＜超音波照射技術・液循環ノウハウ＞
ガラス容器による
反射・屈折・透過の現象を
液循環と定在波の最適化で
超音波を目的の状態に設定しています
■ホームページＵＲＬ
http://ultrasonic-labo.com/
超音波
（ガラス容器を利用したキャビテーション制御） no.２６
超音波システム研究所は、
オリジナル超音波システム（音圧測定解析・発振制御）による、
超音波伝搬状態の各種解析結果から、
共振現象と非線形現象を制御可能にする超音波伝搬システムについて、
目的に合わせて最適化する技術を開発しました。
オリジナル超音波システム（音圧測定解析・発振制御）による、
超音波伝搬状態の各種解析結果から、
共振現象と非線形現象を制御可能にする超音波伝搬システムについて、
目的に合わせて最適化する技術を開発しました。
さらに、上記の技術を発展させ、
水槽と超音波と液循環に関する最適化・評価技術を開発しました。
これまでの制御技術に対して、
各種伝搬用具を含めた、超音波振動の伝搬経路全体に関する
新しい測定・評価パラメータ（注）により
超音波利用の目的（洗浄、攪拌、加工・・） に合わせた、
超音波のダイナミックな伝搬状態を実現する技術です。
これは具体的な応用がすぐにできる方法・技術です
コンサルティングとして提案・対応しています
（超音波加工、ナノレベルの精密洗浄、攪拌。・・実績が増えています）
注：オリジナル技術製品（超音波の音圧測定解析システム）により
水槽、振動子、対象物、治工具・・・の
伝搬状態に関するダイナミックな変化を測定・解析・評価します。
（パラメータ：
パワースペクトル、自己相関、バイスペクトル、
パワー寄与率、インパルス応答特性、ほか）
基本的な考え方（現象とモデルの統合）
振動現象の継続により、共振現象が成長することで、
より大きな共振現象の発生とともに
振動波形の崩れ・変化による、非線形現象の発生が起きます。
非線形現象による振動の伝搬（流れ）が発展すると
伝搬状態のダイナミックな変化により、
共振現象と非線形現象の複雑な状態になります。
時間経過とともに、以上の経過を繰り返す中で、
振動系としてのシステムによる、固有の振動モードが発生します。
この振動モードのサイクルをコントロールすることが
共振現象と非線形現象の最適化技術となります。
この技術を応用して
共振現象と非線形現象の組み合わせを実現する
新しい超音波発振制御技術（注）を開発しました。
注：共振型伝搬システム、非線形型伝搬システム
超音波洗浄の場合
共振型伝搬状態：キャビテーションモード
非線形型伝搬状態：音響流モード
上記の振動モードに関する無限のプロセス
無限のプロセスの測定解析評価により
超音波（キャビテーションと音響流）のダイナミック制御が実現出来ます。
例 超音波洗浄
脱気ファインバブル発生液循環装置 １台 ＯＮＯＦ制御
ＯＮ：２１３秒 ＯＦＦ：３１秒
ベースとなる超音波振動子 １台 ＯＮＯＦＦ制御
４０ｋＨｚ ６００Ｗ（４０％出力１５０Ｗ）
ＯＮ：５７秒 ＯＦＦ：１７秒
メガヘルツの超音波発振制御プローブ ４本
メガヘルツの超音波発振制御プローブ１ パルス発振
７．７ＭＨｚ（出力１０Ｗ）
メガヘルツの超音波発振制御プローブ２ スイープ発振
７ＭＨｚ～２０ＭＨｚ（出力１２Ｗ）
メガヘルツの超音波発振制御プローブ３ パルス発振
１１．３ＭＨｚ（出力１０Ｗ）
メガヘルツの超音波発振制御プローブ４ スイープ発振
５００ｋＨｚ～１３ＭＨｚ（出力１２Ｗ）
例 超音波攪拌
脱気ファインバブル発生液循環装置 １台 ＯＮＯＦ制御
ＯＮ：２１３秒 ＯＦＦ：３１秒
ベースとなる超音波振動子 １台 ＯＮＯＦＦ制御
１２０ｋＨｚ ６００Ｗ（３０％出力１８０Ｗ）
ＯＮ：４３秒 ＯＦＦ：１４秒
メガヘルツの超音波発振制御プローブ ２本
メガヘルツの超音波発振制御プローブ３ パルス発振
１５．３ＭＨｚ（出力１３Ｗ）
メガヘルツの超音波発振制御プローブ４ スイープ発振
６０ｋＨｚ～１８ＭＨｚ（出力１２Ｗ）
例 超音波加工・溶接
メガヘルツの超音波発振制御プローブ ２本
メガヘルツの超音波発振制御プローブ１ パルス発振
１３ＭＨｚ（出力１０Ｗ）
メガヘルツの超音波発振制御プローブ２ スイープ発振
８～２０ＭＨｚ（出力１０Ｗ）
１００ＭＨｚ以上の超音波伝搬状態を利用可能にする、超音波洗浄器の利用技術（超音波システム研究所）
超音波のダイナミック特性を解析・評価する技術を開発 Ｎｏ．２
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超音波システム研究所は、
最大エントロピースペクトルアレイ法(MESAM)を参考に
超音波の非線形性に関する
「測定・解析・制御」技術を応用した、
超音波のダイナミック特性を
解析・評価する技術を開発しました。
超音波テスターを利用したこれまでの
計測・解析結果（注）を時系列に整理することで
目的に適した超音波の状態を示す
