超音波振動子の改良による、超音波制御技術

超音波システム研究所（所在地：東京都八王子市）は、
　超音波振動子の振動面に、特殊な樹脂を取り付けることで
　超音波の非線形現象に関する、新しい制御技術を開発しました




複雑な超音波振動のダイナミック特性を
　各種の関係性について解析・評価する中で、
　超音波振動子に、特殊樹脂を取り付けることにより、
　超音波の非線形現象に関して、
　音圧レベル、伝搬周波数の変化を、
　目的に合わせて設定する技術を開発しました。


■参考動画

https://youtu.be/afSj5uyNF5c

https://youtu.be/HHhmqBUPgzA

https://youtu.be/IDS6acQbOpg

https://youtu.be/q5l2-Pzlzxo

https://youtu.be/tDIXa49TlDk

https://youtu.be/F2JgAs1thPI





これは、新しい方法および技術です。

高価な超音波振動子を購入しなくても
　５０ｋＨｚ以下の超音波振動子で
　５００ｋＨｚ～５ＭＨｚ程度の
　超音波伝搬状態を利用することが可能です。
　

超音波伝搬状態に関する
　ダイナミック特性の解析結果から
　様々な応用事例(注）が発展しています。

　注：
　　１）めっき液への超音波伝搬実験
　　２）高温の金属材料への超音波伝搬実験
　　３）表面の均一化処理に関する、高速化方法
　　４）金属アドマイジング処理
　　５）精密超音波洗浄方法（メガヘルツの超音波制御）
　　６）超音波加工方法
　　７）表面検査方法
　　８）その他

なお、今回の技術（特殊樹脂の取り付け方法・・）を
　コンサルティング事業として、展開・対応しています。




参考

超音波振動子の改良による、超音波制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=9865

ノウハウ＜超音波振動子の設置＞
http://ultrasonic-labo.com/?p=1538

超音波振動子の設置方法による、超音波制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1487
　
超音波水槽の新しい液循環システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1271

超音波洗浄機を改良する方法
http://ultrasonic-labo.com/?p=1179

超音波の＜ダイナミック特性を考慮した制御＞技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1142

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

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

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

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

音圧測定装置（超音波テスター）の標準タイプ
http://ultrasonic-labo.com/?p=1722

音圧測定装置（超音波テスター）の特別タイプ
http://ultrasonic-labo.com/?p=1736


オリジナル技術20160217
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/51f8d723d6e7020c4e662b4f58826945.pdf

超音波テスターＮＡ（推奨タイプ）
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/06d8809b57609380ea2fdcc654dfda68.pdf

超音波洗浄資料（抜粋）
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/4b10b044100130815368b1dc57220eda.pdf

洗浄システム（推奨）20160217
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/d39082f7b306b7313f97134980d82672.pdf

超音波攪拌装置（推奨）
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/b610478c7142f00c93ad80336e175465.pdf


この技術は
ＴＲＩＺに記載されている、振動するものの固定方法に関する応用です

発明的創造の心理学について
（ＴＲＩＺ、ハイパーソニック・エフェクト、 ・・・）
http://ultrasonic-labo.com/?p=1944

脱気・マイクロバブル発生装置

脱気・マイクロバブル発生装置

新しい小型ポンプを使用した
　超音波＜実験・研究・開発＞に適した
　脱気・マイクロバブル発生装置」を開発しました。

－今回開発したシステムの応用事例－
　ガラス製の水槽を利用した化学反応実験
　調理用機器を利用した表面改質実験
　メガネの洗浄器による洗浄実験
　各種の攪拌実験
　・・・・・・・

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

超音波システム研究所

超音波システム研究所は、
　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、
　超音波利用技術を開発しました。




参考動画のような、川の流れを観察しています

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)




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）

・・・・・・・
絶えず移動するさざ波の塊を研究して、
　これを数学的に整理することはできないものだろうか。
・・・・・・・・

水面をすっかり記述するという
　手におえない複雑さに陥らずに、
　これらのはっきり目に見える事実を
　描き出すことができるだろうか。

波の問題は
　明らかに平均と統計の問題であり、
　この意味でそれは
　当時勉強していた、ルベーグ積分と密接に関連していた
・・・・

私は、自然そのものの中で
　自己の数学研究の言葉と問題を
　探さねばならないのだということを知るようになった。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

