせを利用することで、
超音波をコントロールする技術を開発しました。
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。
（材質は、樹脂・ステンレス・ガラス・・対応可能です）
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。
（水槽の音響特性に合わせた対応を実施します）
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音圧測定解析（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。
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。
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。
この空気を取り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。
注：
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）による
音圧測定解析を行い
効果の確認を行っています。
上記の液循環状態に対して
超音波プローブによるメガヘルツの超音波発振制御を行うことで
超音波の非線形現象が幅広い周波数帯で発生するとともに
ダイナミックな超音波の変化を実現します。
気体の流量・流速分布・・・を適切に設定することで
目的に合わせた、非線形現象を発生させることができます。
＜＜動画＞＞
https://youtu.be/PuYksPjt1aU
https://youtu.be/lbq1rz8cQt0
https://youtu.be/wmeKZ5s5lRw
https://youtu.be/XlXGNkeJCB0
https://youtu.be/y00-C8Vf79U
https://youtu.be/2KvEEBShMcQ
https://youtu.be/EKSOrS18Dws
https://youtu.be/E0bTXVEj9sg
https://youtu.be/HKojwpkJWdU
https://youtu.be/o5_CP911FJE
＊＊＊
https://youtu.be/CVUdBerVI3w
https://youtu.be/SPmDLnXfaQg
https://youtu.be/JMGunJictfo
https://youtu.be/pIBHtCREhbk
https://youtu.be/ykNwEE7SVCc
＊＊＊
https://youtu.be/UnzSZSZEM5w
https://youtu.be/tamXAwpD5TU
https://youtu.be/YusKlmbsxVI
https://youtu.be/NLm9Ro-0xYQ
参考動画
小型ギアポンプによる
マイクロバブル発生状況の様子
https://youtu.be/QuPAnFA0nsk
https://youtu.be/1TgMebRRJmQ
キャビテーションによるステンレス表面のダメージを
モニター画面に表示している様子
https://youtu.be/usF2LPOq1YE
https://youtu.be/2cKTgEssgvo
上記の技術に関して、
目的の超音波利用に合わせた
水槽の構造設計や液循環位置（ポンプへの吸い込み口、吐出口）は
非常に重要ですが
目的・サイズ・洗浄液・・によりトレードオフの関係が発生する場合があり、
一般的な設定はありません
（具体的な数値は、コンサルティング対応しています）
適切な設定が実現すると
マイクロバブルは超音波作用によりナノバブルに分散します
ナノバブルによる超音波の安定性は、マイクロバブルに比べて大きく
非線形現象の制御がより簡単になります
（具体的な制御は、音圧測定・・・コンサルティング対応しています
洗剤の使用や撹拌・・では、
通常の洗浄とは反対の設定を行う成功事例が多い傾向にあります）
超音波の伝播現象における「音響流」を利用する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1410
＜超音波のダイナミック制御技術＞
http://ultrasonic-labo.com/?p=2301
超音波のダイナミック制御技術を開発
http://ultrasonic-labo.com/?p=2015
オリジナル技術（液循環）
http://ultrasonic-labo.com/?p=7658
＜超音波のダイナミックシステム：液循環制御技術＞
http://ultrasonic-labo.com/?p=7425
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
超音波制御装置（制御ＢＯＸ）
http://ultrasonic-labo.com/?p=4906
シャノンのジャグリング定理を応用した
「超音波制御」方法
http://ultrasonic-labo.com/?p=1753
小型ポンプによる「音響流の制御技術」
http://ultrasonic-labo.com/?p=7500
脱気マイクロバブル発生液循環システム追加の出張サービス
http://ultrasonic-labo.com/?p=2906
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
超音波測定解析の推奨システムを製造販売
http://ultrasonic-labo.com/?p=1972
「脱気・マイクロバブル発生装置」を利用した超音波システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1996
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
超音波専用水槽の設計・製造技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1439
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
超音波による金属・樹脂表面の表面改質技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1004
超音波による「金属部品のエッジ処理」技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=2894
超音波の「音響流」制御による「表面改質技術」
http://ultrasonic-labo.com/?p=2047
「超音波の非線形現象」を目的に合わせてコントロールする技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=2843
超音波資料
http://ultrasonic-labo.com/?p=1905
複数の異なる「超音波振動子」を同時に照射するシステム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1224
３種類の異なる周波数の「超音波振動子」を利用する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=3815
２種類の異なる「超音波振動子」を同時に照射するシステム
http://ultrasonic-labo.com/?p=2450
対象物の振動モードに合わせた、超音波制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1131
オリジナル技術リスト
http://ultrasonic-labo.com/?p=10177
上記の技術について
「超音波コンサルティング」対応します
