超音波システム研究所

超音波の新しい利用に関するブログです

オリジナル超音波システムによる実験(音圧測定、発振制御 ultrasonic-labo)

2022-03-14 14:57:40 | 超音波システム研究所2011
オリジナル超音波システムによる実験(音圧測定、発振制御 ultrasonic-labo)


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樹脂・ガラス・・・の音響特性を利用した超音波制御実験

2022-03-14 14:13:43 | 超音波システム研究所2011
樹脂・ガラス・・・の音響特性を利用した超音波制御実験


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オリジナル超音波システムによる実験(音圧測定、発振制御 ultrasonic-labo)

2022-03-14 14:03:08 | 超音波システム研究所2011
オリジナル超音波システムによる実験(音圧測定、発振制御 ultrasonic-labo)


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超音波による化学反応をコントロールする実験(ultrasonic-labo)

2022-03-14 12:52:23 | 超音波システム研究所2011
超音波による化学反応をコントロールする実験(ultrasonic-labo)


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新しい超音波伝搬用具を利用した超音波制御実験(表面弾性波の応用技術)

2022-03-14 12:13:04 | 超音波システム研究所2011
新しい超音波伝搬用具を利用した超音波制御実験(表面弾性波の応用技術)


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(弾性体、液体、気体)を伝搬する超音波振動の
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
水槽・液体・各種部材・・の関係性・応答特性(注)を検討することで、
(複数の超音波によるスイープ発振制御条件による)
対象物の表面に伝搬する超音波の伝搬状態を
目的に合わせて最適化する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・バイスペクトル
  ・・・・のダイナミックな変化

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、この技術を
 超音波システム(洗浄、攪拌、加工・・・)の最適化技術として
 コンサルティング対応(注)しています。

注:スイープ発振制御条件について詳細を説明対応します



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表面弾性波を利用した、超音波伝搬制御実験(超音波システム研究所)

2022-03-14 12:04:49 | 超音波システム研究所2011
表面弾性波を利用した、超音波伝搬制御実験(超音波システム研究所)


超音波システム研究所は、
 対象物の表面を伝搬する超音波データの解析実績から
 メガヘルツの超音波発振による、表面検査技術を開発しました。

この技術を利用して、洗浄対象物の超音波伝搬特性評価を行い
 効果的な、超音波洗浄機の制御・周波数・出力レベル・・・について
 報告書にまとめ提案してきました。

超音波プローブの発振制御による
 「音圧・振動」測定・解析技術を応用した方法です。

対象物の表面を伝搬する振動モードに合わせた
 オリジナル超音波プローブを使用することで、
 狭い溝やエッジ部に伝搬する超音波の伝搬状態を確認します。

特に、伝搬現象におけるダイナミック特性を確認することで
 洗浄効果のバラツキに対する特性が検出出来ます。

音響特性に基づいた、オリジナルのスイープ発振制御により
 低周波の伝搬特性や非線形性による高調波の発生状態について
 目的の洗浄効果に合わせた超音波のダイナミック制御として実現します。

ポイント1:液体に伝搬する超音波と弾性体に伝搬する超音波

間接容器を利用した洗浄・表面処理の標準的な装置について

洗浄に関しては、間接容器内の洗浄物に対して
 洗浄効果の高い効果的な超音波の刺激を行う、
 各種相互作用を考慮した、制御・・・の設定が必要です。
そのためには、洗浄物の表面に伝搬する超音波の特徴に対する、
 超音波振動子・洗浄液・超音波水槽・間接水槽の影響を、
 音圧データの測定解析により把握して
 最適な超音波の発振制御を行うことで実現します。
現実的には、現状装置の音圧測定解析による超音波の特性と、
 洗浄物の超音波特性を、メガヘルツの超音波発振制御条件により、
 最適化する事を推奨します。

注:水槽構造や設置方法・・により、超音波の特性が悪い場合には、
 水槽の改善、設置方法の改善を優先することが必要となります。

具体的には、最低2本の超音波発振制御プローブにより
1本は、パルス発振制御(あるいはスイープ発振制御)
1本は、スイープ発振制御を行います。
2本以上のスイープ発振制御を組み合わせる場合、
 共振現象により非常に大きな音圧レベルの発生が可能になるので、
 注意が必要です。
(大きな共振は、スイープ条件によりコントロール可能です)



