メガヘルツの超音波発振制御実験（超音波システム研究所）
メガヘルツの超音波発振制御プローブ製造技術
超音波システム研究所は、
オリジナル超音波システム（音圧測定解析・発振制御）による、
超音波伝搬状態の各種解析結果を、
抽象代数モデルに基づいて、超音波振動の相互作用を最適化（注）する、
超音波＜ダイナミック制御＞技術を開発しました。
注：共振現象（低調波）と非線形現象（高調波）を
論理モデルに基づいて発振制御条件の設定によりコントロールする
これまでの制御技術に対して、
各種伝搬用具を含めた、伝搬経路全体に関する
新しい測定・評価パラメータ（注）により
超音波利用の目的（洗浄、攪拌、加工・・） に合わせた、
最適な制御状態を設定・実施する技術です。
これは具体的な応用がすぐにできる方法・技術です
コンサルティングとして提案・対応しています
（ナノレベルの精密洗浄や攪拌実績が増えています）
注：オリジナル技術（超音波テスター）により
水槽、振動子、対象物、治工具・・・の
伝搬状態に関するダイナミックな変化を測定・解析・評価します。
（パラメータ：
パワースペクトル、自己相関、バイスペクトル、
パワー寄与率、インパルス応答特性、ほか）
オリジナル超音波システム（音圧測定解析・発振制御）による、
超音波伝搬状態の各種解析結果を、
抽象代数モデルに基づいて、超音波振動の相互作用を最適化（注）する、
超音波＜ダイナミック制御＞技術を開発しました。
注：共振現象（低調波）と非線形現象（高調波）を
論理モデルに基づいて発振制御条件の設定によりコントロールする
これまでの制御技術に対して、
各種伝搬用具を含めた、伝搬経路全体に関する
新しい測定・評価パラメータ（注）により
超音波利用の目的（洗浄、攪拌、加工・・） に合わせた、
最適な制御状態を設定・実施する技術です。
これは具体的な応用がすぐにできる方法・技術です
コンサルティングとして提案・対応しています
（ナノレベルの精密洗浄や攪拌実績が増えています）
注：オリジナル技術（超音波テスター）により
水槽、振動子、対象物、治工具・・・の
伝搬状態に関するダイナミックな変化を測定・解析・評価します。
（パラメータ：
パワースペクトル、自己相関、バイスペクトル、
パワー寄与率、インパルス応答特性、ほか）
超音波システム（音圧測定解析、発振制御）
超音波システム研究所は、
複数の超音波プローブによる
スイープ発振の組み合わせ制御技術を開発しました。
超音波発振制御プローブの伝搬特性により、
利用目的と相互作用に合わせた、
各超音波プローブ毎に、スイープ発振の条件設定を行います。
対象物や水槽、治工具・・の振動モードや
システムの振動系に合わせた発振条件により、
低周波の共振現象を利用することで
３０Ｗ程度の出力でも
３０００－５０００リットルの水槽内に
高い音圧・周波数の超音波振動を伝搬制御することが可能になります。
ダイナミックな変化として、低周波の共振現象と同時に、
１ＭＨｚの発振に対する
１０次、３０次、１００次・・の高調波の発生も実現出来ます。
ポイントは、音圧データの測定・解析に基づいた
システムのダイナミックな振動特性を解析・評価することです。
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）を設定・確認（注）しました。
同時に、超音波プローブの製造技術も発展させることが出来ました。
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（寄与率）
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
新しい技術として開発しました。
詳細な、スイープ発振・・・の設定条件は
超音波プローブや発振機器の特性も影響するため
実験確認に基づいて決定します。
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が増えています。
複数の超音波発振・液循環・・・各種制御の組み合わせは、
以下の項目を目的に合わせて最適化します。
１）線形現象と非線形現象
２）相互作用と各種部材の音響特性
３）音と超音波と表面弾性波
４）低周波と高周波（高調波と低調波）
５）発振波形と出力バランス
６）発振制御と共振現象（オリジナル非線形共振現象（注１））
・・・
上記について
音圧測定データに基づいた
統計数理モデル（スペクトルシーケンス （注２））により
表面弾性波の新しい評価方法で最適化します。
（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次の高調波を
ダイナミックな時間経過の変化で発生する共振現象により
高い振幅で高い周波数を実現させたことで起こる
超音波振動の共振現象
（注２）超音波の変化を、抽象代数の圏論やコホモロジーの
スペクトルシーケンスに適応させるといった
オリジナル方法を利用した表現（統計数理モデル）
複数の超音波プローブによる
スイープ発振の組み合わせ制御技術を開発しました。
超音波発振制御プローブの伝搬特性により、
利用目的と相互作用に合わせた、
各超音波プローブ毎に、スイープ発振の条件設定を行います。
対象物や水槽、治工具・・の振動モードや
システムの振動系に合わせた発振条件により、
低周波の共振現象を利用することで
３０Ｗ程度の出力でも
３０００－５０００リットルの水槽内に
高い音圧・周波数の超音波振動を伝搬制御することが可能になります。
ダイナミックな変化として、低周波の共振現象と同時に、
１ＭＨｚの発振に対する
１０次、３０次、１００次・・の高調波の発生も実現出来ます。
ポイントは、音圧データの測定・解析に基づいた
システムのダイナミックな振動特性を解析・評価することです。
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）を設定・確認（注）しました。
同時に、超音波プローブの製造技術も発展させることが出来ました。
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（寄与率）
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
新しい技術として開発しました。
詳細な、スイープ発振・・・の設定条件は
超音波プローブや発振機器の特性も影響するため
実験確認に基づいて決定します。
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が増えています。
複数の超音波発振・液循環・・・各種制御の組み合わせは、
以下の項目を目的に合わせて最適化します。
１）線形現象と非線形現象
２）相互作用と各種部材の音響特性
３）音と超音波と表面弾性波
４）低周波と高周波（高調波と低調波）
５）発振波形と出力バランス
６）発振制御と共振現象（オリジナル非線形共振現象（注１））
・・・
上記について
音圧測定データに基づいた
統計数理モデル（スペクトルシーケンス （注２））により
表面弾性波の新しい評価方法で最適化します。
（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次の高調波を
ダイナミックな時間経過の変化で発生する共振現象により
高い振幅で高い周波数を実現させたことで起こる
超音波振動の共振現象
（注２）超音波の変化を、抽象代数の圏論やコホモロジーの
スペクトルシーケンスに適応させるといった
オリジナル方法を利用した表現（統計数理モデル）
超音波伝搬実験（表面弾性波の相互作用を確認）に関する音圧データの解析
非線形振動現象をコントロールする超音波制御実験（超音波システム）
２００ＭＨｚ以上の超音波伝搬現象による表面改質処理（超音波システム研究所）
メガヘルツのスイープ発振制御による表面処理（表面残留応力の緩和・均一化技術）
Ultrasonic oscillation system (20MHz)