新しいパラメータになることを確認しました。
注：
非線形効果
加速度効果
定在波の効果
音響流の効果
ゆらぎの効果
相互作用による効果
最大エントロピースペクトルアレイ法(MESAM)を参考に
類似のオリジナル手法を開発することで
詳細な各種効果の関係性について
新しい理解を深めています。
その結果、
キャビテーションの効果について
新しいパラメータが大変有効である事例を確認しています。
特に、洗浄効果に関する事例・・
について良好な確認・制御が実現しています。
参考
http://youtu.be/4yPfDRk5wVo
http://youtu.be/5JJhlXbZJbk
http://youtu.be/DtBUxzA5-sk
http://youtu.be/vsiKgRWOoqo
http://youtu.be/YoPCvAAFxe0
http://youtu.be/JnJTUY9HAXQ
http://youtu.be/fckAN7PGDWU
http://youtu.be/nMKPGjwIBCE
http://youtu.be/xh9-Oeq5-xw
http://youtu.be/jyVi0ZeD4Ak
http://youtu.be/5WfjZx58NTc
http://youtu.be/PmfIRIOQfEw
http://youtu.be/MqunPvOvrOs
http://youtu.be/YmSJ1mKfo18
http://youtu.be/N9CYoxyqRzA
http://youtu.be/Hi2o4DJi4y4
http://youtu.be/9qlbduBlAio
http://youtu.be/rs9Awa4UpCU
http://youtu.be/gxXGYYc9Stc
http://youtu.be/42y02KLeEfA
http://youtu.be/NQfW1jku1Co
超音波水槽の新しい液循環システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1271
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
＜＜超音波制御装置＞＞
株式会社 ワザワ 超音波事業部
http://ultrasonic-labo.com/?p=3272
＜＜超音波専用水槽＞＞
有限会社 共伸テクニカル 超音波事業部
http://ultrasonic-labo.com/?p=3270
「超音波の非線形現象」を利用する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1328
超音波による
「金属部品のエッジ処理」技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=2894
通信の数学的理論
http://ultrasonic-labo.com/?p=1350
音色と超音波
http://ultrasonic-labo.com/?p=1082
モノイドの圏
http://ultrasonic-labo.com/?p=1311
物の動きを読む
http://ultrasonic-labo.com/?p=1074
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超音波システム研究所は、
最大エントロピースペクトルアレイ法(MESAM)を参考に
超音波の非線形性に関する
「測定・解析・制御」技術を応用した、
超音波のダイナミック特性を
解析・評価する技術を開発しました。
超音波テスターを利用したこれまでの
計測・解析結果（注）を時系列に整理することで
目的に適した超音波の状態を示す
新しいパラメータになることを確認しました。
注：
非線形効果
加速度効果
定在波の効果
音響流の効果
ゆらぎの効果
相互作用による効果
最大エントロピースペクトルアレイ法(MESAM)を参考に
類似のオリジナル手法を開発することで
詳細な各種効果の関係性について
新しい理解を深めています。
その結果、
キャビテーションの効果について
新しいパラメータが大変有効である事例を確認しています。
特に、洗浄効果に関する事例・・
について良好な確認・制御が実現しています。
参考
http://youtu.be/4yPfDRk5wVo
http://youtu.be/5JJhlXbZJbk
http://youtu.be/DtBUxzA5-sk
http://youtu.be/vsiKgRWOoqo
http://youtu.be/YoPCvAAFxe0
http://youtu.be/JnJTUY9HAXQ
http://youtu.be/fckAN7PGDWU
http://youtu.be/nMKPGjwIBCE
http://youtu.be/xh9-Oeq5-xw
http://youtu.be/jyVi0ZeD4Ak
