粉体・粉末と超音波 (ナノテクノロジー)
超音波について
<<< キャビテーションと音響流の論理モデル >>>
理想的には、
高い音圧のキャビテーションが、高い周波数(高調波)の音響流を発生させる
と言うことが考えられるのですが、
通常では考えられない状態のような気がします。
ところが、均一で強度バランスの良い水槽を製造して
設置による音圧の減衰を押さえる工夫を実施すると、
超音波によるエージング効果・・により
一定期間の使用が経過すると、
高い音圧のキャビテーションと高い周波数の音響流が生み出されるのです。
さて、超音波洗浄に関して
各種制御による、超音波のコントロールが重要である
という説明を読んだ記憶があります。
確かに、安定した音響流の発生が実現できるように思えます。
超音波洗浄器で簡単な実験を行って見ます。
(超音波のON/OFF制御、あるいは液循環のON/OFF制御)
そこで、音圧データを解析(非線形現象の解析:バイスペクトル)しながら
超音波の出力・ON/OFF、液循環・流量ON/OFF制御設定を
(洗浄効果の評価に基づいて)最適化することで、
高い音圧レベルによる
高い周波数(高調波)の
超音波伝搬状態が実現できました。
洗浄効果(目的)に合わせた
非線形現象を発生させる
制御条件を考えられる、論理モデルが重要だということになります。
超音波洗浄技術としては、
「流体が振動する非線型現象をコントロールする」と言うことになります
詳細は、うまく説明できないのですが、
超音波システム研究所は、
抽象代数学のコホモロジーと圏論を利用して
キャビテーションと音響流の論理モデルを考え、
コンサルティング対応時に使用しています。
超音波実験 no.1
間接水槽(サイズ 52cm*33cm*24cm)を利用した超音波実験
超音波と容器の設定・変化・変動を利用しています。
対象に合わせた、超音波・液循環制御により、
超音波の伝搬状態をコントロールしています。
< 超音波システム研究所 >
超音波洗浄システム(推奨)
超音波システム研究所は、
2種類の異なる周波数の超音波(振動子)による
目的に合わせた超音波(音響流・キャビテーション)制御を実現する
超音波システム(洗浄、加工、撹拌・・)技術を開発しました。
推奨システム概要1
1:2種類の超音波振動子(標準タイプ 28kHz,72kHz)
2:超音波専用水槽(標準タイプ 内側寸法:500*310*340mm)
3:脱気・マイクロバブル発生液循環システム
4:超音波出力と液循環量の最適化制御システム
超音波:MIRAE ULTRASONIC TECH. CO
1)パワー洗浄シリーズ(28KHz 300W)
2)精密洗浄シリーズ(72KHz 300W)
推奨システム概要2
1:2種類の超音波振動子(標準タイプ 38kHz,72kHz)
2:超音波専用水槽(標準タイプ 内側寸法:500*310*340mm)
3:脱気・マイクロバブル発生液循環システム
4:超音波出力と液循環量の最適化制御システム
超音波1:株式会社カイジョー
投込振動子型超音波洗浄機 200G (38kHz 150W)
超音波2:MIRAE ULTRASONIC TECH. CO
精密洗浄シリーズ(72KHz 300W)
*特徴
超音波専用水槽による効果的な装置です
効率の高い超音波利用により
通常の水槽では強度・耐久性が不十分です
洗浄・攪拌・表面改質・・・対象と目的により
2種類の超音波(振動子)を組み合わせて制御します
<組み合わせ事例>
1:38kHz、70kHz
2:25kHz、38kHz
3:24kHz、68kHz
4:33kHz、28kHz
5:33kHz、40kHz
6:33kHz、71kHz
・・・・・
様々な、組み合わせと
使用(制御)方法を提案しています
標準タイプの組み合わせは
28kHz、72kHzの状態です
(実測値事例 25.7kHz 71.4kHz)
ポイントは
超音波の正確な発振周波数の測定・解析・確認と
解析と超音波利用目的に基づいた
超音波伝搬状態を実現させる
以下の技術です
1)マイクロバブルを利用した、専用水槽内の「液体」の均一化
2)超音波の非線形現象(音響流)制御としての「液循環」
3)超音波の発振制御(注)
注)シャノンのジャグリング定理を応用した「超音波制御」方法
http://ultrasonic-labo.com/?p=1753
治工具と各種の制御により、超音波照射状態を適正に設定することで、
キャビテーションと加速度(音響流)の効果を、
目的に合わせた状態にコントロールできます。
-システムの応用事例-
ガラス製の水槽を利用した精密洗浄
間接容器を利用した表面改質
ナノレベルの攪拌・乳化・分散・粉砕
各種の化学反応処理
メッキ液・コーティング液の開発
ナノ粒子の製造
複雑な形状へのコーティング・・表面処理
表面の残留応力の緩和処理
水の改質(ラジカル化)
表面弾性波を利用した目的のサイズの霧化
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