こうして、サイバネティクスの立場から見れば、
　世界は一種の有機体であり、
　そのある面を変化させるためには
　あらゆる面の同一性を
　すっかり破ってしまわなければならない
　というほどぴっちり結合されたものでもなければ、
　任意の一つのことが
　他のどんなこととも同じくらいやすやすと
　起こるというほどゆるく結ばれたものでもない。
・・・・・・

・・・・・・
　理想的には、
　単振動とは遠い過去から遠い未来まで時間的に
　不変に続いている運動である。
　ある意味でそれは永遠の姿の下に存在する。

音を発したり、止めたりすることは、
　必然的にその振動数成分を変えることになる。

この変化は、小さいかもしれないが、
　全く実在のものである。

有限時間の間だけ継続する音符は
　ある帯域にわたる多くの
　単振動に分解することができる。

それらの単振動のどれか一つだけが
　存在するとみる事はできない。
　時間的に精密であることは
　音の高さがいくらかあいまいであることを意味し、
　また音の高さを精密にすれば
　必然的に時間的な区切りがつかなくなる。
・・・・・・・

・・・・・・・


上記を参考・ヒントにして
　超音波伝播現象における
　「非線形効果」を測定・利用する技術を
　流れをよくするという「コンストラクタル法則（constractal-law）」で
　整理することで、超音波利用技術にまとめています。




参考動画＜流れの観察＞

https://youtu.be/a2vljq6dSus

https://youtu.be/yO3aHgSRVII

https://youtu.be/_4V_m5uMtcM

https://youtu.be/F0YUk0WMWls

https://youtu.be/A3yaCciamJs

https://youtu.be/hds6wxvAK3s

https://youtu.be/NJ86JNSkY6E

https://youtu.be/36S5VgDXO9Y

https://youtu.be/Xz2ujfh30CU

https://youtu.be/VlQcZZAbvFU

https://youtu.be/aO0kGSjskIM

https://youtu.be/-jdriygET9U

https://youtu.be/qsIGNUNRxcE

https://youtu.be/Hm1LfAAbj34

https://youtu.be/ueQvoq_mbWY

https://youtu.be/Qyn-hm6VHd0

＊＊＊

https://youtu.be/qJ2ASrTbAIg

https://youtu.be/ML9r_y1JrY0


注：
くりかえし
　超音波と
　流体の変化（流れ、渦、波・・）を
　観察して　　
　イメージを修正しながら
　音響流に関する論理モデルを考え続けます

1年ぐらい経過してくると
　渦の動きが見えてきます
　そこから
　ぼんやりと、洗浄物に対する
　音響流の影響がわかります





超音波制御＜応用例＞

https://youtu.be/MhvxCuYXDHM

https://youtu.be/cq_JCx59gAA

https://youtu.be/d_o9CIv1bL0

https://youtu.be/WNRcShLzIow

https://youtu.be/T6SMk4NJrdA

https://youtu.be/IMdVcGLvdRU

https://youtu.be/zX-pqDmhUsM

https://youtu.be/1iPmegbNzI0

https://youtu.be/OTYvtSsOD1s




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

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

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

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

音色と超音波
http://ultrasonic-labo.com/?p=1082

物の動きを読む
http://ultrasonic-labo.com/?p=1074

発明的創造の心理学について
（ＴＲＩＺ、ハイパーソニック・エフェクト、 ・・・）
http://ultrasonic-labo.com/?p=1944

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




参考書籍
１：解析
　１）叩いて超音波で見る―非線形効果を利用した計測
佐藤 拓宋 (著) 出版社: コロナ社 (1995/06)　

　２）電気系の確率と統計
佐藤 拓宋 (著) 　出版社: 森北出版 (1971/01) 

　３）不規則信号論と動特性推定
宮川 洋 (著), 佐藤拓宋 (著), 茅 陽一 (著)
　　　出版社: コロナ社 (1969)　

　４）赤池情報量規準AIC―モデリング・予測・知識発見 　
　　　　赤池 弘次 (著), 室田 一雄 (編さん), 土谷 隆 (編さん)　
　　　　出版社: 共立出版 (2007/07)

　５）ダイナミックシステムの統計的解析と制御
赤池 弘次 (著), 中川 東一郎 (著)　
　　　　出版社:　サイエンス社(1972)　

２：シミュレーション
　「波動解析と境界要素法」
福井 卓雄 小林 昭一　京都大学学術出版会 (2000/03) 

３：弾性波動
　「弾性波動論の基本 」　田治米 鏡二 (著)　槇書店 (1994/10)