http://youtu.be/5WfjZx58NTc
http://youtu.be/PmfIRIOQfEw
http://youtu.be/MqunPvOvrOs
http://youtu.be/YmSJ1mKfo18
http://youtu.be/N9CYoxyqRzA
http://youtu.be/Hi2o4DJi4y4
http://youtu.be/9qlbduBlAio
http://youtu.be/rs9Awa4UpCU
http://youtu.be/gxXGYYc9Stc
http://youtu.be/42y02KLeEfA
http://youtu.be/NQfW1jku1Co
超音波水槽の新しい液循環システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1271
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
＜＜超音波制御装置＞＞
株式会社 ワザワ 超音波事業部
http://ultrasonic-labo.com/?p=3272
＜＜超音波専用水槽＞＞
有限会社 共伸テクニカル 超音波事業部
http://ultrasonic-labo.com/?p=3270
「超音波の非線形現象」を利用する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1328
超音波による
「金属部品のエッジ処理」技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=2894
通信の数学的理論
http://ultrasonic-labo.com/?p=1350
音色と超音波
http://ultrasonic-labo.com/?p=1082
モノイドの圏
http://ultrasonic-labo.com/?p=1311
物の動きを読む
http://ultrasonic-labo.com/?p=1074
音圧測定解析システムと超音波発振システムを利用した、超音波の非線形伝搬制御実験（超音波システム研究所）
樹脂容器を利用した、超音波の送受信実験（超音波システム研究所）
超音波の非線形スイープ発振制御技術（超音波システム研究所）
超音波システム研究所は、
５００Ｈｚから１００ＭＨｚの対象物の表面弾性波について、
伝搬状態の線形性・非線形性を制御可能にする
圧電素子の調整技術を開発しました。
目的に合わせた、
オリジナル超音波発振制御プローブを製造開発対応します。
ポイントは、超音波素子表面の表面弾性波について
伝搬特性と利用目的に合わせた、最適化です。
そのために、オリジナルプローブの超音波伝搬特性の動作確認
（音圧レベル、伝搬周波数範囲、非線形性、・・ダイナミック特性）です。
超音波の伝搬特性に基づいた、超音波プローブの分類により、
音圧レベル・周波数・非線形性の利用範囲を決定します。
現状では、以下の範囲について対応可能となっています。
超音波プローブ：概略仕様
測定範囲 ０．０１Ｈｚ～１００ＭＨｚ（特別タイプ ２００ＭＨｚ）
発振範囲 ０．５ｋＨｚ～１００ＭＨｚ（特別タイプ ３００ＭＨｚ）
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
＜＜特許申請＞＞
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
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
５００Ｈｚから１００ＭＨｚの対象物の表面弾性波について、
伝搬状態の線形性・非線形性を制御可能にする
圧電素子の調整技術を開発しました。
目的に合わせた、
オリジナル超音波発振制御プローブを製造開発対応します。
ポイントは、超音波素子表面の表面弾性波について
伝搬特性と利用目的に合わせた、最適化です。
そのために、オリジナルプローブの超音波伝搬特性の動作確認
（音圧レベル、伝搬周波数範囲、非線形性、・・ダイナミック特性）です。
超音波の伝搬特性に基づいた、超音波プローブの分類により、
音圧レベル・周波数・非線形性の利用範囲を決定します。
現状では、以下の範囲について対応可能となっています。
超音波プローブ：概略仕様
測定範囲 ０．０１Ｈｚ～１００ＭＨｚ（特別タイプ ２００ＭＨｚ）
発振範囲 ０．５ｋＨｚ～１００ＭＨｚ（特別タイプ ３００ＭＨｚ）
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
＜＜特許申請＞＞
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
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
