ポリイミドフィルムに鉄めっきを行った部材を利用した超音波プローブーー目的に合わせた、オリジナル超音波プローブ（振動・音圧測定用、発振制御用、両用タイプ）の製造開発技術
超音波「システム技術」
超音波「システム技術」
１：専用水槽の設置・開発技術
２：超音波振動子の設置・改良技術
３：超音波伝搬状態の測定・解析技術
４：超音波（キャビテーション・音響流）制御技術
上記に関する「システム技術」を提供しています。
シャノンのジャグリング定理を応用した「メガヘルツ超音波の制御技術」ーー超音波発振制御プローブの製造技術とスイープ発振技術ーー（超音波システム研究所）
オリジナル超音波実験ーー超音波制御ーー音響流の流れとかたち・コンストラクタル法則（超音波システム研究所）
＜＜０．１Ｈｚ～９００ＭＨｚの超音波伝搬制御＞＞
超音波システム研究所は、
各種装置・システムの振動状態について
測定解析に基づいた、
超音波プローブの発振制御方法を開発しました。
具体的には、
０．１Ｈｚ～９００ＭＨｚの超音波伝搬状態を
目的（洗浄、加工、攪拌、溶接、めっき・・）に合せて、
ダイナミック制御する
（低周波の共振現象と、高周波の非線形現象を最適化する）
超音波プローブと発振制御方法に関する技術となります。
各種対象（装置、水槽、振動子、プローブ、治具、対象物・・・）について
基本的な音響特性（応答特性、相互作用・・）を解析確認することで、
目的の超音波伝搬状態を実現する、発振制御条件の最適化が可能になります。
原則としては、
超音波プローブの音響特徴を利用した
発振波形・出力・スイープ発振条件により
共振現象と高調波の発生現象（非線形現象）を最適化します。
洗浄・攪拌・反応システムでは、
複数の超音波プローブと、揺動装置・液循環装置・・との最適化制御により
幅広い超音波刺激を効率的に利用することが、可能になります。
ポイントは、０．１Ｈｚ～９００ＭＨｚの範囲で、
音圧測定解析に基づいた音響特性の確認です。
参考手順
1：装置・システムの振動測定解析
2：装置・システムの振動状態を評価
3：装置・システムの振動状態評価に基づいた
超音波発振制御プローブの選択（あるいは専用プローブの開発）
4：超音波発振制御プローブの選択と
経験に基づいた発振制御条件の基本設定
5：装置・システムに超音波発振制御プローブを追加して
発振状態での振動測定解析評価
6：超音波発振制御プローブと
装置・システムと
超音波発振制御プローブの発振条件について
微調整により最適化を確認
ポイントは、装置・システムの振動測定です
大型装置の場合、0．1～1Hzあるいは、0．01～0．1Hzの
低周波振動モードが発生している場合があります
この様な低周波を考慮した、超音波の発振条件が重要です
特に、スイープ発振条件による、低周波の共振現象は
高い周波数の超音波を大きく減衰させます
発振条件について、非線形現象を考慮した論理モデルに基づいた
微調整（例 出力を０．２Ｖ下げることで、音圧レベルを高くする
あるいは 伝搬周波数範囲を変更する・・・）により、
目的に最適な超音波伝搬状態を実現出来ます
超音波の伝搬特性
１）振動モードの検出（自己相関の変化）
２）非線形現象の検出（バイスペクトルの変化）
３）応答特性の検出（インパルス応答の解析）
４）相互作用の検出（パワー寄与率の解析）
注：「R」フリーな統計処理言語かつ環境
autcor：自己相関の解析関数
bispec：バイスペクトルの解析関数
mulmar：インパルス応答の解析関数
mulnos：パワー寄与率の解析関数
超音波システム研究所は、
各種装置・システムの振動状態について
測定解析に基づいた、
超音波プローブの発振制御方法を開発しました。
具体的には、
０．１Ｈｚ～９００ＭＨｚの超音波伝搬状態を
目的（洗浄、加工、攪拌、溶接、めっき・・）に合せて、
ダイナミック制御する
（低周波の共振現象と、高周波の非線形現象を最適化する）
超音波プローブと発振制御方法に関する技術となります。
各種対象（装置、水槽、振動子、プローブ、治具、対象物・・・）について
基本的な音響特性（応答特性、相互作用・・）を解析確認することで、
目的の超音波伝搬状態を実現する、発振制御条件の最適化が可能になります。
原則としては、
超音波プローブの音響特徴を利用した
発振波形・出力・スイープ発振条件により
共振現象と高調波の発生現象（非線形現象）を最適化します。