ポイント2:液体に伝搬する超音波と弾性体に伝搬する超音波

メガヘルツのスイープ発振制御により、液体は変化します。
水の場合、水分子が分解され、-OH置換基(ヒドロキシ基)の発生により、
 ラジカル反応で洗浄を促進します。
特に、10メガヘルツ以上のスイープ発振による効果は
 ナノレベルの高い洗浄を実現します。
溶剤の場合、適正な周波数範囲の確認実験により、
 効率の良い洗浄(化学反応の促進)が実現します。
弾性体の表面に伝搬する超音波は、波形・出力・スイープ発振制御により
非常に高い周波数の超音波が伝搬します
(例 60kHz~1MHzのスイープ発振でも、
 100MHzの伝搬状態が実現します)
この超音波刺激は、表面の応力緩和、
 金属組織の隙間にあるコンタミ除去、・・により、従来にない、
 均一な洗浄レベルを実現します。
 
 
ポイント3:液体に伝搬する超音波と弾性体に伝搬する超音波

基本的な考え方として、
 装置の振動モードによるエネルギーを効率よく利用するという方法です。
 単純な利用では、低周波の共振現象になってしまいますが、
 音圧データの測定解析に基づいた、メガヘルツのスイープ発振制御により、
 洗浄に必要な音圧レベルと周波数範囲のダイナミック制御が実現します。
確認・管理方法は、
 音圧データの解析(自己相関・バイスペクトル)です。


ポイント4:超音波発振(スイープ発振、パルス発振、・・・)システム
(低周波の共振現象と、高周波の非線形現象をコントロールする技術)

超音波システム研究所は、
表面弾性波による非線形振動現象を利用した
超音波の発振制御技術を開発しました。

各種対象(水槽、振動子、プローブ、治具、対象物・・・)について
基本的な音響特性(応答特性、伝搬特性)を確認することで、
目的の超音波伝搬状態を、発振制御により可能になります。

2種類の非線形共振型超音波発振プローブによる、
スイープ発振、パルス発振、・・・の発振条件の設定により
高い音圧の共振現象と、
高調波の発生現象(非線形現象)による、
30MHz以上の高周波伝搬状態を最適化します。

この技術は、低出力の超音波発振を効率よく利用する方法です

デジタル制御による、
離散値的なファンクションジェネレータの特性を利用した
各種パラメータの設定がポイントです

非線形共振型超音波発振プローブを利用することで
共振現象による音圧レベルの制御範囲が大きく広がるため
従来の共振現象による音圧レベルとは大きく異なり
ダメージや破壊といった現象にならない
音圧測定解析に基づいた、制御設定の最適化が必要です

興味のある方は、メールでお問い合わせください
技術(特許・ノウハウ)提供を含め、コンサルティング対応します


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超音波システム(音圧測定、発振制御 ultrasonic-labo)

2022-03-14 10:56:48 | 超音波システム研究所2011
超音波システム(音圧測定、発振制御 ultrasonic-labo)


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超音波発振システム(20MHz ultrasonic-labo)

2022-03-14 10:49:21 | 超音波システム研究所2011
超音波発振システム(20MHz ultrasonic-labo)


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超音波実験写真(超音波研究に関するスライドショー)

2022-03-14 10:41:46 | 超音波システム研究所2011
超音波実験写真(超音波研究に関するスライドショー)


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ナノレベルの攪拌・乳化・分散・粉砕技術(実験動画) Ultrasonic-labo

2022-03-14 10:17:47 | 超音波システム研究所2011
ナノレベルの攪拌・乳化・分散・粉砕技術(実験動画) Ultrasonic-labo


--超音波の非線形現象を制御する技術による
 ナノレベルの攪拌・乳化・分散・粉砕技術--

超音波システム研究所は、
「超音波の非線形現象(音響流)を制御する技術」を利用した
 効果的な攪拌(乳化・分散・粉砕)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
 超音波伝搬特徴(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による攪拌を行います。

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相乗効果を含めて
 大変効率的に利用(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。




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