超音波実験 ultrasonic-labo
キャビテーションと加速度・音響流の効果に関する新しい分類
超音波システム研究所は、
超音波の伝搬状態を解析することで、
キャビテーションと加速度・音響流の効果に関する
新しい分類方法を開発しました。
今回開発した分類に関する方法は、
超音波の伝搬状態に関する
主要となる周波数（パワースペクトル）の
ダイナミック特性により
キャビテーションと加速度・音響流の効果を推定します。
これまでのデータぼ解析から
効果的な利用方法を
以下のような
３つのタイプに分類することができました。
１：キャビテーション型
２：加速度（音響流）型
３：ミックス型
上記の各タイプについて
安定性・変化の状態・・・に関して
詳細な分類により、
目的と効果（伝搬状態）に対する、効率のよい制御が可能になりました。
特に、洗浄に関しては
汚れの特性やバラツキに関する情報が得られにくいため
このような分類をベースに実験確認することで
効果的な超音波制御（伝搬状態）を実現させています。
この分類の本質的なアイデアは、
超音波による定在波の特徴を、抽象代数学の
「導来関手」に適応させるということです。
抽象的ですが
超音波の伝搬状態を計測解析するなかで
定在波に関する的確な対応・制御事例から
時間経過とともに変化する状態を捉えるために
「導来関手」と
スペクトルシーケンスの関係を利用して分類することにしました。
なお、超音波システム研究所の「定在波の制御技術」は、
この方法による、具体的な技術として利用しています。
タイトル 超音波工学と応用技術 著者 ベ・ア・アグラナート [ほか]共著
著者 青山忠明, 遠藤敬一 訳 出版社 日ソ通信社 出版年 1991 より
応用技術として
今後、非線形性の相互作用に関する研究開発を進めています。
「超音波利用の最も大きな効果が、非線形状態の変化にある」
と測定確認しています。
参考
音と超音波の組み合わせ
超音波システム研究所は、
＊超音波伝搬状態の測定技術（オリジナル製品：超音波テスター）
＊超音波伝搬状態の解析技術（時系列データの非線形解析システム）
＊超音波伝搬状態の最適化技術（音と超音波の最適化処理）
＊表面弾性波の制御技術
・・・・
上記の技術を応用して＜音と超音波の組み合わせ＞を利用した
超音波（非線形共振現象）の制御技術を開発・応用しています。
＊超音波伝搬状態の測定技術（オリジナル製品：超音波テスター）
＊超音波伝搬状態の解析技術（時系列データの非線形解析システム）
＊超音波伝搬状態の最適化技術（音と超音波の最適化処理）
＊表面弾性波の制御技術
・・・・
上記の技術を応用して＜音と超音波の組み合わせ＞を利用した
超音波（非線形共振現象）の制御技術を開発・応用しています。
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
今回開発した技術の応用事例として、
各種部品・材料の状態（空中、水中、弾性体との接触・・）
に合わせた、超音波の効果的（洗浄・改質・攪拌・化学反応促進・・・）
な利用を実現させています。
■参考（実験動画）
超音波プローブの＜発振制御＞技術を開発
超音波システム研究所は、
オリジナル製品：超音波テスター専用プローブに関する、
超音波＜発振制御＞技術を開発しました。
以下の動画は
超音波プローブの発振制御による、
超音波伝搬現象を確認している様子です
公開動画
超音波とガラス容器による、ナノレベルの攪拌技術を開発
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
－－超音波の非線形現象を制御する技術による
ナノレベルの攪拌・乳化・分散・粉砕技術－－
超音波システム研究所は、
「超音波の非線形現象（音響流）を制御する技術」を利用した
効果的な攪拌（乳化・分散・粉砕）技術を開発しました。
今回開発した技術は
具体的な対象物の構造・材質に合わせ、
効果的な超音波（キャビテーション・音響流）伝搬状態を、
ガラス容器の特徴に合わせて、超音波出力制御により実現します。
特に、
音響流による、高調波の刺激により
ナノレベルの対応も十分に実現しています
金属粉末をナノサイズに分散する事例から応用発展させました。
超音波に対する
定在波やキャビテーションの制御技術をはじめ
間接容器に対する伝播制御技術・・・により
適切なキャビテーションと音響流による攪拌を行います。
これまでは、各種溶剤の効果と超音波の効果が
トレードオフの関係にあることが多かったのですが
この技術により
溶剤と超音波の効果を
適切な相互作用により相乗効果を含めて
大変効率的に利用（超音波制御）可能になりました。
オリジナルの超音波伝搬状態の測定・解析技術により、
音響流の評価・・・・多数のノウハウ・・・を確認しています。
■参考動画
＜超音波洗浄器 ４２ｋHz ２６Ｗ＞
これは、新しい超音波技術であり、
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・・・
に大な特徴的な固有の操作技術として、
コンサルティングにおいて利用・発展対応しています。
原理の論理的な説明と
具体的な方法（技術）について
コンサルティング対応させていただきます。
