参考動画＜流れの観察＞
超音波出力の最適化技術
超音波出力の最適化技術を開発
（対象物の表面を伝搬する表面弾性波の測定解析に基づいた最適化技術）
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、
対象物の表面を伝搬する表面弾性波の
ダイナミック特性を解析・評価する技術により、
洗浄物・治工具・超音波振動子・水槽・液循環・・に関する、
相互作用を＜目的に合わせて最適化＞する技術を開発しました。
超音波発振制御プローブ、超音波テスターを利用したこれまでの
発振・計測・解析により
各種の関係性・応答特性(注）を検討することで
超音波利用に関する出力の最適化技術として開発しました。
注：パワー寄与率、インパルス応答・・・
超音波の測定・解析に関して
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ています
なお、今回の技術を
超音波システムの出力制御の最適化技術として
コンサルティング対応しています。
超音波水槽に超音波振動子（振動板）を1台使用する場合には
＜超音波＞と＜水槽＞と＜液循環＞のバランスによる
最適な出力状態を測定解析し、提案します。
超音波水槽に複数の超音波振動子（振動板）を使用する場合には
各超音波出力の関係性を測定解析し、
最適化した出力方法・・・を提案します。
従来は、最大出力で使用する傾向が強いと思いますが
水槽の強度・構造・・・洗浄物・付着した汚れ・・・により
出力を適切に抑えることで
効果的な超音波の伝搬状態を実現させることができます
（具体例として、出力が水槽の振動と騒音になる傾向があります
振動子と水槽の側面からの反射・・・に関する相互作用は重要です
共振やうねりによる効率の低下を避けるために出力の最適化が必要です）
超音波出力の最適化技術による結果
１：精密洗浄、ナノレベルの攪拌・・・において
低出力のメガヘルツ超音波刺激が効果的である
２：周波数５０ｋＨｚ以下で、出力６００Ｗ以上の超音波使用の場合
対象物の音響特性により、対象の表面に対して
超音波刺激（振動）が、ほとんど発生しない事例が多数ある
３：洗浄物と超音波（出力・周波数）と洗浄液（液循環・・）に関する
最適化が行われていないため
洗浄効果につながる非線形現象が起きていない
（洗浄効果の小さい超音波洗浄機の事例
低周波の共振現象による騒音や液面の振動現象になっている）
４：周波数５０ｋＨｚ以下で、出力６００Ｗ程度の超音波使用の場合
メガヘルツ超音波との組み合わせによる
相互作用をコントロールすることが効果的である
５：現状の超音波振動子の多くが、発振面に対する取り組みが少ない
単純な発振面は、一定の出力レベルが必要となるため、
超音波伝搬効率が悪い
（振動面の形状が悪いと、さらに超音波の伝搬効率は低下する
発振周波数・出力に合わせた設計が必要）
６：対象ブルを伝搬する超音波の刺激は、
対象物の音響特性により大きく変わる
主要パラメータ
（構造と強度バランス）
６－１）音圧レベルと振動モードの関係
６－２）超音波の送受信による応答特性
６－３）振動モードの時間特性（時間経過に伴う振動モードの変化）
６－４）対象物の固有振動モード（あるいは固有振動数）
７：対象物の音響特性確認により
対象物の材質による、超音波伝搬特性の利用が可能になる
７－１）間接容器の材質との組み合わせ
７－２）音圧レベルと伝搬周波数の最適化
７－３）媒体（洗浄液・・）の流れによる相互作用の調整
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
＜＜超音波洗浄技術＞＞
超音波洗浄システムの製造販売
http://ultrasonic-labo.com/?p=7378
超音波専用水槽の設計・製造技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1439
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
.
.
＜＜参考＞＞
ファインバブル（マイクロバブル）を利用した超音波実験
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製作技術を応用して
メガヘルツの表面処理技術・システムを開発しました。
超音波プローブによる測定システムの応用技術です。
超音波利用目的に合わせた、
専用の超音波システムを製作します。
圧電素子の特性に関して、弾性波動を考慮した解析で、
各種の振動状態（モード）として応用可能な
超音波システムの製作技術です。
Japanino（オープンソースハードウェア）や
ファンクションジェネレータに
接続して発振制御が可能です。
超音波の伝搬状態（音圧データ）をフィードバック解析することにより
超音波の非線形現象（音響流）やキャビテーション効果を
グラフにより簡単に目視確認できます。
（正確な確認には解析が必要です）
超音波システムの開発技術を
コンサルティング対応します。
参考
（表面検査）
（表面処理）
超音波伝搬実験
オリジナル超音波実験（メガヘルツの超音波発振制御プローブ） ultrasonic-labo
超音波制御技術（間接容器） Ultrasonic control technology
－－超音波の非線形現象を制御する技術－－
超音波システム研究所は、
間接容器を利用した
「超音波の非線形現象（音響流）を制御する技術」を開発しました。
この技術は
表面検査による間接容器、超音波水槽、その他事項具・・の
超音波伝搬特性（解析結果）を利用（評価）して
超音波（キャビテーション・音響流）を制御します。
さらに、
具体的な対象物の構造・材質・音響特性に合わせ、
効果的な超音波（キャビテーション・音響流）伝搬状態を、
ガラス容器・超音波・対象物・・の相互作用に合わせて、
超音波の発振制御により実現します。
特に、
音響流制御による、高調波のダイナミック特性により
ナノレベルの対応が実現しています
金属粉末をナノサイズに分散する事例から応用発展させました。
超音波に対する
定在波やキャビテーションの制御技術をはじめ
間接容器に対する伝播制御技術・・・により
適切なキャビテーションと音響流をコントロールします。
これまでは、各種溶剤の効果と超音波の効果が
トレードオフの関係にあることが多かったのですが
この技術により
溶剤と超音波の効果を
適切な相互作用により
効率良く利用（超音波制御）可能になりました。
オリジナルの超音波伝搬状態の測定・解析技術により、
音響流の評価・・・・多数のノウハウ・・・を確認しています。
超音波システム研究所は、
間接容器を利用した
「超音波の非線形現象（音響流）を制御する技術」を開発しました。
この技術は
表面検査による間接容器、超音波水槽、その他事項具・・の
超音波伝搬特性（解析結果）を利用（評価）して
超音波（キャビテーション・音響流）を制御します。
さらに、
具体的な対象物の構造・材質・音響特性に合わせ、
効果的な超音波（キャビテーション・音響流）伝搬状態を、
ガラス容器・超音波・対象物・・の相互作用に合わせて、
超音波の発振制御により実現します。
特に、
音響流制御による、高調波のダイナミック特性により
ナノレベルの対応が実現しています
金属粉末をナノサイズに分散する事例から応用発展させました。
超音波に対する
定在波やキャビテーションの制御技術をはじめ
間接容器に対する伝播制御技術・・・により
適切なキャビテーションと音響流をコントロールします。
これまでは、各種溶剤の効果と超音波の効果が
トレードオフの関係にあることが多かったのですが
この技術により
溶剤と超音波の効果を
適切な相互作用により
効率良く利用（超音波制御）可能になりました。
オリジナルの超音波伝搬状態の測定・解析技術により、
音響流の評価・・・・多数のノウハウ・・・を確認しています。
「超音波の非線形現象」を利用する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1328
超音波のダイナミック特性を解析・評価する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=2433
