超音波実験 Ultrasonic experiment （超音波システム研究所 ultrasonic-labo）

超音波実験　Ultrasonic experiment　（超音波システム研究所　ultrasonic-labo）

超音波システム（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（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 ultrasonic-labo＞

＜統計的な考え方＞を利用した「超音波技術」 

超音波システム研究所は、
　超音波利用に関して、
　＜統計的な考え方＞を利用した
　効果的な「測定・解析・評価方法」に関する超音波技術を開発しています。




＜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




超音波の研究について
「キャビテーションの効果を安定させるには統計的な見方が不可欠」

＜モデルについて＞
モデルは対象に関する理解、予測、制御等を
効果的に進めることを目的として構築されます。

正確なモデルの構築は難しく、
常に対象の複雑さを適当に"丸めた"形の表現で検討を進めます。
その意味で、
モデルの構成あるいは構築の過程は統計的思考が必要です。




＜モデルと現状のシステムとの関係性について＞
( 考察する場合の注意事項 )

１）先入観や経験は正しくないことがあると考える必要があります

２）モデルの本質を考えるためには、
　圏論（注）を利用することが有効だと考えています
　（実際に応用化学や量子論などで積極的に利用されています）

注：圏論は、数学的構造とその間の関係を抽象的に扱う数学理論

＜論理モデルの作成について＞
（情報量基準を利用して）

１）各種の基礎技術（注）に基づいて、対象に関する、

D1=客観的知識（学術的論理に裏付けられた理論）
D2=経験的知識（これまでの結果）
D3=観測データ（現実の状態）

からなる 「情報データ群 」、DS＝(D1,D2,D3) を明確に認識し
その組織的利用から複数のモデル案を作成する

２）統計的思考法を、
　情報データ群（DS）の構成と、
　それに基づくモデルの提案と検証の繰り返し
　によって情報獲得を実現する思考法と捉える

３）　AIC の利用により、
　様々なモデルの比較を行い、最適なモデルを決定する

４）　作成したモデルに基づいて
　超音波装置・システムを構築する

５）　時間と効率を考え、
　以下のように対応することを提案しています

５－１）「論理モデル作成事項」を考慮して
　「直感によるモデル」を作成し複数の人が検討する

５－２）実状のデータや新たな情報によりモデルを修正・検討する

５－３）検討メンバーが合意できるモデルにより
　装置やシステムの具体的打ち合わせに入る

上記の参考資料
ダイナミックシステムの統計的解析と制御
　：赤池弘次/共著 中川東一郎/共著：サイエンス社
生体のゆらぎとリズム コンピュータ解析入門
　：和田孝雄/著：講談社　





参考

＜統計的な考え方＞を利用した「超音波技術」

http://youtu.be/yg4Dz7FoMng

http://youtu.be/qXohr26cVJc

http://youtu.be/ESK1cJ97Zs4

http://youtu.be/GOejlBgvrcU

http://youtu.be/XFA5ydSajyQ

http://youtu.be/fv_ijYvqoaU





http://youtu.be/nXMsI5sNst4

http://youtu.be/GxgtbzyiXPU

http://youtu.be/YWrpdBIplFs

http://youtu.be/UG3Tf0V_wtY

http://youtu.be/-mVGJmlwGHg

http://youtu.be/UG3Tf0V_wtY

http://youtu.be/sHnoqiY6Y64

http://youtu.be/iQIbd9k0sDg


超音波プローブ実験（表面検査技術）

http://youtu.be/Te_ACjMjyMI

http://youtu.be/Uubge-RgRQk

http://youtu.be/XCUP__rcsnE

http://youtu.be/ocYiPRyRhlw





＜超音波のダイナミックシステム＞

http://youtu.be/RF7wuI6juGY

http://youtu.be/tfN92tDDigc





通信の数学的理論
　http://ultrasonic-labo.com/?p=1350

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

モノイドの圏
　http://ultrasonic-labo.com/?p=1311




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

新しい超音波（測定・解析・制御）技術
　http://ultrasonic-labo.com/?p=1454

シャノンのジャグリング定理を応用
　http://ultrasonic-labo.com/?p=1753

 

