＜＜超音波伝搬現象の分類：：超音波実験＞＞
超音波振動子の設計
量子力学モデルを超音波伝搬周波数の特性設定に利用した
超音波振動子の設計技術を開発しました。
今回開発した技術は、
超音波の発振・伝搬状態を、量子力学の縮重関数に
適応させるというモデルを採用しています。
これまでの設計方法とは異なり、
水槽内での超音波伝搬状態に対する、エネルギー順位（高調波の次数に対応）を
音響流や音（低周波の振動）・・の摂動としてとらえることで
振動子の設計条件を決めていきます。
なお、超音波システム研究所の「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・超音波の設計技術」
としても応用可能です。
これは、最近のナノレベルの攪拌・分散を効率的に行うための
適切な超音波振動子の必要性から開発した技術です。
超音波システム研究所
Ultrasonic Cavitation Control no.１２
超音波（キャビテーション）を
適正に設定することで、
目的に合わせた超音波の状態が実現できます
＜＜超音波システム研究所＞＞
超音波モデルに基づいた制御システムの開発技術 Ultrasonic-labo
超音波洗浄機の「流れとかたち・コンストラクタル法則」
超音波システム研究所（所在地：東京都八王子市）は、
超音波伝搬状態の測定データを
バイスペクトル解析することで、
超音波振動が伝搬する現象に関する分類方法を開発しました。
今回開発した分類に関する方法は、
超音波の伝搬状態に関する
主要となる周波数（パワースペクトル）の
ダイナミック特性（非線形現象の変化）により
線形・非線形の共振効果を推定します。
これまでのデータ解析から
効果的な利用方法を
以下のような
４つのタイプに分類することができました。
１：線形型
２：非線形型
３：ミックス型
４：変動型
上記の各タイプに基づいた装置開発・制御設定・・・
成功事例が多数あります。
特に、
安定性・変化の状態・・・に関して
周波数成分による詳細な分類により、
目的と効果に対する、効率のよい
各種条件の設定・調整が可能になりました。
さらに、洗浄に関しては
汚れの特性やバラツキに関する情報が得られにくいため
このような分類をベースに実験確認することで
効果的な超音波制御が、実現します。
その他の応用事例
超音波洗浄機の評価、超音波振動子の評価、・・・
超音波加工・溶接・曲げ・・・振動現象の制御
超音波による化学反応促進・抑制（例 めっき）処理
表面を伝搬する超音波振動の特性による表面検査・表面処理
液体・気体・弾性体（粉末・・）に対する
超音波（攪拌・乳化・分散・粉砕・表面の均一化・・・・）処理
その他
この分類の本質的なアイデアは、
超音波による定在波の特徴を、抽象代数学の
「導来関手」に適応させるということです。
抽象的ですが
超音波の伝搬状態を計測解析するなかで
定在波に関する的確な対応・制御事例から
時間経過とともに変化する状態を捉えるために
「導来関手」とスペクトルシーケンスの関係を
線形・非線形の共振効果に対応した
複体の変化により分類することにしました。
なお、超音波システム研究所の「非線形制御技術」は、
この方法による、
具体的な技術（例 超音波制御システム）として対応しています。
応用技術として
非線形性の発生状態に関する研究開発を進めています。
「超音波利用の最も大きな効果が、非線形状態の変化にある」
という考え方が一歩進んだと考えています。
超音波システム研究所は、
超音波の伝搬状態を解析することで、
キャビテーションと加速度・音響流の効果に関する
新しい分類方法を開発しました。
今回開発した分類に関する方法は、
超音波の伝搬状態に関する
主要となる周波数（パワースペクトル）の
ダイナミック特性により
キャビテーションと加速度・音響流の効果を推定します。
これまでのデータぼ解析から
効果的な利用方法を
以下のような
３つのタイプに分類することができました。
１：キャビテーション型
２：加速度（音響流）型
３：ミックス型
上記の各タイプについて
安定性・変化の状態・・・に関して
詳細な分類により、
目的と効果（伝搬状態）に対する、効率のよい制御が可能になりました。
特に、洗浄に関しては
汚れの特性やバラツキに関する情報が得られにくいため
このような分類をベースに実験確認することで
効果的な超音波制御（伝搬状態）を実現させています。
この分類の本質的なアイデアは、
超音波による定在波の特徴を、抽象代数学の
「導来関手」に適応させるということです。
抽象的ですが
超音波の伝搬状態を計測解析するなかで
定在波に関する的確な対応・制御事例から
時間経過とともに変化する状態を捉えるために
「導来関手」と
スペクトルシーケンスの関係を利用して分類することにしました。
なお、超音波システム研究所の「定在波の制御技術」は、
この方法による、具体的な技術として利用しています。
タイトル 超音波工学と応用技術 著者 ベ・ア・アグラナート [ほか]共著
著者 青山忠明, 遠藤敬一 訳 出版社 日ソ通信社 出版年 1991 より
応用技術として
今後、非線形性の相互作用に関する研究開発を進めています。
「超音波利用の最も大きな効果が、非線形状態の変化にある」
と測定確認しています。
参考
なお、今回の技術をコンサルティング事業として、 対応しています。
樹脂容器と超音波プロ－ブによる、メガヘルツ超音波の発振（スイープ発振、パルス発振）システム
超音波測定システム Ultrasonic measurement System