洗浄・攪拌・反応システムでは、
複数の超音波プローブと、揺動装置・液循環装置・・との最適化制御により
幅広い超音波刺激を効率的に利用することが、可能になります。
ポイントは、０．１Ｈｚ～９００ＭＨｚの範囲で、
音圧測定解析に基づいた音響特性の確認です。
参考手順
1：装置・システムの振動測定解析
2：装置・システムの振動状態を評価
3：装置・システムの振動状態評価に基づいた
超音波発振制御プローブの選択（あるいは専用プローブの開発）
4：超音波発振制御プローブの選択と
経験に基づいた発振制御条件の基本設定
5：装置・システムに超音波発振制御プローブを追加して
発振状態での振動測定解析評価
6：超音波発振制御プローブと
装置・システムと
超音波発振制御プローブの発振条件について
微調整により最適化を確認
ポイントは、装置・システムの振動測定です
大型装置の場合、0．1～1Hzあるいは、0．01～0．1Hzの
低周波振動モードが発生している場合があります
この様な低周波を考慮した、超音波の発振条件が重要です
特に、スイープ発振条件による、低周波の共振現象は
高い周波数の超音波を大きく減衰させます
発振条件について、非線形現象を考慮した論理モデルに基づいた
微調整（例 出力を０．２Ｖ下げることで、音圧レベルを高くする
あるいは 伝搬周波数範囲を変更する・・・）により、
目的に最適な超音波伝搬状態を実現出来ます
超音波の伝搬特性
１）振動モードの検出（自己相関の変化）
２）非線形現象の検出（バイスペクトルの変化）
３）応答特性の検出（インパルス応答の解析）
４）相互作用の検出（パワー寄与率の解析）
注：「R」フリーな統計処理言語かつ環境
autcor：自己相関の解析関数
bispec：バイスペクトルの解析関数
mulmar：インパルス応答の解析関数
mulnos：パワー寄与率の解析関数
超音波洗浄器の利用技術：メガヘルツの超音波発振制御実験（超音波システム研究所）
超音波（音響流）制御技術
超音波実験 Ultrasonic experiment
１：キャビテーションの制御技術
２：液循環の技術
３：治工具の利用技術
４：マイクロバブルの利用技術
５：超音波の計測技術
＊：音響流の利用技術
上記に関する「超音波実験」を紹介します。
＜＜超音波システム研究所＞＞
＜＜音響流＞＞
＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
一般概念
有限振幅の波が
気体または液体内を伝播するときは、
音響流が発生する。
音響流は、
波のパルスの粘性損失の結果、
自由不均一場内で生じるか、
または音場内の障害物（洗浄物・治具・液循環）の近傍か
あるいは振動物体の近傍で
慣性損失によって生じる物質の一方性定常流である。
音響流は、
大多数の超音波加工工程、
浄化、乾燥、乳化、燃焼、抽出・・・過程での
重要な強化因子であり、
媒体内の熱交換と物質交換を著しく促進する。
加工工程での音響流の作用効果は、
それらの速度と寸法因子によって決まる。
＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
ナノレベルの物質を対象とする
超音波操作では、
音響流に関する制御技術は
製造方法・表面状態・・・・を大きく変える場合があります。
特に、
洗浄を検討する場合には、
汚れの音響流による動きを理解し、
対応・対処することで効率の高い洗浄が可能になります。
そこで、
音響流に対する正しい認識を持つことは大切だと思い、
一般概念を提示しました。
音響流とキャビテーションや加速度による
超音波効果との関係は非線形音響学を
応用した測定解析により明確になります。
注： 非線形音響学
「線形理論に立脚した従来の音響理論と，
流体力学で取り扱うような
強い衝撃波理論を補完する橋渡し的存在である」
Ultrasonic experiment
Control technology of cavitation
Technology of liquid circulation
Use of technology and tools
Use of micro-bubble technology
I will introduce the document "ultrasound experiment" about the above.
