超音波と表面弾性波（オリジナル超音波システムの開発技術） ultrasonic-labo
超音波と表面弾性波（オリジナル超音波システムの開発技術） ultrasonic-labo
超音波洗浄機のダイナミック液循環システム
超音波システム研究所は、
超音波洗浄機の液体に伝搬する
超音波洗浄機の状態を測定・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洗浄機の状態に
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
「音色」を考慮した「超音波発振制御」技術を利用しています
（ 音色と超音波
参考 http://ultrasonic-labo.com/?p=1082 ）
注２：洗浄機と洗浄液と空気の
各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洗浄水槽でも対応可能です。
ミクロ流の自己組織化について
脱気・曝気・超音波・水槽表面の弾性波動・・・により
音響流のコントロールが可能になりました。
（ 超音波キャビテーションの観察・制御技術
参照 http://ultrasonic-labo.com/?p=10013 ）
具体的な対応として
現状の水槽による、超音波の伝搬状態を
目的とするキャビテーション・加速度の効果を最適にする
パワースペクトルとして設定・制御することができます。
超音波テスターを利用した計測・解析により
各種の関係性・応答特性（注３）を検討することで
超音波の各種相互作用の検出により実現しました。
注３：パワー寄与率、インパルス応答・・・
（ 超音波の＜ダイナミック特性を考慮した制御＞技術を開発
参照 http://ultrasonic-labo.com/?p=1142 ）
超音波洗浄機の測定・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、この技術を
超音波システムの液循環方法の改良技術として
コンサルティング提案・実施対応しています。
超音波水槽の構造・大きさと
超音波（周波数、出力、台数・・）に合わせた
＜超音波＞と＜水槽＞と＜液循環＞のバランスによる
超音波の最適な出力状態を測定・解析データとともに
提案・改良・報告します。
本来は、水槽の新規製作、新規設置、新規超音波の固定、・・・
が最もよいのですが、
現実的には、現状の改良として
液循環ポンプの追加改良（制御）で実現させることが
これまでの事例から
費用と効果の最適化になると判断して
提案・実施しています。
ポイント
液循環制御について
水槽内の液体を、数学のトポロジーに於ける
３次元空間での、３次元多様体の断面としてとらえます
この３次元多様体の移動・動きを論理モデルとしてとらえ
流体のコントロールに応用します
具体的なイメージとしては
球体の裏返し現象を、平行移動のポンプと、
回転移動のポンプの組み合わせで、
実用化（注）します
注：シャノンのジャグリング定理を応用した「超音波制御」方法
http://ultrasonic-labo.com/?p=1753
超音波洗浄機の液体に伝搬する
超音波洗浄機の状態を測定・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洗浄機の状態に
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
「音色」を考慮した「超音波発振制御」技術を利用しています
（ 音色と超音波
参考 http://ultrasonic-labo.com/?p=1082 ）
注２：洗浄機と洗浄液と空気の
各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洗浄水槽でも対応可能です。
ミクロ流の自己組織化について
脱気・曝気・超音波・水槽表面の弾性波動・・・により
音響流のコントロールが可能になりました。
（ 超音波キャビテーションの観察・制御技術
参照 http://ultrasonic-labo.com/?p=10013 ）
具体的な対応として
現状の水槽による、超音波の伝搬状態を
目的とするキャビテーション・加速度の効果を最適にする
パワースペクトルとして設定・制御することができます。
超音波テスターを利用した計測・解析により
各種の関係性・応答特性（注３）を検討することで
超音波の各種相互作用の検出により実現しました。