マイクロバブルを利用した超音波洗浄機

マイクロバブルを利用した超音波洗浄機

超音波システム研究所

超音波出力の最適化技術を開発
（対象物の表面を伝搬する表面弾性波の測定解析に基づいた最適化技術）

超音波システム研究所は、
超音波の非線形性に関する「測定・解析・制御」技術を応用した、
対象物の表面を伝搬する表面弾性波の
ダイナミック特性を解析・評価する技術により、
洗浄物・治工具・超音波振動子・水槽・液循環・・に関する、
相互作用を＜目的に合わせて最適化＞する技術を開発しました。

超音波発振制御プローブ、超音波テスターを利用したこれまでの
発振・計測・解析により
各種の関係性・応答特性(注）を検討することで
超音波利用に関する出力の最適化技術として開発しました。

注：パワー寄与率、インパルス応答・・・

 

 

 

超音波の測定・解析に関して
サンプリング時間・・・の設定は
オリジナルのシミュレーション技術を利用しています

なお、今回の技術を
超音波システムの出力制御の最適化技術として
コンサルティング対応しています。

 
超音波水槽に超音波振動子（振動板）を1台使用する場合には
＜超音波＞と＜水槽＞と＜液循環＞のバランスによる
最適な出力状態を測定解析し、提案します。

 

超音波水槽に複数の超音波振動子（振動板）を使用する場合には
各超音波出力の関係性を測定解析し、
最適化した出力方法・・・を提案します。

従来は、最大出力で使用する傾向が強いと思いますが
水槽の強度・構造・・・洗浄物・付着した汚れ・・・により
出力を適切に抑えることで
効果的な超音波の伝搬状態を実現させることができます
（具体例として、出力が水槽の振動と騒音になる傾向があります
振動子と水槽の側面からの反射・・・に関する相互作用は重要です
共振やうねりによる効率の低下を避けるために出力の最適化が必要です）

 
超音波出力の最適化技術による結果

１：精密洗浄、ナノレベルの攪拌・・・において
低出力のメガヘルツ超音波刺激が効果的である

２：周波数５０ｋＨｚ以下で、出力６００Ｗ以上の超音波使用の場合
対象物の音響特性により、対象の表面に対して
超音波刺激（振動）が、ほとんど発生しない事例が多数ある

 

 

３：洗浄物と超音波（出力・周波数）と洗浄液（液循環・・）に関する
最適化が行われていないため
洗浄効果につながる非線形現象が起きていない
（洗浄効果の小さい超音波洗浄機の事例
低周波の共振現象による騒音や液面の振動現象になっている）

 

 

４：周波数５０ｋＨｚ以下で、出力６００Ｗ程度の超音波使用の場合
メガヘルツ超音波との組み合わせによる
相互作用をコントロールすることが効果的である

　

 

超音波システム研究所

超音波システム研究所は、
　超音波とマイクロバブルを水槽内で制御する技術を応用して、
　金属や樹脂部品の表面の残留応力を均質化できる
　「表面処理技術」を開発した。



超音波洗浄機の、ステンレス製超音波水槽・超音波振動子に対しても、
　強度や音響特性に合わせた、超音波とマイクロバブルの制御により
　表面改質処理を実現することで、
　超音波の伝搬効率・寿命を大きく改善している。

金属部品の熱処理や樹脂部品の成型、
　あるいは３Ｄプリンターによる製造により
　表面の状態は、応力の不均一な分布状態で、
　金属疲労やコーティングのムラの発生原因となっている。

これまでの、
　超音波とマイクロバブルによる洗浄効果に対する実績・評価から
　ネジの谷部、樹脂レンズ・・・に対して
　大きな表面改質効果が出ている。




具体的な対象物に対する、
　表面を伝搬する超音波振動の測定解析から
　水槽内で、超音波周波数をダイナミックに制御するこで、
　金属部品・樹脂部品に加えてガラスなど幅広い素材を対象に、
　表面全体を目的に合わせて均質化処理できる技術を開発した。




この、超音波とマイクロバブルによる
　表面の非線形振動現象のコントロールで、
　満足できる新しい表面処理技術として有効と判断。

超音波洗浄装置を持つ企業などに対して、
　技術ノウハウのコンサルティング対応を実施している。

注１：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
注２：表面弾性波の発振・測定・解析は、
　オリジナル製品：超音波「音圧測定装置（超音波テスター）」で行います。



