＜音響流＞を利用した超音波システムno.４

＜音響流＞を利用した超音波システムno.４

超音波（キャビテーション）と
　音響流を
　適正に設定することで、
　目的に合わせた超音波の状態が実現できます
＜＜超音波システム研究所＞＞

＜超音波システム研究所 ultrasonic-labo＞

超音波システム研究所（所在地：東京都八王子市）は、
超音波に関して、オリジナル技術による
超音波コンサルティング対応を行ってます。







技術提供（オリジナル技術）


＜＜超音波洗浄器・超音波美顔器＞＞

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

超音波美顔器を利用した、組み合わせ「超音波伝搬制御技術」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1205

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













「音圧レベルの高い、３ＭＨｚ」の超音波利用技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1249

超音波の伝播現象における「音響流」を利用する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1410


＜＜超音波（振動子）＞＞

複数の異なる「超音波振動子」を同時に照射するシステム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1224

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

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

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







小型超音波振動子による「超音波システム」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1280

小型超音波振動子による「超音波伝播制御」技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1602

超音波の組み合わせ制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=7277

超音波（振動子・水槽）の音響特性を考慮した制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=9971

超音波振動子を、超音波の利用目的に合わせて制御する方法
http://ultrasonic-labo.com/?p=9888

超音波振動子の改良による、超音波制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=9865

間接容器と定在波による音響流とキャビテーションのコントロール
http://ultrasonic-labo.com/?p=2462

液循環による超音波の非線形制御技術を開発
http://ultrasonic-labo.com/?p=1428


＜＜実験動画＞＞

YouTubeに投稿した超音波技術動画
http://ultrasonic-labo.com/?p=2604

YouTube：：投稿動画１
http://ultrasonic-labo.com/?p=1584

YouTube：：投稿動画２
http://ultrasonic-labo.com/?p=3722

オリジナル超音波実験：実験動画の公開
http://ultrasonic-labo.com/?p=9780

超音波技術動画
http://ultrasonic-labo.com/?p=2679

超音波の解析動画を公開
http://ultrasonic-labo.com/?p=1337








＜＜実験写真＞＞

超音波実験写真
http://ultrasonic-labo.com/?p=2005

１）超音波実験写真１　http://ultrasonic-labo.com/?p=1507

２）超音波実験写真２　http://ultrasonic-labo.com/?p=1511

３）超音波実験写真３　http://ultrasonic-labo.com/?p=1516

４）超音波実験写真４　http://ultrasonic-labo.com/?p=1648

５）超音波実験写真５　http://ultrasonic-labo.com/?p=1595

６）超音波実験写真６　http://ultrasonic-labo.com/?p=1675

７）超音波実験写真７　http://ultrasonic-labo.com/?p=1690

８）超音波実験写真８　http://ultrasonic-labo.com/?p=1745

９）超音波実験写真９　http://ultrasonic-labo.com/?p=1697

デジタルカメラによる
キャビテーション写真を利用した超音波制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1461


＜＜その他＞＞

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

株式会社　ワザワ　超音波事業部
http://ultrasonic-labo.com/?p=3272

有限会社 共伸テクニカル　超音波事業部
http://ultrasonic-labo.com/?p=3270

技術提携
http://ultrasonic-labo.com/?p=1575

超音波コンサルティング
http://ultrasonic-labo.com/?p=2187

超音波コンサルティング
http://ultrasonic-labo.com/?p=2295

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

超音波技術：：プレスリリース　Ｎｏ．２
http://ultrasonic-labo.com/?p=9280

超音波技術：：プレスリリース　Ｎｏ．１
http://ultrasonic-labo.com/?p=1435

超音波技術に関する技術移転
http://ultrasonic-labo.com/?p=8792

オリジナル超音波システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=9894

オリジナル技術リスト
http://ultrasonic-labo.com/?p=10177

超音波技術　Ｎｏ．３
http://ultrasonic-labo.com/?p=10908











＜＜セミナー＞＞

洗浄セミナー
http://ultrasonic-labo.com/?p=2211

洗浄セミナー
http://ultrasonic-labo.com/?p=1865

超音波洗浄セミナー
http://ultrasonic-labo.com/?p=3829

超音波セミナー
http://ultrasonic-labo.com/?p=6879



超音波システム研究所＜理念＞
http://ultrasonic-labo.com/?p=1985

超音波システム研究所＜理念Ⅱ＞
http://ultrasonic-labo.com/?p=3865



上記の技術について
「超音波コンサルティング」対応します

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

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

１）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

２）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

 

超音波システム研究所

 

 

 

■参考（実験動画）

 

https://youtu.be/rNoutNa_6R4

https://youtu.be/wQED3zK8iGk

https://youtu.be/Qp80yyJbrOk

 

 

https://youtu.be/wt5oiERKhX0

https://youtu.be/lrBd-zMdbdQ

 