超音波を利用した、「ナノテクノロジー」の研究・開発装置
http://ultrasonic-labo.com/?p=2195
磁性・磁気と超音波（Ultrasonic and magnetic）
http://ultrasonic-labo.com/?p=3896
超音波攪拌（乳化・分散・粉砕）技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=3920
「超音波の非線形現象」を利用する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1328
超音波による「金属部品のエッジ処理」技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=2894
超音波システム研究所は、
２種類の異なる周波数の超音波（振動子）による
目的に合わせた超音波の非線形現象（音響流）制御を実現する
推奨超音波システム（洗浄、加工、撹拌・・）技術を開発しました。
推奨システム概要
１：２種類の超音波振動子（標準タイプ ３８ｋＨｚ，７２ｋＨｚ)
２：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)
注意：水槽については、エージング処理により
通常の水槽でも調整対応可能です
＊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）
ポイントは
超音波の正確な発振周波数の測定・解析・確認と
解析と超音波利用目的に基づいた
超音波伝搬状態を実現させる
以下の技術です
１）マイクロバブルを利用した、専用水槽内の「液体」の均一化
２）超音波の非線形現象（音響流）制御としての「液循環」
３）超音波の発振制御（注）
注）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
治工具と各種の制御により、超音波照射状態を適正に設定することで、
キャビテーションと加速度（音響流）の効果を、
目的に合わせた状態にコントロールできます。
－システムの応用事例－
ガラス製の水槽を利用した精密洗浄
間接容器を利用した表面改質
ナノレベルの攪拌・乳化・分散・粉砕
各種の化学反応処理
メッキ液・コーティング液の開発
ナノ粒子の製造
複雑な形状へのコーティング・・表面処理
表面の残留応力の緩和処理
水の改質（ラジカル化）
表面弾性波を利用した目的のサイズの霧化
・・・・・・・
超音波システム（３８ｋHz、７２ｋHz）
https://youtu.be/VL22PqUx57U
https://youtu.be/Bcd-5FHc2-g
https://youtu.be/WEdJFW1j1XI
https://youtu.be/WVGbfxtC9yA
https://youtu.be/Ep2Rh7_vKnE
https://youtu.be/wZs5UbeSQFU
https://youtu.be/AYtb_HdcCP0
https://youtu.be/6wKokd_mYDQ
https://youtu.be/0kK8yHzFLwo
https://youtu.be/bFzGTW-ZkjA
https://youtu.be/5n7SQnXQdA8
https://youtu.be/oew_PaktkVw
https://youtu.be/wbQ4IZtVw-s
https://youtu.be/CUWst0sFHRk
https://youtu.be/i_-bL-I0l6o
https://youtu.be/yeO4aPgd3Zo
https://youtu.be/6q5euIhcGy0
https://youtu.be/M0JzuW16iMI
https://youtu.be/KwZ1swNIeNc
https://youtu.be/EUtxnkVp1BA
https://youtu.be/-KRQtMUc0e0
https://youtu.be/Rk__4fxwQy4
https://youtu.be/eDPe567dWvI
https://youtu.be/JAWGtcWxXpw
「金属部品のエッジ処理」
https://youtu.be/M3Ch2B5ZUQI
https://youtu.be/OR-j9HM8AI4
https://youtu.be/jqg8_yJd_eY
https://youtu.be/ny63lC3eDm8
https://youtu.be/K4Mye2phgO0
https://youtu.be/H9w5VuuYIgM
https://youtu.be/qMn9aOb4vYI
２種類の異なる「超音波振動子」を同時に照射するシステム
http://ultrasonic-labo.com/?p=2450
「脱気・マイクロバブル発生装置」を利用した超音波システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1996
３種類の異なる周波数の「超音波振動子」を利用する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=3815