参考動画

http://youtu.be/igRorfb6Otc

http://youtu.be/b_a7-dywsRw

http://youtu.be/Ifh7vC7mJnc

http://youtu.be/KNwr1Ju5Zf8




http://youtu.be/wNYACdlVUbA

http://youtu.be/jFkrWd2Tcec

http://youtu.be/iILYiKQUIzg

http://youtu.be/KajMlWX6hu4

http://youtu.be/T5lMmIxebSo




http://youtu.be/W3MJYiv2OuA

http://youtu.be/WargIi6wjn8

http://youtu.be/YH8uTzQYlO0

http://youtu.be/swRAhiHDpT0

http://youtu.be/hLNxRvfORBI

http://youtu.be/QbwPHEBi-zQ

http://youtu.be/g3MK52oNzuo

http://youtu.be/8UHdDDMPUFI

http://youtu.be/Ma1OrwSLotc

http://youtu.be/kVrjeXHiK6A

http://youtu.be/uM9Let1GKFk




http://youtu.be/Qq6kcdwWKlA

http://youtu.be/RckjAFvxdOQ

http://youtu.be/4Ur_TgolsgE

http://youtu.be/khii8rLzbqA

http://youtu.be/J03PpjYQKfI

http://youtu.be/QrpbWjdoe30

http://youtu.be/bljZbSr3dKE

http://youtu.be/BUTCgNxuPQE

http://youtu.be/_ISvWeQLky0



「脱気・マイクロバブル発生装置」を利用した超音波制御システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1996

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




超音波資料を公開・販売
http://ultrasonic-labo.com/?p=1765




樹脂・金属の表面改質に関する書籍
http://ultrasonic-labo.com/?p=7530

 

超音波実験 Ultrasonic experiment

http://youtu.be/jaH8okuOAN0




超音波実験　Ultrasonic experiment

１：キャビテーションの制御技術
２：液循環の技術
３：治工具の利用技術
４：マイクロバブルの利用技術
５：超音波の計測技術


　上記に関する「超音波実験」を紹介します。

　＜＜超音波システム研究所＞＞




Ultrasonic experiment

Control technology of cavitation

Technology of liquid circulation

Use of technology and tools

Use of micro-bubble technology

I will introduce the document "ultrasound experiment" about the above.

　Ultrasonic measurement and analysis techniques




Ultrasonic　System Laboratory 

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





超音波利用に関して
　実験の繰り返し・・・経験（注）により
　音響流を直感的に
　とらえられると考えています

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
　　ぼんやりと、洗浄物に対する
　　音響流の影響がわかります

　　対処を繰り返すと
　　音響流に対する対象物固有の現象が
　　流れを見て感じるようになります

　　現在は、次にステップとして
　　　非線形性を含めた
　　　各種要因の寄与率を
　　　とらえたいと考えています




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。




参考

１）超音波洗浄器（基礎実験・確認）

超音波洗浄器の利用技術　
http://ultrasonic-labo.com/?p=1318

超音波洗浄器の利用技術　Ｎｏ．２
http://ultrasonic-labo.com/?p=1060

超音波洗浄器(42kHz)による＜メガヘルツの超音波洗浄＞技術を開発
http://ultrasonic-labo.com/?p=1879


２）超音波利用（応用技術・ノウハウ）

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

推奨する「超音波（発振機、振動子）」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1798

超音波専用水槽の設計・製造技術を開発
http://ultrasonic-labo.com/?p=1439

超音波のダイナミック制御技術を開発
http://ultrasonic-labo.com/?p=2015




超音波洗浄システムを最適化する方法
http://ultrasonic-labo.com/?p=2710

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


３）超音波測定（音圧測定・解析・評価）

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




超音波計測の特別システムをオーダーメイド対応
http://ultrasonic-labo.com/?p=1972
http://ultrasonic-labo.com/?p=1962
http://ultrasonic-labo.com/?p=1953
http://ultrasonic-labo.com/?p=1915

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

 

