オリジナル超音波実験 ultrasonic-labo
スライドショー：超音波の音圧解析 Slideshow：Analysis of Ultrasonic Wave
超音波システム研究所は、
多変量自己回帰モデルによるフィードバック解析技術を応用した、
「超音波の伝搬状態を測定・解析・評価する技術」を開発しました。
超音波テスターを利用したこれまでの
計測・解析・結果（注）を時系列に整理することで
目的に適した超音波の状態を示す
新しい評価基準（パラメータ）になることを確認しました。
注：
非線形特性
応答特性
ゆらぎの特性
相互作用による影響
統計数理の考え方を参考に
対象物の音響特性・表面弾性波を考慮した
オリジナル測定・解析手法を開発することで
振動現象に関する、詳細な各種効果の関係性について
新しい理解を深めています。
その結果、
超音波の伝搬状態と対象物の表面について
新しい非線形パラメータが大変有効である事例を確認しています。
特に、洗浄・加工・表面処理効果に関する評価事例・・
良好な確認に基づいた、制御・改善・・・が実現しています。
＜統計的な考え方について＞
統計数理には、抽象的な性格と具体的な性格の二面があり、
具体的なものとの接触を通じて
抽象的な考えあるいは方法が発展させられていく、
これが統計数理の特質である
＜参考＞
以下のプログラムを参考にして開発・作成した
オリジナルソフト（解析システム）を
オープンソースの統計解析システム 「 Ｒ 」 で
実行・解析を行っています
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
赤池モデルを臨床にいかす画期的な解説書。
１／ｆゆらぎ解析に必須かつ難解な赤池モデルと、臨床への応用を懇切丁寧に解説。
生体のダイナミクスに関心をもち臨床デ－タ解析に携わる医学者・工学者待望の書
内容（「MARC」データベースより）
〈CD-ROM付き〉生体のゆらぎとリズムの時系列解析への入門。
第一線の研究者である著者が、経験した者だけが知る様々な困難点について、
他に類例のないユニークな視点から細部の議論を展開する。
生体のゆらぎとリズム 和田孝雄著
添付されたプログラムの使用方法
*.exe 解析実行ファイル
*.for 解析プログラムファイル（フォートランのソースファイル）
*.dat 解析データファイル
インパルス応答（時間領域での伝達特性
ラプラス変換するとＳ領域での伝達特性）
周波数伝達関数（周波数領域での伝達特性）
AIRCV2.EXE ARV2.DAT ２変数のインパルス応答
AIRCV3.EXE ARV3.DAT ３変数のインパルス応答
多変量自己解析モデルによるフィードバック解析
ARPCV2.EXE ARV2.DAT ２変数のパワー寄与率
ARPCV3.EXE ARV3.DAT ３変数のパワー寄与率
＜＜超音波の音圧測定・解析＞＞
１）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
超音波伝搬状態の安定性・変化について解析評価します
２）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・・に関する解析評価を行います
３）パワー寄与率の解析により
超音波（周波数・出力）、形状、材質、測定条件・・
データの最適化に関する解析評価を行います
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
対象物の振動モードに関する
ダイナミック特性の解析評価を行います
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。
キャビテーション写真を利用した超音波制御技術
デジタルカメラによるキャビテーションの写真を利用した制御技術
（超音波照射に関する新しいコントロール技術を開発）
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超音波システム研究所は、
デジタルカメラによるキャビテーションを撮影する方法を利用して
超音波伝搬状態の、コントロール技術を開発しました。
今回開発した技術は、
超音波の状態を、デジタルカメラによるキャビテーション写真により
対象物（洗浄、攪拌、改質・・・）に対する
コントロールパラメータとして利用可能にするという方法です。
これまでの数値化やグラフとは異なる
水槽や液循環に関しても幅広く確認することが可能です。
特に、超音波分散効果に関するキャビテーションの影響や
複雑な形状の洗浄部に対する音響流の効果・・・について確認できます
なお、超音波システム研究所の
「超音波測定・解析システム」（超音波テスター）と
「超音波機器の評価技術」により、
この方法による、具体的な効果を多数確認しています。
応用技術として
「超音波の伝搬状態や、水槽・容器・治工具・超音波の評価技術」
「各種部品の表面検査技術」・・・
としても利用可能です。
これは、最近のデジタルカメラの
高い技術と低価格により実現できました。
今回の実施結果から
超音波洗浄、攪拌、改質・・の照射状態についても
新しい検討・確認方法として応用できると考えています。
注：カメラを液面（超音波）に近づけすぎると
デジタルカメラの電子部品が故障します
注：シャッタースピードは
超音波振動子の周波数に合わせ
１／２０００秒 ～ １／４０００秒 で撮影しています
なお、今回の技術をコンサルティング事業として、
展開することを計画しています。
超音波テスター（音圧測定・解析システム）no.１７４
超音波プローブによる測定システムです。
超音波プローブを対象物に取り付けて測定を行います。
測定したデータについて、
位置や状態と、弾性波動を考慮した解析で、
各種の音響性能として検出します。
検出データの応答特性や関係性を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による効果を
グラフにより確認・判断できるようにしたシステムです。
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超音波システム研究所
http://ultrasonic-labo.com/
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超音波伝搬状態の測定解析（超音波テスター Ultrasonic tester）