超音波洗浄機の「流れとかたち・コンストラクタル法則」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1779
「流水式超音波システム」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1258
液循環ポンプによる「音響流の制御システム」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1212
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
超音波発振・計測・解析システム（超音波テスター）
http://ultrasonic-labo.com/?p=7662
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
超音波洗浄ラインの超音波伝搬特性を解析・評価する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=2878
マイクロバブルを利用した超音波洗浄機
http://ultrasonic-labo.com/?p=11902
超音波の発振・制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1915
オリジナル超音波技術によるビジネス対応
http://ultrasonic-labo.com/?p=9232
超音波（伝搬状態）測定・解析に特化した、超音波コンサルティング
http://ultrasonic-labo.com/?p=1852
目的に合わせた超音波の非線形現象（音響流）制御を実現する
推奨超音波システム（洗浄、加工、撹拌・・）技術を開発しました。
推奨システム概要
１：２種類の超音波振動子（標準タイプ ３８ｋＨｚ，７２ｋＨｚ)
２：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)
注意：水槽については、エージング処理により
通常の水槽でも調整対応可能です
＊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）
ポイントは
超音波の正確な発振周波数の測定・解析・確認と
解析と超音波利用目的に基づいた
超音波伝搬状態を実現させる
以下の技術です
１）マイクロバブルを利用した、専用水槽内の「液体」の均一化
２）超音波の非線形現象（音響流）制御としての「液循環」
３）超音波の発振制御（注）
注）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
治工具と各種の制御により、超音波照射状態を適正に設定することで、
キャビテーションと加速度（音響流）の効果を、
目的に合わせた状態にコントロールできます。
－システムの応用事例－
ガラス製の水槽を利用した精密洗浄
間接容器を利用した表面改質
ナノレベルの攪拌・乳化・分散・粉砕
各種の化学反応処理
メッキ液・コーティング液の開発
ナノ粒子の製造
複雑な形状へのコーティング・・表面処理
表面の残留応力の緩和処理
水の改質（ラジカル化）
表面弾性波を利用した目的のサイズの霧化
・・・・・・・
超音波システム（３８ｋHz、７２ｋHz）
https://youtu.be/VL22PqUx57U
https://youtu.be/Bcd-5FHc2-g
https://youtu.be/WEdJFW1j1XI
https://youtu.be/WVGbfxtC9yA
https://youtu.be/Ep2Rh7_vKnE
https://youtu.be/wZs5UbeSQFU
https://youtu.be/AYtb_HdcCP0
https://youtu.be/6wKokd_mYDQ
https://youtu.be/0kK8yHzFLwo
https://youtu.be/bFzGTW-ZkjA
https://youtu.be/5n7SQnXQdA8
https://youtu.be/oew_PaktkVw
https://youtu.be/wbQ4IZtVw-s
https://youtu.be/CUWst0sFHRk
https://youtu.be/i_-bL-I0l6o
https://youtu.be/yeO4aPgd3Zo
https://youtu.be/6q5euIhcGy0
https://youtu.be/M0JzuW16iMI
https://youtu.be/KwZ1swNIeNc
https://youtu.be/EUtxnkVp1BA
https://youtu.be/-KRQtMUc0e0
https://youtu.be/Rk__4fxwQy4
https://youtu.be/eDPe567dWvI
https://youtu.be/JAWGtcWxXpw
「金属部品のエッジ処理」
https://youtu.be/M3Ch2B5ZUQI
https://youtu.be/OR-j9HM8AI4
https://youtu.be/jqg8_yJd_eY
https://youtu.be/ny63lC3eDm8
https://youtu.be/K4Mye2phgO0
