オリジナル超音波実験－－－超音波の最適化技術－－－超音波システム研究所
デジタルカメラによるキャビテーションの写真を利用した
超音波照射に関するコントロール技術を開発
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超音波システム研究所は、
デジタルカメラによるキャビテーションを撮影する方法を利用して
超音波伝搬状態の、コントロール技術を開発しました。
超音波プローブを利用した超音波制御システム Ultrasonic-labo
超音波システム研究所は、
超音波伝搬状態の測定・解析により、
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。
この分類方法は、
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
さらに変動型は、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：線形変動型
２：非線形変動型
３：ミックス変動型（ダイナミック変動型）
上記の各タイプに基づいた装置開発・制御設定・検査・・・
超音波技術の応用に関して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、
超音波の音圧データの解析結果（バイスペクトル）のデータ群を、
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
非線形現象（バイスペクトル）に関する、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
超音波の伝搬空間を、複体の変化と考え分類することにしました。
その結果、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）として実現しています。
応用技術の可能性として
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、非線形現象の伝搬状態の変化にある」
という考え方が一歩進んだと考えています。
超音波伝搬状態の測定・解析により、
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。
この分類方法は、
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
さらに変動型は、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：線形変動型
２：非線形変動型
３：ミックス変動型（ダイナミック変動型）
上記の各タイプに基づいた装置開発・制御設定・検査・・・
超音波技術の応用に関して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、
超音波の音圧データの解析結果（バイスペクトル）のデータ群を、
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
非線形現象（バイスペクトル）に関する、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
超音波の伝搬空間を、複体の変化と考え分類することにしました。
その結果、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）として実現しています。
応用技術の可能性として
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、非線形現象の伝搬状態の変化にある」
という考え方が一歩進んだと考えています。
＜＜脱気マイクロバブル発生液循環装置＞＞ ultrasonic-labo
超音波システム研究所は、
超音波の伝搬現象に関する測定・解析・評価技術に基づいて、
超音波加工、攪拌、化学反応・・にも利用可能な、
ファインバブルを利用した超音波洗浄機を開発しました。
推奨システム概要
１：超音波とファインバブルによる表面改質処理を行った
超音波振動子
２：超音波とファインバブルによる表面改質処理を行った
超音波専用水槽
３：脱気・ファインバブル（マイクロバブル）発生液循環システム
４：制御ＢＯＸによる、超音波出力と液循環の最適化制御システム
５：超音波テスターによる、音圧管理システム
注意：水槽・振動子・治工具については、エージング処理により
音響特性の調整対応が可能です
＊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
超音波（キャビテーション・音響流）を制御します
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て、
対象物・装置・治工具・・・の音響特性を考慮した
超音波伝搬状態を実現させる
以下の技術です
１）ファインバブルを利用した、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
・・・・・・・
超音波システム研究所 no.２４
超音波美顔器（１MHｚ）に水滴を乗せた状態で
超音波照射を行った動画です
Ultra Sonic wave System Institute
Ultrasonic Cavitation Control.
Ultrasonic Sound Flow water effect.
超音波プローブの表面弾性波を利用した、部品検査実験（超音波システム研究所）
超音波伝搬特性（音響特性）の分類に基づいた、超音波発振制御実験（超音波システム研究所）
音圧測定・解析に基づいた、超音波のコントロール技術を開発－－－超音波データの統計数理（R言語・環境による解析）－－－（超音波システム研究所）
