超音波(キャビテーションと音響流)のダイナミック制御技術 ultrasonic-labo
超音波システム研究所は、
超音波ホーン(50kHz 10W)と
バイモルフポンプを利用した、
超音波霧化技術を開発しました。
今回開発した技術は
ポンプや超音波ホーンの条件を設定することで、
霧化する水滴のサイズをコントロールできます。
弾性波動の非線形現象を応用します。
超音波ホーンの周波数に関して、特別な制限はありません。
オリジナルの超音波伝搬状態の測定・解析技術により、
振動子の周波数と治工具・・の組み合わせによる
伝搬状態の調整・制御・・・を可能にしています。
■参考動画
http://youtu.be/6Do-OO8058g
http://youtu.be/i2vUm_KcrBM
http://youtu.be/_nokbem0AlA
http://youtu.be/oZEsNVkZC20
http://youtu.be/AX4sQTEgEsc
http://youtu.be/YB47K-SNazQ
http://youtu.be/Pj4m27gOJnE
http://youtu.be/E-W9x-zhIj4
http://youtu.be/UqpuUmSY-1U
http://youtu.be/WLfJNmBjQn8
超音波霧化
http://youtu.be/NPohLlWlmc8
http://youtu.be/uqgF9_raybs
http://youtu.be/r1xWkaD4RmA
http://youtu.be/y4PN9e4cYUg
http://youtu.be/Y2-kE_gl2xg
http://youtu.be/KaWTsbgTWMY
http://youtu.be/4ZMngoo-Mh8
http://youtu.be/bd0WVCiHtBw
http://youtu.be/-8K_7Fw3rok
http://youtu.be/yVGlArIiES4
超音波ホーン(50kHz 10W)に関する基礎実験
http://youtu.be/Nr5LY90W5IQ
http://youtu.be/hZqiJmwd6sE
http://youtu.be/_6WEVVr30wI
http://youtu.be/xL7-qu0CWfI
http://youtu.be/inCjgdt6UCE
http://youtu.be/wN3raEVKyBs
この技術は、
部品のコーティングを目的に開発しました。
コーティング液や対象物の条件に合わせた
固有の操作技術として、
コンサルティング対応しています。
超音波を利用した霧化技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=2371
「洗浄ビーズ」を利用した「超音波洗浄技術」
http://ultrasonic-labo.com/?p=3200
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
複数の超音波プローブを利用した「測定・解析・評価」技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=3755
新しい超音波(測定・解析・制御)技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1454
超音波プローブの<発振制御>技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1590
超音波による金属・樹脂の表面改質技術
http://aeropres.net/release/html/3242
超音波伝搬状態の制御技術
超音波装置の構造・強度・製造条件・・・による影響と
液体・気体・固体・・を伝播する超音波の各種条件を設定することで
超音波の状態を制御する技術を開発しました。
この技術は、
複雑な超音波振動のダイナミック特性を
各種の関係性について解析・評価することで、
超音波の状態を設定する技術です。
超音波洗浄装置の場合には、
水槽構造や液循環・・・・・の設定(注)により、
キャビテーションと加速度の効果を
目的に合わせて設定する技術として応用出来ます。
注:水槽と循環液と空気の
境界の関係性に関する設定がノウハウです。
オーバーフロー構造になっていない水槽でも対応可能です。
芥川龍之介 生前の映像 昭和2年(1927) Ryunosuke Akutagawa
東洋とは何か
長岡先生の休学
湯川秀樹 「創造への飛躍」
長岡先生の休学(昭和四十二年二月)より
人間の一生の中のある時期に自分の生きてゆく道がきまる。
少なくとも一度は、どの道をえらぶかについての決定がなされねばならぬ。
といっても、もちろん自分で決断する機会があたえられるとは限らない。
親のいうとおりにしたとか、
自分で考える能力のない小さい時に道がきまってしまっていたとか、
あるいは経済的な事情によって、
自分の希望する道が到達不可能だったとかいう場合が、
過去においては非常に多かったであろうし、今日でも少なくないであろう。
私などは仕合わせな人間で、大学教育を受けうる家庭的環境の中で、
高等学校在学中に、自分の意思で物理学者として一生をすごすという決断をすることができた。それは大正の末期であった。それは私にとって、そんなにむつかしい決断ではなかった。
それにくらべると、私よりずっと前の年代、
特に明治二十年ごろ以前に青年期を迎えた人たちが、科学者となる決断をするのは、
容易なことではなかったはずである。
なぜかといえば、私たちの時代には、
すでに多くの先輩の日本人科学者が実在していたのに反して、
明治二十年ごろ以前には、科学に関しては、
