３種類(複数)の異なる周波数の「超音波振動子」
３種類の超音波を同時に照射しています
合計出力 ３２０－４５０Ｗ 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 ）
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＞を利用しています。
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
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
上記の技術により
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
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対応事例が多い傾向にあります）
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
超音波測定技術 ＮＯ．６５
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
＜＜超音波システム研究所＞＞
超音波洗浄器（ 液循環ノウハウ ）
＜均一で高い音圧レベルの超音波伝搬状態の例 ＞
超音波洗浄器
（ ４２ｋHz ３５W ６００ｃｃ ２９８０円 ）
＜注：詳細を知りたい方は
超音波システム研究所にお問い合わせください＞
■ホームページＵＲＬ
http://ultrasonic-labo.com/
超音波の解析
多変量自己解析モデルによるフィードバック解析
２変数のパワー寄与率
＜音響流とキャビテーションのバランスを最適化する＞
１） 洗浄液が淀まない洗浄水槽を使用する
２）強度について、特別に弱い部分のない洗浄水槽を使用する
３）洗浄液の分布を均一にする（Ｄｏ濃度、液温、流速 等）
４）振動子の上面の洗浄液の流れを調節する（流量・流速・バラツキをコントロールする）
５）超音波の周波数と出力にあわせた液循環を行う
６）機械設計としての洗浄水槽の強度は超音波周波数に対して設定する
７）洗浄水槽の製造方法を明確にして、超音波の水槽による減衰レベルを設定する
８）流体に対する洗浄水槽の特性を明確にする（例 コーナー部の設計）
９）超音波の周波数・出力に対する洗浄水槽の特性を明確にする
（振動子・振動板の位置と水槽の関係を調整する 洗浄水槽の超音波伝播特性を明確にする）
１０）洗浄システムとしての制御構造などとの最適化を行う
以上のパラメータを念頭に超音波洗浄を検討する（あるいは、現状の洗浄を見直す）
コメント
音響流とキャビテーションは相反する現象だと考えています
しかし、どちらかをなくすことは大変難しいため
バランスを調整し、最適化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
ホームページ http://ultrasonic-labo.com/
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
小型超音波振動子による「超音波システム」
小型超音波振動子を使用した
超音波＜実験・研究・開発＞に適した
超音波システムを開発しました。
超音波振動子：４０ｋＨｚ ５０Ｗ
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超音波システム研究所
ホームページ http://ultrasonic-labo.com/
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