超音波実験 Ultrasonic experiment ＜超音波システム研究所 ultrasonic-labo＞
＜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）
目的の超音波状態は音圧測定解析で行います
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
以下の動画は
超音波とマイクロバブルによる
表面改質処理を行った水槽を利用して、
（超音波の共振・減衰・キャビテーション・音響流・・を制御している）
適切な液循環の状態を紹介しています
https://youtu.be/o3Qpl-cQ7Bs
https://youtu.be/yFJg_j3oQ7A
https://youtu.be/j5dXEfK06q8
https://youtu.be/aoWj5Rk821o
https://youtu.be/3-X8mtTX4mI
https://youtu.be/B9VEMuMlVp4
https://youtu.be/cUOZwQhaEfg
https://youtu.be/aPokM9mDdtI
https://youtu.be/T6vzGtEd5ug
https://youtu.be/_42NEXTwbdw
https://youtu.be/i8YUuzLHXUw
https://youtu.be/G2Co9Qdkj1M
https://youtu.be/fOGJ2SbC8bk
https://youtu.be/Z0WpAL3sx00
https://youtu.be/rV93lZVqu5U
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・・により反対になる場合もあり、
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）
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
超音波専用水槽の設計・製造技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1439
超音波による金属・樹脂の表面改質技術
http://aeropres.net/release/html/3242
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）
目的の超音波状態は音圧測定解析で行います
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
以下の動画は
超音波とマイクロバブルによる
表面改質処理を行った水槽を利用して、
（超音波の共振・減衰・キャビテーション・音響流・・を制御している）
適切な液循環の状態を紹介しています
https://youtu.be/o3Qpl-cQ7Bs
https://youtu.be/yFJg_j3oQ7A
https://youtu.be/j5dXEfK06q8
https://youtu.be/aoWj5Rk821o
https://youtu.be/3-X8mtTX4mI
https://youtu.be/B9VEMuMlVp4
https://youtu.be/cUOZwQhaEfg
https://youtu.be/aPokM9mDdtI
https://youtu.be/T6vzGtEd5ug
https://youtu.be/_42NEXTwbdw
https://youtu.be/i8YUuzLHXUw
https://youtu.be/G2Co9Qdkj1M
https://youtu.be/fOGJ2SbC8bk
https://youtu.be/Z0WpAL3sx00
https://youtu.be/rV93lZVqu5U
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・・により反対になる場合もあり、
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）
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
超音波専用水槽の設計・製造技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1439
超音波による金属・樹脂の表面改質技術
http://aeropres.net/release/html/3242
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＜応用＞実験 Supersonic wave experiment
「超音波の非線形現象」を利用する技術を開発
超音波システム研究所は、
オリジナルのバイスペクトル解析グラフ
（最大エントロピースペクトルアレイ法を参考にしたオリジナル手法）による、
「超音波の（高調波に関する）非線形現象」 を利用する
新しい制御技術を開発しました。
今回開発した技術により
超音波の伝搬状態について
音圧レベル・主要周波数（キャビテーション）を
音響流（非線形現象）との相互作用が判断できる、
数値化・グラフ化を可能にしました。
解析結果に基づいた、
各種（水槽、振動子、治工具・・・）の組み合わせにより
目的に合わせた超音波利用状態の最適化が、可能になりました。
高調波による超音波の伝搬状態や
共振現象による低周波の発生状況を検出・把握することで
目視や音圧レベルだけでは再現性・相互作用による変化・・・・
対応・評価が難しい状態についても
非線形現象に関する
解析評価結果に基づいて、十分な対応（制御）が可能になります。
従って、
適切・あるいは有効な
超音波伝搬状態（周波数、音圧、変化・・）を確認したうえで、
超音波のダイナミック特性を目的に合わせて制御できます。
これは、洗浄・表面改質・化学反応の促進・・・に対して、大変有効です。
さらに、定在波の制御により、キャビテーションと加速度の効果を
目的に合わせて変化させる状態について、詳細な分析が可能になります。
これは、加工、改質、攪拌・・・に対して、大変有効です。
オリジナルの超音波伝搬状態の測定・解析技術により、
効果的な事例・実績を多数確認しています。
オリジナル超音波実験 （超音波システム研究所 ultrasonic-labo）
超音波の測定・解析に基づいたシステム技術 ultrasonic-labo
超音波伝搬状態の測定解析（超音波テスター）
超音波の音圧データ解析
Ｒ（フリーソフト）の統計処理ソフトに含まれている
時系列データに関する各種解析方法を利用しています
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、