https://youtu.be/H9w5VuuYIgM
https://youtu.be/qMn9aOb4vYI
２種類の異なる「超音波振動子」を同時に照射するシステム
http://ultrasonic-labo.com/?p=2450
「脱気・マイクロバブル発生装置」を利用した超音波システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1996
３種類の異なる周波数の「超音波振動子」を利用する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=3815
超音波洗浄機の「流れとかたち・コンストラクタル法則」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1779
「流水式超音波システム」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1258
液循環ポンプによる「音響流の制御システム」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1212
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
超音波発振・計測・解析システム（超音波テスター）
http://ultrasonic-labo.com/?p=7662
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
超音波洗浄ラインの超音波伝搬特性を解析・評価する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=2878
マイクロバブルを利用した超音波洗浄機
http://ultrasonic-labo.com/?p=11902
超音波の発振・制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1915
オリジナル超音波技術によるビジネス対応
http://ultrasonic-labo.com/?p=9232
超音波（伝搬状態）測定・解析に特化した、超音波コンサルティング
http://ultrasonic-labo.com/?p=1852
超音波の＜ダイナミック特性を考慮した制御＞技術を開発
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
超音波システム研究所は、
オリジナル技術（超音波テスター）による、
超音波伝搬状態の各種解析結果と
統計モデルによる関係性の理論（整理）により
超音波＜ダイナミック特性を考慮した制御＞技術を開発しました。
具体例
参考書
＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
＊＊＊
＊＊＊＊
＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
興味のある方は、メールでお問い合わせください
＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
超音波＜定在波制御＞技術を開発
超音波システム研究所は、
オリジナル技術（超音波分散、超音波測定解析・・）による、
超音波＜定在波制御＞技術を開発しました。
超音波水槽内の伝搬状態について、弾性波動を考慮した解析で、
各種の振動状態（モード）を検出・検討しました。
その結果、定在波の制御が可能になり、
超音波洗浄、超音波攪拌、表面改質・・・目的に対して
効率良く超音波の状態を制御する方法を実現しました。
目的とする超音波の状態を音圧の測定・解析グラフにより
管理・調整・・・利用可能にしたシステム技術です。
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、
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
目的に応じた利用方法が可能です
２８ｋＨzと７２ｋＨzの超音波振動子の組み合わせにより実現します
例1：強い（音圧レベルの高い）キャビテーション効果の利用
例2：高い周波数の超音波（１ＭＨｚ以上の高調波）の利用
例3：定在波による、キャビテーションと加速度の効果を
ミックス（ダイナミック制御）させた利用
例4：超音波攪拌・洗浄におけるナノレベルの
対象物を移動させるために定在波の効果を利用
・・・・・・・・・
参考
型番「ＵＳＷ－２８・７２Ｓ」＜推奨＞
（２８ｋHz ７２ｋHz の超音波振動子を制御するタイプ）
型番「ＵＳＷ－４０・７２S」
（４０ｋHz ７２ｋHz の超音波振動子を制御するタイプ
高い周波数を優先して利用する場合）
型番「ＵＳＷ－２８・４０S」
（２８ｋHz ４０ｋHz の超音波振動子を制御するタイプ
キャビテーションを優先して利用する場合）
超音波システム研究所は、
「音の形と変化に関する数学（抽象代数）モデル」と
「超音波振動子の利用に関するコンサルティング実績」にもとづいて、
超音波振動子を利用した超音波システムの実用化方法を開発しました。
超音波に関する、各種の基礎理論・技術を利用して