超音波実験 ultrasonic-labo

超音波実験　ultrasonic-labo

超音波システム研究所

超音波の非線形制御技術を開発
（間接容器と定在波による音響流とキャビテーションのコントロール）







超音波システム研究所は、
　超音波（定在波）の制御技術を応用して、
　間接容器を利用した、
　超音波の非線形現象を制御する技術を開発しました。


今回開発した技術は、
　超音波の定在波を利用して、
　間接容器の音響特性と
　相互作用による影響を組み合わせることで、
　超音波機器の発振周波数とは異なる、
　幅広い超音波伝搬周波数の
　効果的な利用状態を可能にする技術です。







特に、容器の音響特性を考慮することで
　音響流による効果・影響をコントロール可能にしました。

具体例
　４０ｋＨｚの超音波振動子とガラス容器を使用して、
　１００－２００ｋＨｚの超音波洗浄

　４０ｋＨｚの超音波振動子とステンレス容器を使用して、
　６００－１２００ｋＨｚの超音波分散

　・・・の実施例があります。









なお、超音波システム研究所の
　「超音波機器の評価技術」により、
　具体的な効果を＜数値化・グラフ化＞することで確認しています。

参考

http://youtu.be/djVC993_jp8

http://youtu.be/avmYieNXT7Y

http://youtu.be/iHfP8t2RqEo

http://youtu.be/9EaamN6WW9M

http://youtu.be/posa6NnwQLw

http://youtu.be/OC3ZDsUZLRY

http://youtu.be/QN9Atf8KZQs

http://youtu.be/u2XxRhNcst8





http://youtu.be/0JulYMdLgQw

http://youtu.be/xi8CvtXAXWE

http://youtu.be/c781B4CnIw0

http://youtu.be/j66AyMkuVaI

http://youtu.be/Okx9xHF224w

http://youtu.be/-B0A__11wCE

http://youtu.be/TiEH0ip9hX0

http://youtu.be/8Jpihlbxjkw

http://youtu.be/AX1gG7HjyKM





http://youtu.be/13Pof00rhaA

http://youtu.be/VNb4wkOOBSY

http://youtu.be/yIqVmIEWhZQ

http://youtu.be/rq-LTmtWTJI

http://youtu.be/PDN-Hm2JcmI

http://youtu.be/O9S_oJx_bG0

http://youtu.be/NXm9lJ6bJqA

http://youtu.be/_-4-80tEYXw

http://youtu.be/oTYE6KehjvQ







超音波による
「金属部品のエッジ処理」技術
　http://ultrasonic-labo.com/?p=2894

間接容器と定在波による
音響流とキャビテーションのコントロール
　http://ultrasonic-labo.com/?p=1471

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

超音波の伝播現象における
「音響流」を利用する技術
　http://ultrasonic-labo.com/?p=1410

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








超音波機器の＜計測・解析・評価＞
　http://ultrasonic-labo.com/?p=1934

超音波システム研究所＜理念＞
　http://ultrasonic-labo.com/?p=1985

超音波＜計測・解析＞事例
　http://ultrasonic-labo.com/?p=1705

超音波振動子の設置方法による、超音波制御技術

超音波振動子の設置方法による、超音波制御技術を開発






超音波システム研究所は、
　超音波振動子の設置方法による、定在波の制御技術を発展させ、
　キャビテーションと加速度（音響流）の効果をコントロールする
　新しい技術を開発しました

　上記の技術により、大きなエネルギーを必要とする
　３００－２０００リットルの液体に対して
　　攪拌・霧化・洗浄・改質・・・が可能となります









－今回開発した技術の応用事例－

　溶剤に対する、ナノレベルの触媒の攪拌・分散
　　（鍍金液へのカーボンナノチューブの攪拌・分散
　　　塗料へのカーボンナノチューブの攪拌・分散）

　複数の汚れによる、付着力の異なる洗浄対象に対して
　　あるいは、形状の複雑な部品の表面改質に対して
　　適切な超音波照射の実現。

　最も効果的な事例
　　金属・樹脂部品・材料への表面改質（残留応力の緩和）








Ultrasonic　System Laboratory 

超音波システム研究所
ホームページ　　http://ultrasonic-labo.com/
ホームページ　　http://www.green.dti.ne.jp/aabccdx/

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

散歩 超音波システム研究所 山梨県 富士川町 ultrasonic-labo

散歩　超音波システム研究所　山梨県　富士川町　ultrasonic-labo

複数の超音波発振制御技術

複数の超音波発振制御技術

超音波システム研究所（所在地：東京都八王子市）は、
表面弾性波の非線形振動現象を利用した
複数の超音波を発振制御する技術を開発しました。

複雑な振動状態について、
複数の超音波発振制御により、
以下の項目を目的に合わせて最適化します。

　１）線形現象と非線形現象
　２）相互作用と各種部材の音響特性
　３）音と超音波と表面弾性波
　４）低周波と高周波（高調波と低調波）
　５）発振波形と出力バランス
　６）発振制御と共振現象（オリジナル非線形共振現象（注１））
　・・・
　上記について
　音圧測定データに基づいた
　統計数理モデル（スペクトルシーケンス　（注２））により
　表面弾性波の新しい評価方法で最適化します。

