超音波システムの技術 ＮＯ．４２
超音波の伝搬状態を適正に設定することで、
キャビテーションと音響流の効果を、
目的に合わせて利用できます
＜＜超音波システム研究所＞＞
複数の異なる周波数の「超音波振動子」を利用する技術を開発
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超音波システム研究所は、
複数の異なる周波数の「超音波振動子」を利用する技術を開発いたしました。
今回開発した技術は
減衰、干渉、・・・といった現象により
音圧の低下や、周波数の低下・・になってしまう問題を、
液循環と間接容器の利用により
音響流でコントロールするという技術です。
周波数２８ｋＨｚ、出力２００Ｗの超音波照射で、
不均一なステンレス表面を破壊（割る）することも
改質することも可能です。
超音波伝搬状態の測定・解析技術を行った結果、
振動子の周波数の組み合わせが、
高次の周波数を含め、実現することを確認しています。
■参考動画
http://www.youtube.com/watch?v=uMJHvhpTLIs
http://www.youtube.com/watch?v=CYZspQ12wms
http://www.youtube.com/watch?v=wW-9FFGBmW4
超音波制御技術 ultrasonic-labo
超音波システム研究所は、
オリジナル製品：超音波発振プローブ製造に関する、
音響特性の解析・評価技術を応用した、
メガヘルツの超音波発振制御技術を開発しました。
超音波を利用した
洗浄、改質、検査、・・・への新しい応用技術です。
低周波の振動・音との組み合わせ制御による応用が可能です。
弾性波動に関する工学的（実験・技術）な視点と
抽象代数学の超音波モデルにより
応用システム技術として開発しました。
ポイントは
表面弾性波の利用方法です、
対象物の条件・・・により
超音波の伝搬特性を確認（注１）することで、
オリジナル非線形共振現象（注２、３）として
対処することが重要です
注１：超音波の伝搬特性
非線形特性
応答特性
ゆらぎの特性
相互作用による影響
注２：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
注３：過渡超音応力波
変化する系における、ダイナミック加振と応答特性の確認
時間経過による、減衰特性、相互作用の変化を確認
上記に基づいた、過渡超音応力波の解析評価
様々な分野への利用が可能になると考えています
各種コンサルティングにおいて提案していきます。
メガヘルツの超音波発振制御プローブ（概略仕様）
測定範囲 ０．０１Ｈｚ～１００ＭＨｚ
発振範囲 ０．１ｋＨｚ～１０ＭＨｚ
材質 ステンレス、ＬＣＰ樹脂、シリコン、テフロン、ガラス・・・
（材質・サイズ・構造・・・音響特性に合わせた対応が可能です）
超音波キャビテーションによるダメージを発生させない技術 ultrasonic-labo
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、
超音波のダイナミック特性を解析・評価する技術により、
超音波振動子・水槽・液循環（各 複数の場合を含む）に関する、
超音波の相互作用を＜解析・評価・制御＞する技術を開発しました。
このキャビテーションのコントロール技術により
超音波キャビテーションによる表面処理効果が制御可能になりました。
これは、対象物の音響特性により
超音波システムととして
キャビテーションと音響流の関係について
振動モードの変化をダイナミック制御するというシステム技術です。
特に、メガヘルツの超音波発振制御プローブを利用して
対象物と環境による相互作用を考慮した
以下の設定により最適化を実現します
1）発振波形、2）発振周波数の変化、3）発振制御
4）発振出力 5）発振制御プローブの数
6）発振プローブの特性（ガラス、樹脂、金属・・組み合わせ）
超音波テスターを利用したこれまでの
計測・解析(注）により
各種の事例を確認しています。
注：
非線形効果、加速度効果、定在波の効果、
パワースペクトル、パワー寄与率、インパルス応答・・・
＜＜超音波の音圧測定・解析＞＞
１）多変量自己回帰モデルによる
