超音波実験ーー音圧測定・解析・評価技術ーー（超音波システム研究所）
超音波プローブによる、表面弾性波の伝搬実験（超音波システム研究所）
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）
叩いて（低周波刺激で）超音波を利用する（音と超音波の組み合わせ技術）
超音波システム研究所は、
線材の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。
各種材質の線材（ステンレス、銅、樹脂・・・）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
ステンレスとテフロンチューブの組み合わせ・・・
複雑な音響特性を可能にします。
その結果、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種類の超音波発振制御プローブにより、
利用目的と相互作用の測定・解析確認に基づいた
スイープ発振とパルス発振の条件設定を行います。
特に、低周波の共振現象を制御するために
高周波の非線形現象を利用します。
そのために、音圧測定は１００ＭＨｚ以上の測定範囲が必要となります。
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。
注：
非線形特性（高調波のダイナミック特性）
応答特性
ゆらぎの特性
相互作用による影響
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、発振制御の設定条件は
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）
線材の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。
各種材質の線材（ステンレス、銅、樹脂・・・）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
ステンレスとテフロンチューブの組み合わせ・・・
複雑な音響特性を可能にします。
その結果、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種類の超音波発振制御プローブにより、
利用目的と相互作用の測定・解析確認に基づいた
スイープ発振とパルス発振の条件設定を行います。
特に、低周波の共振現象を制御するために
高周波の非線形現象を利用します。
そのために、音圧測定は１００ＭＨｚ以上の測定範囲が必要となります。
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。
注：
非線形特性（高調波のダイナミック特性）
応答特性
ゆらぎの特性
相互作用による影響
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、発振制御の設定条件は
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）
超音波による乳化実験写真を紹介します
感想
この実験の
ガラス容器は、
音響特性が悪いので
乳化には適していません
写真の乳化は、約60秒の状態です
超音波システム研究所
ホームページ http://ultrasonic-labo.com/
超音波の非線形現象を制御する技術による、ナノレベルの攪拌技術（超音波システム研究所）
小平邦彦の数学
小平邦彦の数学
超音波技術を発展させる
（複雑で難しいものを論理的に考え抜く）ために
１） 数学の重要性を理解する
２） 数学への取り組みを実施する
３） 数学を応用した新しい超音波の利用を進める
と言うことが必要ではないかと考えています
そこで、「数学者（小平邦彦）」の数学に対する
資料・記事を参考のために提示します
小平邦彦『幾何のおもしろさ』
岩波書店（数学入門シリーズ）、1985年
また、十八世紀およびそれ以前においては、
ユークリッド幾何がただ一つの公理的に構成された理論体系であった。
だから私は子供に公理的構成の考えを教える材料は
ユークリッド幾何に限ると思うのである。
近年ユークリッド平面幾何は
数学の初等教育からほとんど追放されてしまったが、
それによって失われたものは
普通に考えられているよりもはるかに大きいのではないかと思う。
昔われわれは平面幾何で論理を学んだんですが、
幾何でないと論理を教えてもだめなんじゃないかしら。
代数なんか材料にして論理を教えようと思っても
材料があんまり単純でしょう。
小平氏は言う。
「わからない証明を繰り返しノートに写してしまうと、
自然にわかってわかってくるようである。
現在の数学の初等・中等教育ではまずわからせることが大切で、
わからない証明を丸暗記させるなどもっての外、
ということになっているが、
果たしてそうか疑問である」
コメント
わからない現象を繰り返し実験確認すると、
自然に問題点が見えてくると感じています
新しいものをつくりだすためには、
第一に、無に耐える力
を身に付けることだと考えます。
「無の哲学」は無に徹し、
何者にも寄りすがらないで
無（考える）ということです。
孤独な思考に耐える精神力が重要です
超音波について
＜様々な事項の複数の組み合わせ＞
ヒーター、オーバーフロー、立体液循環、弾性波、整流、ガイド波、
出力、周波数、複数の振動子、制御・・・
Spectral ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ
ａｐｐｅａｒ ｅｖｅｒｙｗｈｅｒｅ ｉｎ ｎａｔｕｒｅ
スペクトル系列は自然のいたるところに現れる
（コホモロジーのこころ 加藤五郎著 2003年 岩波書店より）
超音波のような複雑な現象に対する取り組みに
様々な数学を論理モデルとして利用することで
本質的な特徴が検出しやすくなるという考え方です。
超音波システム研究所
超音波の音圧データ解析：自己相関・バイスペクトル－－超音波の伝搬状態を測定・解析・評価する技術－－（超音波システム研究所）