　「弾性波動論 」佐藤 泰夫 (著) 岩波書店 (1978/03) 

４：流体力学
　「内部流れ学と流体機械」 妹尾 泰利 (著)　養賢堂 (1973) 

　「流体力学 」日野 幹雄 (著) 朝倉書店 (1974/03) 

　「流体力学 」日野 幹雄 (著) 朝倉書店 (1992/12) 

　「噴流工学 」社河内敏彦(著) 森北出版（2004/03)

５：超音波
「やさしい超音波工学―拡がる新応用の開拓」 
川端 昭 (編著), 高橋 貞行 (著) 一ノ瀬 昇 (著) 
　 工業調査会　増補版 (1998/01) 

 

 

カイジョー 投込振動子型超音波洗浄機 200G

カイジョー　投込振動子型超音波洗浄機　200G

＜＜音響流＞＞

＜＜音響流＞＞

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。

＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
超音波システム研究所
ホームページ　　http://ultrasonic-labo.com/
＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

 

 

超音波の非線形現象

超音波機器の＜計測・解析・評価＞（出張）サービス
http://ultrasonic-labo.com/?p=1934

超音波＜計測・解析＞事例
http://ultrasonic-labo.com/?p=1705

「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

 

超音波解析シミュレーション no.９

超音波解析シミュレーション　no.９

超音波の組み合わせ制御技術

超音波の組み合わせ制御技術

小型超音波振動子によるメガヘルツの超音波制御技術を開発

超音波システム研究所は、
小型超音波振動子（４０ｋＨｚ　５０Ｗ）に関して、
超音波＜制御＞技術を応用した、
１－１５ＭＨｚの
超音波伝搬状態を利用可能にする 超音波技術を開発しました。

小型超音波振動子の
　１）低出力
　２）樹脂水槽
　３）液循環制御
　４）各種治工具・・・を利用した新しい応用技術です。

表面弾性波の利用により
超音波が伝搬する液体に接触することが出来れば
洗浄対象物は、水槽よりも大きなサイズでも対応可能です。

弾性波動に関する工学的（実験・技術）な視点と
流れや変化を取り入れた、新しい超音波モデルにより
応用技術として開発しました。

様々な分野への利用が可能になると考えています
各種コンサルティングにおいて提案対応しています。

コメント

超音波現象は大変複雑です
解明されていない多数の事項があります、技術としての利用においては
大局的な把握が必要です
簡易的な実験により
具体的な各種の事項を、実感しながら、超音波をとらえることを推奨します

各種の文献・・には書かれていない、具体的な事項に直接対処することで
超音波現象の本質に関係するオリジナル技術を発展させることが可能になります

特に、樹脂の材質、構造による超音波の音響特性は
ほとんど研究されていないため
一般論で考えがちですが、具体的な各種の容器には
表面弾性波や振動のダイナミック特性について、固有の特徴があります

＜＜参考動画＞＞

https://youtu.be/1_SHje7kdAo

https://youtu.be/rz0mRkmUsHc

https://youtu.be/gb6wsadtV1E

https://youtu.be/xZGCyQP5paw

https://youtu.be/VXvcRlrnEbc

https://youtu.be/LNfmXH08_88

https://youtu.be/vUKAqE0pJuI

https://youtu.be/SqXJzYvPBfE

https://youtu.be/djDkZK-R8Dc

https://youtu.be/iJ5R8fmwkdo

https://youtu.be/Gds7r2TEAPc

注：上記動画の樹脂水槽は
　超音波とマイクロバブルによる表面改質処理を行っています

超音波の＜ダイナミック特性を考慮した制御＞技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1142

「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

超音波洗浄器による＜メガヘルツの超音波洗浄＞技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1879

 

超音波実験写真

 

 

超音波実験

超音波の統計処理（基礎解析データ）

　Ultrasonic analysis

http://youtu.be/2AD8jn-OeLc

http://youtu.be/yHe050kvbRY

http://youtu.be/ll3702qSetw

http://youtu.be/kYFW4nPivuc

http://youtu.be/y1WDzB0oS2s

http://youtu.be/c92O7tqOktg

http://youtu.be/VOcOzyrT4uA

http://youtu.be/GeXtGWUgEhU

http://youtu.be/YoiT5_5G6l0

http://youtu.be/kEtYSMongFo

http://youtu.be/IClPosabdVc

http://youtu.be/_DG-pAi5BWY

http://youtu.be/pM6-TcdBW9Q