超音波について
＜＜ 超音波の非線形現象 ＞＞
超音波洗浄効果の高い装置は、キャビテーションを考慮した洗浄水槽を使用して
音響流の効果を最適化した振動子・振動板を設置します。
普通の超音波洗浄機は、洗浄物により
様々な、キャビテーション・音響流が発生します。
どうしても、目に見える、あるいは聞こえる範囲での状態評価に集中します。
ところが、ソ連の超音波に関する書籍
「超音波工学と応用技術」ベ.ア.アグラナート/[他]共著には、
「超音波洗浄について、最も重要（効果的）な要因は、音響流である」
と言うことが記載されています。
音響流に関して以下のような説明がありますが、
測定・解析・評価については、はっきりしません。
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は、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。
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。
こうなると、キャビテーションと音響流の議論になり、対応が難しくなります。
そこで、キャビテーション・音響流の影響として
複雑な超音波の音圧変化を統計解析することを考えます。
簡単な実験として、
超音波洗浄器で、液循環がある場合と無い場合の違いを調べます。
ここで、液循環量の変化に合わせて、超音波による音圧変化の様子を観察・測定します。
測定した、音圧データを検討・解析（自己相関・バイスペクトル）することで
超音波における非線形現象をはっきり確認できます。
「超音波工学と応用技術」ベ.ア.アグラナート/[他]共著には、
「流体が振動する現象は非線型理論の集積です」と指摘しています。
従って、超音波の音圧測定・解析・評価により、非線形現象を確認することは
超音波の効果的な利用に発展できることになります。
２０１９．４．２６
