超音波洗浄器
超音波洗浄器
４２ｋHz ３５W
メガヘルツの超音波発振制御プローブを利用した実験動画 ultrasonic-labo
超音波の発振制御技術
超音波システム研究所は、
シャノンのジャグリング定理を応用した「超音波制御」方法と
オリジナル超音波発振プローブの製造技術を組み合わせることで
複数の異なる周波数の超音波を目的（洗浄、加工、攪拌、検査、・・）
に合わせて制御する方法を開発しました。
この技術を、コンサルティング提案・実施対応しています。
超音波伝搬現象を 安定して効率よく利用するためには
超音波の伝搬特性として、発振機や振動子以外の条件に関する
検討や開発も必要です
発振波形や制御条件を検討することで
新しい超音波の効果を発見できます
新しい超音波現象を目的に合わせて利用することで
効率の高い超音波利用が実現します
特に、ナノレベルの超音波技術での実績が増えています
＜制御について＞
各種データの時系列変化の様子を解析・評価して、
時間で移動するボールのジャグリング状態に相当する
超音波伝搬現象の「サイクル」と、「影響範囲」を見つけます
この関係性からボールＮ個のジャグリング状態を設定して制御を行うと、
システムの状態に適した制御となり、効率の高い超音波システムとなります
＜＜ シャノンのジャグリング定理の応用 ＞＞
注：JUGGLING THEOREM proposed by Claude E. Shannon
シャノンのジャグリング定理
( F + D ) ＊ H = ( V + D ) ＊ N
F ： ボールの滞空時間（Flight time）
D ： 手中にある時間（Dwelling time）
H ： 手の数（Hands）
V ： 手が空っぽの時間（Vacant time）
N ： ボールの数（Number of balls）
＜＜ 応用 ＞＞
F ： 超音波１の発振・出力時間
D ： ベースとなる超音波２の運転時間
H ： 基本サイクル（音響流の流れを数値化したパラメータ）
V ： 低周波振動（液循環・揺動）装置・・の運転時間
N ： 超音波（発振）周波数の異なる振動子の数
ポイント（ノウハウ）は、非線形現象の発生状態を
対象物による相互作用を考慮した
測定解析評価に基づいて、コントロールすることです。
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
超音波の制御技術
超音波のダイナミック制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=2015
超音波システム研究所は、
代数モデルを応用した、超音波の伝搬状態に関する、
超音波（ダイナミック制御）技術を開発しました。
超音波美顔器を利用した「応用技術」
超音波システム研究所（所在地：東京都八王子市）は、
１－７ＭＨｚ（超音波美顔器）と
各種部材（ガラス、ステンレス、・・ 他）を利用した
全く新しい、オリジナル方法による、
超音波の「組み合わせ制御技術」を開発しました。
各種材料の音響特性を利用することで
音響流の非線形現象（注）をコントロール可能にします
注：オリジナル非線形共振現象
オリジナル発振制御により発生する高調波の発生を
共振現象により高い振幅に実現させたことで起こる
超音波振動の共振現象
＜具体例＞
４０ｋＨｚ（あるいは１ＭＨｚ）の超音波発振で、
４０ｋＨｚ（あるいは１０ＭＨｚ）よりも音圧レベルの高い、
１ＭＨｚ（あるいは１０ＭＨｚ）の共振状態を発生させます
超音波の減衰が大きい材料に対しても
超音波利用の条件・目的（溶剤、めっき、化学反応・・）に合わせて
最適化出来ます
今回開発した技術を、
ガラス・樹脂・アルミ・・・の洗浄や
各種溶剤・・・の化学反応実験に用いた結果、
ナノレベルの効率の高いシステムとして利用することが可能となりました。
メガヘルツの超音波発振制御プローブを利用した実験動画 ultrasonic-labo
メガヘルツの超音波発振制御プローブを利用した実験動画 ultrasonic-labo
水槽内に３種類の超音波振動子を設置しています
ultrasonic-labo
「対象物の音響特性」を利用した「超音波洗浄技術」を開発
超音波システム研究所は、
オリジナル装置：超音波テスターにより
対象物の音響特性（超音波の非線形伝搬パラメータ）を利用する、
新しい「超音波洗浄技術」を開発しました。
今回開発した技術により
複数の異なる周波数の「超音波振動子」を利用する場合、
「超音波の発振・出力制御」による
洗浄対象物への非線形伝搬現象を考慮した、
超音波のダイナミックな制御を可能にしました。
特に、
高調波に関する超音波と対象物の相互作用を検出・確認することで
複雑な形状や、精密部品の洗浄に対する効果的な
制御（液循環、治工具、洗浄物の固定方法、・・・）が明確になります。
従って、適切・あるいは有効な
超音波周波数の選択や
異なる周波数の振動子の組み合わせ・・
洗浄対象に合わせた使用方法が決定できます。
これは、洗浄・表面改質・化学反応の促進・・・に対して
目的に合わせた
効果的な超音波利用技術です。
間接容器や治工具
洗浄対象物の数量・・に対する相互作用もあり
解析は、複雑ですが
各種の適用が可能になります
オリジナルの超音波伝搬状態の測定・解析技術により、
以下の事項について
実験確認を続けた結果として、このような方法を開発しました。
１）超音波の非線形現象と、洗浄効果の解析
２）洗剤・溶剤・・・洗浄液による超音波の非線形現象の解析
３）流水式超音波の解析
４）超音波による、部品の表面検査技術の開発
５）超音波伝搬現象に関する、代数モデルの研究
各種部品・・・に対して効果的な実績が増えています。
■参考動画
