鈴木大拙
ナノレベルの超音波攪拌（乳化・分散・粉砕）技術 Ultrasonic-labo
超音波プローブによる、スイープ発振システム（低周波の共振現象と、高周波の非線形現象を発振制御する技術）
超音波プローブの伝搬テストーー超音波のダイナミック制御技術ーー（超音波システム研究所）
脱気・マイクロバブル発生装置を利用した超音波システム
脱気・マイクロバブル発生装置を利用した超音波システム
超音波システム研究所は、
マグネットポンプを使用した
超音波＜実験・研究・開発＞のための
低価格で簡易的な
「脱気・マイクロバブル制御による超音波システム」を開発しました。
－今回開発したシステムの応用事例－
ガラス製の水槽を利用した化学反応実験
調理用機器を利用した表面改質実験
間接容器による洗浄実験
各種の攪拌実験
大型水槽での組み合わせ利用
・・・・・・・
超音波システム研究所
超音波システム＜１ＭＨｚタイプ＞の利用技術（ultrasonic-labo）
メガヘルツの超音波発振制御プローブ実験 Megahertz ultrasonic oscillation control probe experiment
超音波システム研究所は、
５００Ｈｚから７００ＭＨｚの超音波伝搬状態を制御可能にする
超音波プローブを、利用目的に合わせて製造する技術を開発しました。
超音波プローブ：概略仕様
測定範囲 ０．０１Ｈｚ～２００ＭＨｚ
発振範囲 １．０ｋＨｚ～２５ＭＨｚ
伝搬範囲 ０．５ｋＨｚ～７００ＭＨｚ以上
材質 ステンレス、ＬＣＰ樹脂、シリコン、テフロン、ガラス・・・
発振機器 例 ファンクションジェネレータ
＜金属・樹脂・ガラス・・・の音響特性＞を把握することで
発振制御により、音圧レベル、周波数、ダイナミック特性について
目的に合わせた伝搬状態を実現します
超音波伝搬状態の測定・解析・評価技術に基づいた、
精密洗浄・加工・攪拌・検査・・への新しい基礎技術です。
各種部材（ガラス容器・・）の音響特性（表面弾性波）の利用により
２０Ｗ以下の超音波出力で、３０００リッターの水槽でも、
数トンの構造物、工作機械、・・への超音波刺激は制御可能です。
弾性波動に関する工学的（実験・技術）な視点と
抽象代数学の超音波モデルにより
非線形現象の応用方法として開発しました。
ポイントは
超音波素子表面の表面弾性波利用技術です、
対象物の条件・・・により
超音波の伝搬特性を確認（注１）することで、
オリジナル非線形共振現象（注２、３）として
対処することが重要です
注１：超音波の伝搬特性
非線形特性
応答特性
ゆらぎの特性
相互作用による影響
注２：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調波の発生を
共振現象により高い振幅に実現させたことで起こる
超音波振動の共振現象
注３：過渡超音応力波
変化する系における、ダイナミック加振と応答特性の確認
時間経過による、減衰特性、相互作用の変化を確認
上記に基づいた、過渡超音応力波の解析評価
注４：ダイナミック制御の基本
発振制御は、スイープ発振とパルス発振の組み合わせにより
利用目的に合わせた、音圧レベル、周波数範囲の
ダイナミックな変化状態を制御設定で実現します
その結果、超音波プローブは、以下の４タイプになります
発振型（共振タイプ、非線形タイプ）
測定型（共振タイプ、非線形タイプ）
＜特許出願済み＞
特開2021-125866 超音波制御（超音波発振制御プローブ）
特開2021-159990 超音波溶接
特開2021-161532 超音波めっき
特開2021-171909 超音波加工
特開2021-175568 流水式超音波洗浄
特願2023-195514 メガヘルツ超音波を利用した超音波めっき
超音波発振制御プローブの製造技術の一部は
特開2021-125866 に記載しています
超音波プローブの伝搬特性
１）振動モードの検出（自己相関の変化）
２）非線形現象の検出（バイスペクトルの変化）
３）応答特性の検出（インパルス応答の解析）
４）相互作用の検出（パワー寄与率の解析）
注：「R」フリーな統計処理言語かつ環境
autcor：自己相関の解析関数
bispec：バイスペクトルの解析関数
mulmar：インパルス応答の解析関数
mulnos：パワー寄与率の解析関数
５００Ｈｚから７００ＭＨｚの超音波伝搬状態を制御可能にする
超音波プローブを、利用目的に合わせて製造する技術を開発しました。
超音波プローブ：概略仕様
測定範囲 ０．０１Ｈｚ～２００ＭＨｚ
発振範囲 １．０ｋＨｚ～２５ＭＨｚ
伝搬範囲 ０．５ｋＨｚ～７００ＭＨｚ以上
材質 ステンレス、ＬＣＰ樹脂、シリコン、テフロン、ガラス・・・
発振機器 例 ファンクションジェネレータ
＜金属・樹脂・ガラス・・・の音響特性＞を把握することで
発振制御により、音圧レベル、周波数、ダイナミック特性について
目的に合わせた伝搬状態を実現します
超音波伝搬状態の測定・解析・評価技術に基づいた、
精密洗浄・加工・攪拌・検査・・への新しい基礎技術です。
各種部材（ガラス容器・・）の音響特性（表面弾性波）の利用により
２０Ｗ以下の超音波出力で、３０００リッターの水槽でも、
数トンの構造物、工作機械、・・への超音波刺激は制御可能です。
弾性波動に関する工学的（実験・技術）な視点と
抽象代数学の超音波モデルにより
非線形現象の応用方法として開発しました。
ポイントは
超音波素子表面の表面弾性波利用技術です、
対象物の条件・・・により
超音波の伝搬特性を確認（注１）することで、
オリジナル非線形共振現象（注２、３）として
対処することが重要です
注１：超音波の伝搬特性
非線形特性
応答特性
ゆらぎの特性
相互作用による影響
注２：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調波の発生を
共振現象により高い振幅に実現させたことで起こる
超音波振動の共振現象
注３：過渡超音応力波
変化する系における、ダイナミック加振と応答特性の確認
時間経過による、減衰特性、相互作用の変化を確認
上記に基づいた、過渡超音応力波の解析評価
注４：ダイナミック制御の基本
発振制御は、スイープ発振とパルス発振の組み合わせにより
利用目的に合わせた、音圧レベル、周波数範囲の
ダイナミックな変化状態を制御設定で実現します
その結果、超音波プローブは、以下の４タイプになります
発振型（共振タイプ、非線形タイプ）
測定型（共振タイプ、非線形タイプ）
＜特許出願済み＞
特開2021-125866 超音波制御（超音波発振制御プローブ）
特開2021-159990 超音波溶接
特開2021-161532 超音波めっき
特開2021-171909 超音波加工
特開2021-175568 流水式超音波洗浄
特願2023-195514 メガヘルツ超音波を利用した超音波めっき
超音波発振制御プローブの製造技術の一部は
特開2021-125866 に記載しています
超音波プローブの伝搬特性
１）振動モードの検出（自己相関の変化）
２）非線形現象の検出（バイスペクトルの変化）
３）応答特性の検出（インパルス応答の解析）
４）相互作用の検出（パワー寄与率の解析）
注：「R」フリーな統計処理言語かつ環境
autcor：自己相関の解析関数
bispec：バイスペクトルの解析関数
mulmar：インパルス応答の解析関数
mulnos：パワー寄与率の解析関数