＜超音波システム研究所 ultrasonic-labo＞

「超音波の非線形特性」を利用した、検査技術を開発

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超音波システム研究所は、

バイスペクトル解析による、

「超音波の（高調波に関する）非線形特性」 を利用した、

部品・表面・結合状態・・・に関する、検査技術を開発しました。

今回開発した技術により

各種部品の「表面状態」「結合状態」・・・ 　について

超音波の音響特性による

評価・検査を行うことが可能になりました。

高調波による超音波の伝搬状態を検出・把握することで

目視・音圧レベル・周波数特性・・・では

再現性・・・を含め、確認が難しい状態についても

十分な対応が可能になります

従って、固有振動数との組み合わせ・・

による超音波のダイナミック特性を利用した

検査・評価システムが実現できます

これは、洗浄・表面改質・化学反応の促進・・・

の、超音波利用に関しても

効果的な伝搬状態を検出・確認出来る、ということで大変有効です

オリジナルの超音波伝搬状態の測定・解析技術により、

各種部品・・・の、表面状態に関する効果的な事例を多数確認しています。

■参考動画

　http://youtu.be/s-pI6dlhNyg　　http://youtu.be/GYzMf7VhwEM

　http://youtu.be/CBpHtpSkie0　　http://youtu.be/Lv8UFuPGzSA

　http://youtu.be/-WWTSZRfALU　　http://youtu.be/2D6tF6woTrw

　http://youtu.be/T_87NbX3Fcg　　http://youtu.be/TlHpCdrelS8

　http://youtu.be/4WnBXYGk1E0　　http://youtu.be/0dApqW0sTgg

　http://youtu.be/hNuG9EauqHo　　http://youtu.be/d3AyOIkOR44

 

これは、新しい超音波解析技術であり、

超音波のダイナミック特性による一般的な効果を含め

新素材の開発、攪拌、分散、洗浄、化学反応実験・・・

に、各種操作の解析技術として、

利用・発展できると考えています。

 

なお、今回の方法ならびに技術ノウハウを

コンサルティング事業として、 展開しています。

 

 

超音波システム研究所

マイクロバブルを利用した超音波洗浄機

マイクロバブルを利用した超音波洗浄機

超音波システム研究所は、
超音波の伝搬現象に関する測定・解析・評価技術に基づいて、
超音波加工、攪拌、化学反応・・にも利用可能な、
マイクロバブルを利用した超音波洗浄機を開発しました。

推奨システム概要

１：超音波とマイクロバブルによる表面改質処理を行った
２種類の超音波振動子（標準タイプ　３８ｋＨｚ，７２ｋＨｚ)

２：超音波とマイクロバブルによる表面改質処理を行った
超音波専用水槽(標準タイプ　内側寸法：500*310*340mm)

３：脱気・マイクロバブル発生液循環システム

４：制御ＢＯＸによる、超音波出力と液循環の最適化制御システム

５：超音波テスターによる、音圧管理システム

超音波
MIRAE ULTRASONIC TECH. CO
１）精密洗浄シリーズ（72KHz　300W）
株式会社カイジョー
２）投込振動子型超音波洗浄機　２００G （38kHz 150W)

あるいは
MIRAE ULTRASONIC TECH. CO
３）精密洗浄シリーズ（28KHz　300W）

注意：水槽・振動子・治工具については、エージング処理により
音響特性の調整対応が可能です

＊特徴

超音波専用水槽による効果的な装置です

効率の高い超音波利用により
通常の水槽では強度・耐久性が不十分です

洗浄・攪拌・表面改質・・・対象と目的により
２種類の超音波（振動子）を組み合わせて制御します

推奨タイプの組み合わせは
３８ｋHz、７２ｋHzの状態です
（主要周波数の実測値事例　３３．７ｋHz　７１．４ｋHz
水槽により数値は大きく変化します）

洗浄・攪拌・表面改質・・・対象と目的による
２種類の超音波（振動子）の組み合わせ事例
１：３８ｋHz、７０ｋHz
２：２５ｋHz、３８ｋHz
３：２４ｋHz、６８ｋHz
４：３３ｋHz、２８ｋHz
５：３３ｋHz、４０ｋHz
６：３３ｋHz、７１ｋHz
・・・・・
・・・・・

特殊樹脂を利用した
メガヘルツの超音波の利用事例
１１：　２８ｋHz、　１ＭHｚ
１２：　２８ｋHz、　３ＭHｚ
１３：　２８ｋHz、　５ＭHｚ
１４：　３８ｋHz、　１ＭHｚ
１５：　３８ｋHz、　３ＭHｚ
１６：　３８ｋHz、　５ＭHｚ
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・・・