オリジナル超音波実験 ultrasonic-labo
メガヘルツの超音波発振制御プローブ ultrasonic-labo
超音波について
＜＜＜ 超音波洗浄原理 ＞＞＞
超音波洗浄の原理に関する、多くの資料には、
超音波の発振周波数に対応した音波の波長と汚れの対応を説明したものが多数あります。
特に、発振制御と出力調整により安定したキャビテーションを発生させるための
様々な工夫について詳細な説明が行われています。
この結果、洗浄目的に合わせた、安定したキャビテーションにより
洗浄効果が発生するというのです。
如何にも合理的に見えますが、問題があります。
超音波の発振周波数により伝搬する超音波は
高調波、低調波・・・幅広い周波数が伝搬するのですが
洗浄液の状態（各種濃度分布・・）、水槽の状態（強度、設置方法・・）
により、伝搬周波数は大きく変わります。
具体的には、４０ｋＨｚ １２００Ｗ の超音波発振により
５－６ｋＨｚの振動が主体となって伝搬している状態が多数あります。
この音を耳にしても、
４０ｋＨｚが伝搬しているという判断が行われています。
そこで、４０ｋＨｚの発振が５－６ｋＨｚになってしまう原因として
超音波出力と水槽の強度バランスを考えます。
多くの水槽事例では、水槽のサイズバランス・構造・・に問題があり
低調波（サブハーモニック）が発生します。
応急対策として、４０ｋＨｚの超音波を伝搬させるために
出力を下げます、すると水槽強度が十分になり、
高調波の発生を含めた超音波伝搬を実現します。
このことを、「強いキャビテーションによる麻痺」と呼んでいます。
そこで、出力を下げた超音波伝搬状態の洗浄を実現するために
非線形現象の変化を実現させます。
具体的な方法は、以下の通りです。
１）液循環ポンプのＯＮ／ＯＦＦ制御
２）超音波のＯＮ／ＯＦＦ制御
３）洗浄物の揺動操作
４）洗浄物と材質の異なる治工具の利用
５）その他・・・
これが、非線形現象（音響流）を主体とした超音波洗浄原理です
キャビテーションや音響流で単純に説明できる原理ではありません。
超音波伝搬状態の変化を詳しく観察して洗浄効果を考えるという
意識変化が必要だと考えています。
超音波システム研究に関する動画・スライド ultrasonic-labo
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超音波システム研究に関する動画・スライドを投稿しています ultrasonic-labo
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