応用システムを開発する場合、様々な振動現象により
目的とは異なる、状況になることがほとんどだと経験しています。
この、基礎理論と現実の振動現象を
実際の具体的な時系列データ（解析）を通して
ダイナミックな特性を最優先で対処（最適化）することで
システムの改善が効率的に行える方法を
経験を通して開発してきました。
今回、この技術を、
超音波を利用する様々な関係者の方に
広く普及させたいと考え
コンサルティング、セミナー・・・により
公開・説明していくことにしました。
これまでの超音波関連技術に加え
超音波の変化を、抽象代数の圏論やコホモロジーの
スペクトルシーケンスに適応させるといった
オリジナル方法を利用して表現するために
論理的な説明はできませんが、
各種の具体的な相談に対して
具体的な技術をアドバイス・コンサルティングします。
これは、超音波システム研究所の「超音波テスター」による、
音圧測定解析の有効性を示す典型的な事項だと考えています。
超音波発振・計測・解析システム（超音波テスター）
http://ultrasonic-labo.com/?p=7662
超音波＜計測・解析＞事例
http://ultrasonic-labo.com/?p=1705
モノイドの圏
http://ultrasonic-labo.com/?p=1311
参考動画
https://youtu.be/xB6oFRrkr8M
https://youtu.be/f5Lbvmy4OIQ
https://youtu.be/gW9fsN_qamM
https://youtu.be/eDVWmBElJ-k
https://youtu.be/yGuLuoEyNZE
https://youtu.be/pghzzJI8yqs
https://youtu.be/aBh25R8tWc8
https://youtu.be/hEN4pR5-C2A
https://youtu.be/3iDFKG96K38
https://youtu.be/X5SQB7CaJ2Q
https://youtu.be/VfAlHyrQuJc
https://youtu.be/0VTUW9feJTs
https://youtu.be/BtyCiu61_4U
https://youtu.be/-Vee8d5yiuI
https://youtu.be/ViPeOTVd-7M
https://youtu.be/Rxz3zlhyR2c
https://youtu.be/1xOxVMIS6gE
https://youtu.be/Tj8pQu6QtNs
https://youtu.be/vy7tG42LgJs
https://youtu.be/v65TYJJmDz4
https://youtu.be/yM66BDE6kDU
＊＊＊
https://youtu.be/M5JZ3JDpZeQ
https://youtu.be/cJQHKI7Ibv4
https://youtu.be/6SXrPuF3cqU
https://youtu.be/ZdWsibmMG-0
https://youtu.be/Ye1aUK4624s
https://youtu.be/k4HbwUn15fE
https://youtu.be/dw-z3I2kZCs
＊＊＊
https://youtu.be/I-rh_UQHaN8
https://youtu.be/LoDfzfti2po
https://youtu.be/VVY3HpWUBi4
https://youtu.be/KLc4pf99PEg
https://youtu.be/CgY5bzfAvhQ
https://youtu.be/qFeAe9P1fgs
https://youtu.be/APTw0Dn2Vbo
https://youtu.be/RFLXx1XbNf4
https://youtu.be/baBeYZ_tBCk
https://youtu.be/Nvie_6Qldw4
https://youtu.be/tB9IzIbmusI
https://youtu.be/23ZGTdZLRPA
https://youtu.be/8G5L-aawlI4
https://youtu.be/FjQq7v-UmVs
これは、各種の超音波利用（攪拌・分散・洗浄・加工・化学反応・・）に
コンサルティング対応することで、経験（注）から開発した技術です。
注：現実の超音波伝搬状態を超音波の基礎理論が説明できない問題や
現実の超音波の効果を超音波の基礎理論が説明できない問題を
経験から、実用的なパラメーターや治工具により最適化するといった
超音波システム研究所オリジナルの方法です。
オリジナル超音波システムの開発技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1546
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
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://ultrasonic-labo.com/?p=1004
超音波の「音響流」制御による「表面改質技術」
http://ultrasonic-labo.com/?p=2047
