ガラス瓶を利用した超音波発振制御プローブの特性テスト

ガラス瓶を利用した超音波発振制御プローブの特性テスト

超音波システム研究所は、
５００Ｈｚから１００ＭＨｚの超音波伝搬状態を制御可能にする
超音波プローブのオーダーメード対応を行っています。

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、オリジナルプローブの動作確認です。
超音波の送受信について、ダイナミックな変化に対する
応答性が最も重要です。
この特性により、高調波の応用範囲が決定します。
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
　発振範囲　０．５ｋＨｚ～１００ＭＨｚ
　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。

ポータブル超音波洗浄器を利用した、超音波伝搬制御実験（超音波システム研究所）

ポータブル超音波洗浄器を利用した、超音波伝搬制御実験（超音波システム研究所）

超音波洗浄機のダイナミック液循環システム（超音波洗浄機の最適化技術を開発）

超音波洗浄機のダイナミック液循環システム（超音波洗浄機の最適化技術を開発）

＜＜ 超音波の音圧データ解析 結果：スライドショー＞＞

＜＜ 超音波の音圧データ解析 結果：スライドショー＞＞

超音波の音圧測定解析に基づいた、超音波の発振制御技術開発－－オーダーメード対応の超音波発振制御プローブによる超音波制御実験ーー（超音波システム研究所）

超音波の音圧測定解析に基づいた、超音波の発振制御技術開発－－オーダーメード対応の超音波発振制御プローブによる超音波制御実験ーー（超音波システム研究所）

オリジナル超音波実験（超音波システム研究所）

オリジナル超音波実験（超音波システム研究所）

【NHK Eテレ】「知の巨人たち」鶴見俊輔と「思想の科学」

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超音波洗浄器による＜メガヘルツの超音波＞技術（超音波システム研究所）

超音波洗浄器による＜メガヘルツの超音波＞技術（超音波システム研究所）

水槽と超音波と液循環に関する最適化・評価技術を開発

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。

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）

＜脱気・マイクロバブル発生液循環システム＞ ultrasonic-labo

＜脱気・マイクロバブル発生液循環システム＞　ultrasonic-labo