複数の超音波発振制御技術 ultrasonic-labo
非線形振動現象をコントロールする超音波発振制御技術
超音波システム研究所は、
メガヘルツの超音波発振制御プローブの開発製造技術を応用して、
「非線形振動現象をコントロールする超音波制御技術」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、
オリジナル非線形共振現象（注１）の制御技術です。
精密洗浄・加工・攪拌・検査・表面処理・・・への新しい応用技術です。
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
各種材料の音響特性（表面弾性波）を効率よく利用するため、
表面の残留応力分布の緩和処理が簡単に実現できます。
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
オリジナル発振制御方法（注２）を応用発展しました。
注２：オリジナル発振制御方法
２種類の超音波発振を行います
一つは、スイープ発振制御を行います
もう一つは、パルス発振制御を行います
詳細な設定は、目的・対象物・治工具・・
システムとしての振動系から論理モデルに基づいて設定します
（動作確認により微調整を行い、使用経過の中で
より良い状態に発展させていきます
詳細な制御設定は、使用者によるノウハウとなります）
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３）することで、
オリジナル非線形共振現象として
過渡超音応力波（注４）に対処することが重要です
注３：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４：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）超音波の非線形現象をコントロールする技術の説明
２）超音波の非線形現象をコントロールする方法の説明
３）超音波の非線形現象をコントロールする技術の応用方法の説明
４）その他（具体的な超音波装置への適用）
５）デモンストレーションによる説明
・・・・・
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。
接触
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
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
超音波の音圧測定解析
＜＜超音波の音圧測定・解析＞＞
１）時系列データに関して、
多変量自己回帰モデルによるフィードバック解析により
測定データの統計的な性質（超音波の安定性・変化）について
解析評価します
２）超音波発振による、発振部が発振による影響を
インパルス応答特性・自己相関の解析により
対象物の表面状態・・に関して
超音波振動現象の相互作用として解析評価します
３）発振と対象物（洗浄物、洗浄液、水槽・・）の相互作用を
パワー寄与率の解析により評価します
４）超音波の利用（洗浄・加工・攪拌・・）に関して
超音波効果の主要因である対象物（表面弾性波の伝搬）
あるいは対象液に伝搬する超音波の
非線形（バイスペクトル解析結果）現象により
超音波のダイナミック特性を解析評価します
この解析方法は、
複雑な超音波振動のダイナミック特性を
時系列データの解析手法により、
超音波の測定データに適応させる
これまでの経験と実績に基づいて実現しています。
超音波伝搬現象の分類
超音波システム研究所は、
超音波洗浄器に関して、
超音波加湿器を利用することで、
１－１００ＭＨｚの音響流（超音波伝搬状態）制御を可能にする
超音波洗浄技術を開発しました。
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・・・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、１０００リッターの水槽でも、
対象物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
治工具（弾性体：金属・ガラス・樹脂）の利用です、
対象物の条件・・・により
超音波の伝搬特性を確認することで、
オリジナル非線形共振現象（注１）として
対処することが重要です
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
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実施しています。
超音波プローブの発振制御による表面検査技術（超音波システム研究所）
超音波（ ３８ｋHz １５０W ）
カイジョー 投込振動子型超音波洗浄機 ２００G
●コード長さ:2m
●電流:2A
●発振周波数(kHz):38
●高周波出力(W):150
●電源(V):単相100
●質量(kg):4.5
セット内容
●発振器
●投込振動子
水槽サイズ Tank size ： ８００＊５００＊４５０ｍｍ
超音波の測定・解析に基づいた制御システム
超音波システム研究所は、
超音波水槽内の液体に伝搬する
超音波の状態を測定・解析する技術を応用して、
水槽の構造・強度・製造条件・・・による影響と
液循環の状態を
目的に合わせた超音波の伝搬状態に
設定・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（注１）を
各種の関係性について解析・評価することで、
循環ポンプの設定方法（注２）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です。
注１：超音波システム研究所のオリジナル技術
注２：超音波振動子の設置方法による
キャビテーションのコントロール技術
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
超音波の＜ダイナミック特性を利用した制御＞技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1299
「音色」を考慮した「超音波発振制御」技術を開発
http://ultrasonic-labo.com/?p=1082
解析技術
１）多変量自己解析モデルによるフィードバック解析により
超音波の安定性・変化について検討します
２）インパルス応答特性・自己相関の解析により
水槽・振動子・治工具・・に関する検討を行います
３）パワー寄与率の解析により
超音波（周波数・出力）、水槽、液循環・・
の最適化に関する検討を行います
４）その他（表面弾性波の伝搬）の非線形（バイスペクトル）解析により
対象物に合わせた、洗浄・攪拌・分散・改質・・・
の検討を行います
この解析方法は、
複雑な超音波振動のダイナミック特性を
時系列データの解析手法により、
超音波の測定データに適応させることで実現しています。
具体的な超音波伝播周波数の状態により、
解析の有効性を考慮する必要があるため
すべてに適応する設定はありません。
（事前のシミュレーション検討を行っています）
＜＜超音波システム研究所＞＞
ホームページ http://ultrasonic-labo.com/
超音波システム研究所 no.２８
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。
超音波照射技術 no.1
超音波の非線形性現象を認識して、
超音波（キャビテーション）の効果を利用した実験です。
（２８ｋＨｚ １６０Ｗ）
＜＜超音波システム研究所＞＞
＜システム概要＞
超音波専用水槽（内側寸法）：５００＊３１０＊３４０（ｈ）ｍｍ
超音波周波数：ａ）２８ｋＨｚ Ｍａｘ３００Ｗ
循環ポンプシステム（マイクロバブル発生制御装置を含む）
タイマー（設定条件に関するノウハウ説明 1時間を含む）
資料（超音波洗浄、超音波伝搬状態の測定・解析）