外国の学者から教えてもらって習い覚えるとか、
外国の研究を追試するとかいう以上のことが、
まだほとんど何もなされていなかったからである。
そういう時代に科学者となる決断をするに至った青年たちの心境は、どんなものだったのか。
人によって、また選んだ専門によって、
いろいろな違いもあったろうが、
しかし、それらの間の違いよりも、
それらと私たちの場合との違いの方がずっと大きいのではないか。
そんなことをかねがね私は漠然と考えていた。
ところが、つい先ごろ私はこの点に関する非常に興味ある文献が残っているのを知った。
それは長岡半太郎先生が八十五歳でこの世を去られる数年前に書かれた
「中学卒業後の指針」と題する開成中学での講演の原稿である。
その中に次のような文章がある。
「私の時代には大学に入る予備校すなはち今の高等学校には、文理の区別はなく、今日より選択には幾分の余裕が存しましたが、私は一時相当に苦しみました。(…中略…)大学に入りて一年経過いたしましたとき、多少欧米で研究された事項を了解いたしましたが、自分は他人のなした後を追うて、外国から学問を輸入し、これを日本人間に宣伝普及する宿志ではありませんでした。必ずや研究者の群れに入りて、学問の一端を啓発せねば、男子に生まれた甲斐がない」
ここまでは、私が物理学の研究者になろうと志したのと、大して変わりはない。大正末期と明治二十年ごろとの大きな違いは、その次の文章に、はっきりと現れてくる。
「東洋人は研究に堪能でないか否やを明白にして、しかる後おもむろに将来の方針を一定するが得策であると考へました。まだ春秋に富んでいるから、一年を棒に振ったところで損をすることは僅かである。もしあやまてば取り返しのつかぬ事態に遭遇するから、決然一年休学を願い出て、支那における科学に関する事項を調べてみました」
はじめて、この文章に接した時の私は、驚愕の念を禁じえなかった。
二十歳になるやならずの青年が、
自分の前途を決定するために、
決然として大学生としての一年間を棒に振る。
常人の考えることではない。考えても容易に決行できることではない。
さて大学生、長岡半太郎氏の休学一年間の調査の結果は、次の文章で示されている。
「支那における渾天儀(天文観測機)、暦法、指南軍(黄帝)、北光の観測(山海経)、有史以前に属します。○戦国時代恒星表(石氏、甘氏)、太陽黒点(?)、天の蒼々たる、これ本色か(荘子)、微分の観念(恵施)、共鳴の実例(荘子)、雷電の説明(荘子)、エネルギーの概念(荘子)(二千三百年前)、金属の研究、○銅錫の合金(礼記、周公、二千九百年前時代)、鉄製刀剣(二千二百年前)。大砲と解釈される霹靂車、すなはち火薬の利用(千七百五十年前)。ことごとく支那独創的のもの。ギリシャ、ローマより渡来せるにあらず。」
かくして得られた結論は、
「これほどの研究があるからには東洋人でもこれに専念すれば終に欧米に遜色なきに至らんと確信を得るに至りました。これが私をして物理学に執着するに至らしめた根源であります」
長岡先生の出発点が、このようであったればこそ、果たして明治三十七年(一九〇四年)には世界の物理学者に先駆けて原子模型に関する論文を発表するに至ったのである。
今にして思えば、このような大先輩を日本人の中に見出していたことが、大正末期の高校生であった私をして、迷うことなく、物理学研究の道を選ばしめる要因の一つとして大きく作用していたのではなかろうか。
最近の中国古代の科学史の研究の成果が、長岡先生の調査結果を、どこまで裏書しているかについて、私はまだ詳しく検討していないが、少なくとも「当たらずといえども遠からず」といってよいであろう。
先生は特に「荘子」が好きであったらしいが、私自身も「荘子」の愛読者である。そこには偶然の一致以上の理由があるに違いない。
この講演の原稿の最後は、
もしも調査結果が思わしくなかったと仮定した場合、
どの道を択んだであろうかと問われたなら、
「恐らく東洋史を攻究したらうと思ひます」 という文章で終わっている。
この数年来、日本や東洋や、
さらには人類全体の歴史に対する関心が、
とみに強まってくるのを感じている私は、
この最後の文章にも「なるほど」と相槌を打ちたくなるのである。
湯川秀樹 「創造への飛躍」
長岡先生の休学(昭和四十二年二月)より
システムの振動について No.2
<システムの振動について No.2>
自動搬送等のロボットの制御について最近では以下の事項があります
A)安い材料で軽量にするため部品の剛性が弱い
B)海外で組み立てるため、組み立てのバラツキがある
C) A・Bの問題を制御で対応処理する
CPUの性能により、あるところまでは改善できますが
根本的な解決には、
「制御することで発生する振動の影響」を考慮した解析が必要です
実際のロボット制御では、
統計モデルに基づいた予測と制御を行い対応しているものもあります
但し、各部品の剛性バランスが悪い場合は、
しばらく動作させてデータ採取とモデル作成を個別に行うような仕様になっています
超音波の振動を検討する場合にも同様なことがいえます
つまり、超音波自身による影響を考慮した制御が必要です
大変難しいことではないのですが、
技術者があまり取り組まないジャンルの
「 統計数理解析 」です
これまでの経験をもとにから実験や改良を行うのではなく、
複雑な現象を統計モデルに基づいて解析することで
最も重要な問題点が浮かび上がってきます
(理由は現象が複雑すぎるので単純化によるリスクが大きく
データに基づいて行うほうが良いと言うことです
間違いのない自信のある経験で確実に改良できるのであれば
統計処理を加えることで普遍性が追加される可能性があります
経験として、私は、低周波の振動モードと