超音波伝搬状態の安定性評価
２）インパルス応答特性・自己相関の解析による
対象物の表面状態の評価
３）パワー寄与率の解析による
相互作用の評価
４）非線形（バイスペクトル）解析による
非線形現象の評価
使用する超音波システムの主要周波数に合わせて
超音波の測定・解析に関する
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ます。
なお、今回の技術を
超音波システムの設計・開発技術として
コンサルティング対応しています。
補足
この技術は、
対象物の固有振動・・に関する機械振動工学の技術と
超音波・・に関する音響工学の理論を
コンピュータを利用した統計数理に基づいた
超音波制御システムだと考えています。
音圧測定解析に基づいた、超音波システムの開発技術 ultrasonic-labo
超音波システム研究所は、
超音波制御により表面弾性波を利用した、
応用技術を開発しました。
超音波と表面弾性波の組み合わせにより
ダイナミックな超音波伝搬制御を実現します。
ポイントは
表面弾性波による非線形現象を
効率の高い状態で制御可能にする
設定です。
上記の具体的な技術として
水槽・治工具・・・と超音波の相互作用による
非線形現象（バイスペクトル）を
目的（洗浄、攪拌、応力緩和、検査・・）に合わせて制御する
システム技術を開発しました。
超音波の伝搬状態の測定・解析技術を利用した結果、
高調波の制御を実現していること
非線形現象を調整できることを確認しています。
システムの音響特性を
（測定・解析・評価）確認して対応することがノウハウです
脱気マイクロバブル発生液循環システム
（Vibration Analysis with Ultrasonic．）
超音波と表面弾性波（オリジナル超音波システムの開発技術） ultrasonic-labo
超音波システム研究に関する動画・スライド ultrasonic-labo
メガヘルツの超音波発振制御プローブを開発
超音波システム研究所は、
超音波伝搬状態のコントロールに関して、
ファンクションジェネレータと組み合わせることで、
１－１００ＭＨｚの超音波伝搬状態を利用可能にする
メガヘルツの超音波発振制御プローブを開発しました。
超音波伝搬状態の測定・解析・評価技術に基づいた、
精密洗浄・加工・攪拌・検査・・への新しい応用技術です。
精密洗浄・加工・攪拌・検査・・への新しい応用技術です。
各種材料の音響特性（表面弾性波）の利用により
２０Ｗ以下の超音波出力で、３０００リッターの水槽でも、
数トンの構造物、工作機械、・・への超音波刺激は制御可能です。
弾性波動に関する工学的（実験・技術）な視点と
抽象代数学の超音波モデルにより
非線形現象の応用方法として開発しました。
ポイントは
超音波素子表面の表面弾性波利用技術です、
対象物の条件・・・により
超音波の伝搬特性を確認（注１）することで、
オリジナル非線形共振現象（注２、３）として
対処することが重要です
注１：超音波の伝搬特性
非線形特性
応答特性
ゆらぎの特性
相互作用による影響
注２：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
注３：過渡超音応力波
変化する系における、ダイナミック加振と応答特性の確認
時間経過による、減衰特性、相互作用の変化を確認
上記に基づいた、過渡超音応力波の解析評価
様々な分野への利用が可能になると考え
各種コンサルティングにおいて提案しています。
コンサルティング内容
１）メガヘルツの超音波発振制御プローブの製造方法
２）メガヘルツの超音波発振制御プローブの使用方法
３）メガヘルツの超音波発振制御プローブの応用方法
４）その他（具体的な超音波装置への適用）
メガヘルツの超音波発振制御プローブを利用した超音波洗浄機の開発
現状の超音波装置へ、メガヘルツの超音波発振制御プローブの追加
・・・・・
詳細に興味のある方は
超音波システム研究所にメールでお問い合わせください。
２０１９年４月に、新製品として販売予定しています
試作サンプルによる良好な結果が増えていますので
希望者に特別提供しています
使用・購入を希望される方は、メールでお問い合わせください