注３：パワー寄与率、インパルス応答・・・
（ 超音波の＜ダイナミック特性を考慮した制御＞技術を開発
参照 http://ultrasonic-labo.com/?p=1142 ）
超音波洗浄機の測定・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、この技術を
超音波システムの液循環方法の改良技術として
コンサルティング提案・実施対応しています。
超音波水槽の構造・大きさと
超音波（周波数、出力、台数・・）に合わせた
＜超音波＞と＜水槽＞と＜液循環＞のバランスによる
超音波の最適な出力状態を測定・解析データとともに
提案・改良・報告します。
本来は、水槽の新規製作、新規設置、新規超音波の固定、・・・
が最もよいのですが、
現実的には、現状の改良として
液循環ポンプの追加改良（制御）で実現させることが
これまでの事例から
費用と効果の最適化になると判断して
提案・実施しています。
ポイント
液循環制御について
水槽内の液体を、数学のトポロジーに於ける
３次元空間での、３次元多様体の断面としてとらえます
この３次元多様体の移動・動きを論理モデルとしてとらえ
流体のコントロールに応用します
具体的なイメージとしては
球体の裏返し現象を、平行移動のポンプと、
回転移動のポンプの組み合わせで、
実用化（注）します
注：シャノンのジャグリング定理を応用した「超音波制御」方法
http://ultrasonic-labo.com/?p=1753
音圧測定解析に基づいた、超音波伝搬制御実験（超音波システム研究所）
新しい超音波伝搬用具を利用した超音波制御実験（超音波システム研究所）
超音波プローブを利用した超音波装置の設置技術（超音波システム研究所）
超音波システム研究所は、
超音波システム（音圧測定、発振制御）の
「オリジナル超音波プローブ」を利用した
各種装置・機器の振動計測・解析・評価に基づいた、
メガヘルツの超音波発振制御の追加により
装置の設置方法に関する最適化技術を開発しました。
この技術は
「低周波測定用プローブ」による、１Ｈｚ以下の振動測定と
「高周波測定用プローブ」による、１００ＭＨｚまでの振動測定により
装置の安定した効率の高い振動状態の最適化を実現しました。（注）
注：低周波の振動現象を正確に計測することは
大変難しく、今回の測定は、
低周波の共振・うねりを抑制する、特別な方法を採用しています。
その結果、超音波に関しては、高次の超音波伝搬状態を実現します。
これまでの事例から
超音波洗浄機、工作機械、溶接機械、攪拌装置・・・に対する、
設置テーブルの影響を考慮した
設置方法は大きな成果につながっています。
この技術は
超音波洗浄器を利用した化学反応実験・・・においても
考慮されにくい低周波の振動現象に対処できるので
今後、大きく発展できると考えます。
低周波の振動モードをコントロールする技術については
装置・機器の振動測定に関する、保守・メンテナンス技術・・
様々な利用・応用に関してコンサルティング対応しています。
超音波システム（音圧測定、発振制御）の
「オリジナル超音波プローブ」を利用した
各種装置・機器の振動計測・解析・評価に基づいた、
メガヘルツの超音波発振制御の追加により
装置の設置方法に関する最適化技術を開発しました。
この技術は
「低周波測定用プローブ」による、１Ｈｚ以下の振動測定と
「高周波測定用プローブ」による、１００ＭＨｚまでの振動測定により
装置の安定した効率の高い振動状態の最適化を実現しました。（注）
注：低周波の振動現象を正確に計測することは
大変難しく、今回の測定は、
低周波の共振・うねりを抑制する、特別な方法を採用しています。
その結果、超音波に関しては、高次の超音波伝搬状態を実現します。
これまでの事例から
超音波洗浄機、工作機械、溶接機械、攪拌装置・・・に対する、
設置テーブルの影響を考慮した
設置方法は大きな成果につながっています。
この技術は
超音波洗浄器を利用した化学反応実験・・・においても
考慮されにくい低周波の振動現象に対処できるので
今後、大きく発展できると考えます。
低周波の振動モードをコントロールする技術については
装置・機器の振動測定に関する、保守・メンテナンス技術・・
様々な利用・応用に関してコンサルティング対応しています。
＜樹脂容器とテフロン棒の音響特性＞を利用した超音波伝搬制御実験
＜樹脂容器とメガヘルツの超音波発振制御プローブ＞を利用した超音波伝搬制御実験
超音波洗浄器を利用した、超音波伝搬制御実験（超音波システム研究所）