（注１）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次の高調波を
　ダイナミックな時間経過の変化で発生する共振現象により
　高い振幅で高い周波数を実現させたことで起こる
　超音波振動の共振現象


（注２）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た表現（統計数理モデル）

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



超音波洗浄、加工、攪拌、・・・表面検査、・・ナノテクノロジー、・・
応用研究・・・　様々な対応が可能です。


＜＜実験動画＞＞

https://youtu.be/0KvI8J7NFdQ

https://youtu.be/dFj3wRsCDjY

https://youtu.be/PO4tfJpE6x0

https://youtu.be/yke5mK3xTyw

https://youtu.be/fCIVBFjJ2sI

https://youtu.be/2kTdmRAtPlg

https://youtu.be/0KvI8J7NFdQ

https://youtu.be/zMEnGvb7Mv8

https://youtu.be/J2EufaGo898

https://youtu.be/SaIIQQMtvQQ

https://youtu.be/uEhtBidWuOE


＊＊＊

https://youtu.be/VD0crWsupsc

https://youtu.be/gqMe1y8QSZk

https://youtu.be/FqpBI361j-8

https://youtu.be/ce0Wf6nAOrM

https://youtu.be/b8vSbxqMGjk

https://youtu.be/2_cAlBoJTlk

https://youtu.be/T4g0JUP2aRk

https://youtu.be/NzBIx3gi9Po

https://youtu.be/DUknk2qBWEg

https://youtu.be/Ulg1BG7ZEJc

https://youtu.be/R5Rko0gSjMo

https://youtu.be/dCEG6lvGAGw


上記の実験は、
超音波機器はそのままで、制御条件の調整により
１０００－３０００リットルの水槽に対しても適用できます

制御ノウハウ部分についてはコンサルティング対応しています


＜＜＜　超音波の非線形現象　＞＞＞

超音波の非線形現象をコントロールする技術
　http://ultrasonic-labo.com/?p=14878

超音波洗浄に関する非線形制御技術
　http://ultrasonic-labo.com/?p=1497

表面弾性波を利用した超音波制御技術
　http://ultrasonic-labo.com/?p=14311

超音波プローブによる非線形伝搬制御技術
　http://ultrasonic-labo.com/?p=9798

超音波の非線形現象
　http://ultrasonic-labo.com/?p=2843

超音波の非線形振動
　http://ultrasonic-labo.com/?p=13908

音と超音波の組み合わせ
　http://ultrasonic-labo.com/?p=14411

超音波の非線形振動
　http://ultrasonic-labo.com/?p=13908


＜＜＜　超音波の論理モデル　＞＞＞

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

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

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

物の動きを読む
　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


＜＜＜　音圧測定・解析　＞＞＞

オリジナル技術（音圧測定解析）
　http://ultrasonic-labo.com/?p=7662

オリジナル超音波プローブ
　http://ultrasonic-labo.com/?p=8163

メガヘルツの超音波発振制御プローブ
　http://ultrasonic-labo.com/?p=14808

超音波の発振・制御技術を開発
　http://ultrasonic-labo.com/?p=1915

統計的な考え方を利用した超音波
　http://ultrasonic-labo.com/?p=12202


＜＜　超音波技術　＞＞

超音波水槽と液循環の最適化技術
　http://ultrasonic-labo.com/?p=14911

マイクロバブルを利用した超音波洗浄機
　http://ultrasonic-labo.com/?p=11902

超音波の非線形現象をコントロールする技術
　http://ultrasonic-labo.com/?p=14878

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

超音波技術：多変量自己回帰モデルによるフィードバック解析
　http://ultrasonic-labo.com/?p=15785

音圧計見積もり資料20190930
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/1d3ed28f158a77e2811b41c99bc8c7f6.pdf

 

＜脱気・マイクロバブル発生液循環システム＞による非線形制御技術

＜脱気・マイクロバブル発生液循環システム＞による非線形制御技術

＜＜キャビテーションのコントロール＞＞

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のダイナミック制御を実現する、
＜脱気・マイクロバブル発生液循環システム＞に関して
メガヘルツの超音波発振制御とのくみあわせにより
超音波の非線形現象をコントロールする技術を開発しました。

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。
（材質は、樹脂・ステンレス・ガラス・・対応可能です）
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。
（水槽の音響特性に合わせた対応を実施します）
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）

目的の超音波状態確認は音圧測定解析（超音波テスター）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。

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。

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。

この空気を取り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。

注：
オリジナル装置（超音波測定解析システム：超音波テスター）による
音圧測定解析を行い
効果の確認を行っています。