高周波のモードを同時に把握することは大変難しいと思います )
推奨
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
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
多くの現場で時系列データを採取していても、
解析が単純であることが多く
結果につながっていません、
ノウハウとしてコンピュータの進歩により大変進歩している
最新の時系列データの解析方法
(書店では経済学のコーナー等にあります)を
学習して身につけることを提案します
注:自己回帰性を考慮した制御を行うと
実験の(関係性を考慮できることで)
再現性が高くなり、改良がしやすくなります
オリジナル製品:超音波テスターには
このような解析を取り入れて製品化しています
参考
http://ultrasonic-labo.com/?p=1173
http://ultrasonic-labo.com/?p=1000
http://ultrasonic-labo.com/?p=1557
超音波システム研究所
ホームページ http://ultrasonic-labo.com/
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
「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/cMwXC8Ac6TQ
https://youtu.be/1AcJlZ4TcTY
https://youtu.be/VVY3HpWUBi4
https://youtu.be/4CNewmp48nY
https://youtu.be/mMxFVrO4aqg
https://youtu.be/kWJXnxZ_avk
https://youtu.be/h6YM0HD7W8o
https://youtu.be/6t9sGXlu8h0
https://youtu.be/n0CtL4vWX4s
https://youtu.be/V3YIlxSfmls
https://youtu.be/Cjcek-qF-bY
***
https://youtu.be/mGhOAU5Rk1A
https://youtu.be/Q56h_KeIho4
https://youtu.be/c3InMzBjaGY
https://youtu.be/HWeVDiWkNzc
https://youtu.be/9XYbRYpIxCU
https://youtu.be/OERD2-BjL6U
https://youtu.be/zeMdyyhxkts
***
https://youtu.be/AH2KRQIisQY
https://youtu.be/06YHQzLwsjY
https://youtu.be/g-4SNFFY7Fk
http://youtu.be/1m_GqPcYwMI
http://youtu.be/S-LYwIxOcxM
http://youtu.be/Yw_QUIYU2dI
http://youtu.be/baBeYZ_tBCk
http://youtu.be/OVWDgWuawXI
http://youtu.be/JnUbziRdMnc
http://youtu.be/4ZNzjLdtJyw
https://youtu.be/wl7cWPy5a6g
https://youtu.be/aNSPLj56lgk
https://youtu.be/QI81B1f5_k8
https://youtu.be/g12yB4cbx4Y
https://youtu.be/5S0pp71Fe7k
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
「超音波の非線形現象」を目的に合わせてコントロールする技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=2843
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
推奨する「超音波(発振機、振動子)」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1798
技術提携
http://ultrasonic-labo.com/?p=1575
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
「脱気・マイクロバブル発生装置」を利用した超音波制御システム
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
ジャグリング定理を応用した「超音波制御」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1753
超音波システム研究所のコンサルティング
http://ultrasonic-labo.com/?p=2187
樹脂・金属・セラミック・ガラス・・の表面改質に関する書籍
http://ultrasonic-labo.com/?p=7530
洗浄システム(推奨)
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/52cc97c1a13fd294f53af526edd69990.pdf
超音波洗浄資料(抜粋)
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/4b10b044100130815368b1dc57220eda.pdf
ベートーヴェン - 交響曲 第7番 イ長調 Op.92 カラヤン ベルリンフィル