オリジナル製品（超音波テスター）による
測定（時系列）データの自己回帰モデルを
応用した解析手法で
評価・応用しています
統計数理に基づいた
実験を繰り返しながら
超音波の論理モデルを検討しています
＜統計的な考え方について＞
統計数理には、抽象的な性格と具体的な性格の二面があり、
具体的なものとの接触を通じて
抽象的な考えあるいは方法が発展させられていく、
これが統計数理の特質である
解析例
BURG法
YULE-WALKER法
HOUSEHOLDER法
GOERTZEL法・・・・・によるスペクトル解析
解析技術
１）多変量自己解析モデルによるフィードバック解析結果で
超音波の安定性・バラツキ・・について検討します
２）インパルス応答特性・自己相関の解析により
水槽・振動子・治工具・・の影響による非線形現象の検討を行います
３）パワー寄与率の解析により
超音波（周波数・出力）、水槽、液循環・・
の最適化に関する検討を行います
４）その他（表面弾性波の伝搬）の非線形（バイスペクトル）解析により
対象物に合わせた、洗浄・攪拌・分散・改質・・・
の検討を行います
この解析方法は、
複雑な超音波振動のダイナミック特性を
時系列データの解析手法により、
超音波の測定データに適応させることで実現しています。
具体的な超音波伝播周波数の状態により、
解析の有効性（相互作用・・）を考慮する必要があるため
すべてに適応する設定はありません。
（事前のシミュレーション検討を行っています）
＜＜超音波システム研究所＞＞
ホームページ http://ultrasonic-labo.com/
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
新しい超音波（測定・解析・制御）技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1454
超音波（論理モデルに関する）研究開発資料
http://ultrasonic-labo.com/?p=1716
物の動きを読む（統計数理）
http://ultrasonic-labo.com/?p=1074
超音波コンサルティング
http://ultrasonic-labo.com/?p=2187
複数の超音波プローブを利用した「測定・解析・評価」技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=3755
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
超音波データの統計処理
（多変量自己回帰モデル解析）
http://youtu.be/30WSjkiBhbI
http://youtu.be/q9caJGWKkYk
http://youtu.be/utECtIBKBY4
http://youtu.be/tq53AIjyEA4
http://youtu.be/U4Dk6hSHF1E
http://youtu.be/8ln7ux4FaPk
http://youtu.be/4Idfb5VQvVA
http://youtu.be/hcQ49j2cKew
http://youtu.be/hR9bkqSNRec
http://youtu.be/xJ-nbhfEQQo
超音波の音圧データ解析
Ｒ（フリーソフト）の統計処理ソフトに含まれている
時系列データに関する各種解析方法を利用しています
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、
オリジナル製品（超音波テスター）による
測定（時系列）データの自己回帰モデルを
応用した解析手法で
評価・応用しています
統計数理に基づいた
実験を繰り返しながら
超音波の論理モデルを検討しています
＜統計的な考え方について＞
統計数理には、抽象的な性格と具体的な性格の二面があり、
具体的なものとの接触を通じて
抽象的な考えあるいは方法が発展させられていく、
これが統計数理の特質である
解析例
BURG法
YULE-WALKER法
HOUSEHOLDER法
GOERTZEL法・・・・・によるスペクトル解析
解析技術
１）多変量自己解析モデルによるフィードバック解析結果で
超音波の安定性・バラツキ・・について検討します
２）インパルス応答特性・自己相関の解析により
水槽・振動子・治工具・・の影響による非線形現象の検討を行います
３）パワー寄与率の解析により
超音波（周波数・出力）、水槽、液循環・・
の最適化に関する検討を行います
４）その他（表面弾性波の伝搬）の非線形（バイスペクトル）解析により
対象物に合わせた、洗浄・攪拌・分散・改質・・・
の検討を行います
この解析方法は、
複雑な超音波振動のダイナミック特性を
時系列データの解析手法により、
超音波の測定データに適応させることで実現しています。
具体的な超音波伝播周波数の状態により、
解析の有効性（相互作用・・）を考慮する必要があるため
すべてに適応する設定はありません。
（事前のシミュレーション検討を行っています）
＜＜超音波システム研究所＞＞
ホームページ http://ultrasonic-labo.com/
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
新しい超音波（測定・解析・制御）技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1454
超音波（論理モデルに関する）研究開発資料
http://ultrasonic-labo.com/?p=1716
物の動きを読む（統計数理）
http://ultrasonic-labo.com/?p=1074
超音波コンサルティング
http://ultrasonic-labo.com/?p=2187
複数の超音波プローブを利用した「測定・解析・評価」技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=3755
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
超音波データの統計処理
（多変量自己回帰モデル解析）
http://youtu.be/30WSjkiBhbI
http://youtu.be/q9caJGWKkYk
http://youtu.be/utECtIBKBY4
http://youtu.be/tq53AIjyEA4
http://youtu.be/U4Dk6hSHF1E
http://youtu.be/8ln7ux4FaPk
http://youtu.be/4Idfb5VQvVA
http://youtu.be/hcQ49j2cKew
http://youtu.be/hR9bkqSNRec
http://youtu.be/xJ-nbhfEQQo