Ultrasonic measurement and analysis techniques
The effect of a tank is used.
The effect of microbubble is used.
The nonlinear effect of an ultrasonic wave is used.
The ultrasonic wave and the surface modification effect of the ultrasonic transducer by microbubble are used.
Ultrasonic System Laboratory
超音波システム研究所
ホームページ http://ultrasonic-labo.com/
超音波装置の最適化技術をコンサルティング提供
http://ultrasonic-labo.com/?p=1401
超音波水槽の新しい液循環システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1271
現状の超音波装置を改善する方法
http://ultrasonic-labo.com/?p=1323
超音波発振による表面弾性波を利用した、表面残留応力の緩和処理実験（超音波システム研究所）
超音波洗浄に関する非線形制御技術を開発
超音波システム研究所は、
超音波の音圧測定データを
解析（バイスペクトル解析・・）することで、
「超音波の（高調波の発生・・に関する）非線形現象」に関して、
洗浄装置の構造・・による、洗浄効果の分布を確認できました。
洗浄効果の分布に関して
液循環制御、揺動操作・・・により
分布をコントロールする技術を開発しました。
今回開発した技術により
複数の異なる周波数の「超音波振動子」を利用する場合、
超音波の非線形伝搬現象を管理することが可能になります。
これは、洗浄・表面改質・化学反応の促進・・・に対して
効果的な非線形の超音波伝搬状態を
「目的に合わせて制御出来る」ということで大変有効です。
さらに、定在波の制御と組み合わせることで、
キャビテーションや加速度（音響流）の効果を
大きく変化させることが可能になります。
オリジナルの超音波伝搬状態の測定・解析技術により、
各種部品・・・の、
洗浄、攪拌、表面改質、化学反応・・・
表面状態に関する効果的な
非線形現象の事例を多数確認しています。
■参考動画
７２ｋHzの超音波照射事例
http://youtu.be/u24smVvWra0
２８ｋHzの超音波照射事例
http://youtu.be/0jni8kJvYpc
２８＋７２ｋHzの同時照射事例
http://youtu.be/u1QSeVbgwaA
注：自動解析処理を行っています
測定状態に合わせた自動設定を行うため
具体的な解析方法に関してはお問い合わせください
超音波のダイナミック制御事例
解析結果
これは、新しい超音波解析・制御技術であり、
超音波のダイナミック特性による一般的な効果を含め
新素材の開発、攪拌、分散、洗浄、化学反応実験・・・
に、１００ｋｇ以上の材料からナノレベルの粉末まで
各種対象の操作技術として、
実績が増えています。
なお、今回の方法ならびに技術ノウハウを
コンサルティング事業として、展開しています。
参考：超音波測定（音圧測定・解析・評価）
音圧測定装置（超音波テスター）の標準タイプ
http://ultrasonic-labo.com/?p=1722
音圧測定装置（超音波テスター）の特別タイプ
http://ultrasonic-labo.com/?p=1736
超音波＜計測・解析＞事例
http://ultrasonic-labo.com/?p=1705
「超音波の非線形現象」を目的に合わせてコントロールする技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=2843
