超音波の研究
超音波の数学的理論の研究を行っています
参考
＊ 「シャノンの第一定理」
情報とテントロピーの関係（情報が増えるとエントロピーは減少する）
エントロピー：無記憶情報源のシンボル当たりの平均情報量（情報量＊確率の総和）
無記憶情報源＜－＞マルコフ情報源
（その情報以前の有限個（ｍ）の情報に影響される 情報源：ｍ重マルコフ情報源）
情報と確率過程の関係－＞エルゴード的－＞確立の再定義－＞統計処理－＞・・
複数の超音波をスイープ発振することによる、超音波伝搬制御実験
超音波システム研究所は、
表面弾性波による非線形振動現象を利用した
超音波の発振制御技術を開発しました。
各種対象（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、伝搬特性）を確認することで、
目的の超音波伝搬状態を、発振制御により可能になります。
２種類の非線形共振型超音波発振プローブによる、
スイープ発振、パルス発振、・・・の発振条件の設定により
高い音圧の共振現象と、
高調波の発生現象（非線形現象）による、
３０ＭＨｚ以上の高周波伝搬状態を最適化します。
この技術は、低出力の超音波発振を効率よく利用する方法です
デジタル制御による、
離散値的なファンクションジェネレータの特性を利用した
各種パラメータの設定がポイントです
非線形共振型超音波発振プローブを利用することで
共振現象による音圧レベルの制御範囲が大きく広がるため
従来の共振現象による音圧レベルとは大きく異なり
ダメージや破壊といった現象にならない
音圧測定解析に基づいた、制御設定の最適化が必要です
表面弾性波による非線形振動現象を利用した
超音波の発振制御技術を開発しました。
各種対象（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、伝搬特性）を確認することで、
目的の超音波伝搬状態を、発振制御により可能になります。
２種類の非線形共振型超音波発振プローブによる、
スイープ発振、パルス発振、・・・の発振条件の設定により
高い音圧の共振現象と、
高調波の発生現象（非線形現象）による、
３０ＭＨｚ以上の高周波伝搬状態を最適化します。
この技術は、低出力の超音波発振を効率よく利用する方法です
デジタル制御による、
離散値的なファンクションジェネレータの特性を利用した
各種パラメータの設定がポイントです
非線形共振型超音波発振プローブを利用することで
共振現象による音圧レベルの制御範囲が大きく広がるため
従来の共振現象による音圧レベルとは大きく異なり
ダメージや破壊といった現象にならない
音圧測定解析に基づいた、制御設定の最適化が必要です
超音波の音圧測定解析システム「超音波テスターＮＡ」（超音波システム研究所）
各種溶剤（フッ酸、塩酸、・・）への超音波発振制御システム（超音波システム研究所）
超音波システム研究所は、
テフロン（ＰＴＦＥ）利用による、
各種溶剤（フッ酸、塩酸、・・）への
超音波発振制御システムを開発しました。
テフロン棒（鉄心入り）について
基本的な音響特性（応答特性、伝搬特性）を確認することで
発振制御（出力、波形、発振周波数、変化、・・・）による
目的の超音波伝搬状態を可能にします。
具体的には、２種類の超音波発振制御プローブにより、
利用目的と相互作用の測定・解析確認に基づいた
スイープ発振とパルス発振の組み合わせによる、発振条件設定を行います。
特に、低周波の共振現象を制御するために
高周波の非線形現象を利用します。
そのために、音圧測定は１００ＭＨｚ以上の測定範囲が必要となります。
ポイントは、音圧データの測定・解析に基づいた
システムのダイナミックな振動特性を評価することです。
目的に適した超音波の状態を示す
新しい評価基準（パラメータ）を設定・確認（注）しています。
注：
非線形特性（高調波のダイナミック特性）
応答特性
ゆらぎの特性
相互作用による影響
統計数理の考え方を参考に
対象物の音響特性・表面弾性波を考慮した
オリジナル測定・解析手法を開発することで
振動現象に関する、詳細な各種効果の関係性について
新しい技術として開発しました。
詳細な、発振制御の設定条件は
超音波プローブや発振機器の特性も影響するため
実験確認に基づいて決定します。
その結果、
超音波の伝搬状態と対象物の表面について
新しい非線形パラメータが大変有効である事例が増えています。
複数の超音波発振・液循環・・・各種制御の組み合わせは、
以下の項目を目的に合わせて最適化します。
１）線形現象と非線形現象
２）相互作用と各種部材の音響特性
３）音と超音波と表面弾性波
４）低周波と高周波（高調波と低調波）
５）発振波形と出力バランス
６）発振制御と共振現象（オリジナル非線形共振現象（注１））
・・・
上記について
音圧測定データに基づいた
統計数理モデル（スペクトルシーケンス （注２））により
表面弾性波の新しい評価方法で最適化します。
（注１）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次の高調波を
ダイナミックな時間経過の変化で発生する共振現象により
高い振幅で高い周波数を実現させたことで起こる
超音波振動の共振現象
（注２）超音波の変化を、抽象代数の圏論やコホモロジーの
スペクトルシーケンスに適応させるといった
オリジナル方法を利用した表現（統計数理モデル）
テフロン（ＰＴＦＥ）利用による、
各種溶剤（フッ酸、塩酸、・・）への
超音波発振制御システムを開発しました。
テフロン棒（鉄心入り）について
基本的な音響特性（応答特性、伝搬特性）を確認することで
発振制御（出力、波形、発振周波数、変化、・・・）による
目的の超音波伝搬状態を可能にします。
具体的には、２種類の超音波発振制御プローブにより、
利用目的と相互作用の測定・解析確認に基づいた
スイープ発振とパルス発振の組み合わせによる、発振条件設定を行います。
特に、低周波の共振現象を制御するために
高周波の非線形現象を利用します。
そのために、音圧測定は１００ＭＨｚ以上の測定範囲が必要となります。
ポイントは、音圧データの測定・解析に基づいた
システムのダイナミックな振動特性を評価することです。
目的に適した超音波の状態を示す
新しい評価基準（パラメータ）を設定・確認（注）しています。
注：
非線形特性（高調波のダイナミック特性）
応答特性
ゆらぎの特性
相互作用による影響
統計数理の考え方を参考に
対象物の音響特性・表面弾性波を考慮した
オリジナル測定・解析手法を開発することで
振動現象に関する、詳細な各種効果の関係性について
新しい技術として開発しました。
詳細な、発振制御の設定条件は
超音波プローブや発振機器の特性も影響するため
実験確認に基づいて決定します。
その結果、
超音波の伝搬状態と対象物の表面について
新しい非線形パラメータが大変有効である事例が増えています。
複数の超音波発振・液循環・・・各種制御の組み合わせは、
以下の項目を目的に合わせて最適化します。
１）線形現象と非線形現象
２）相互作用と各種部材の音響特性
３）音と超音波と表面弾性波
４）低周波と高周波（高調波と低調波）
５）発振波形と出力バランス
６）発振制御と共振現象（オリジナル非線形共振現象（注１））
・・・
上記について
音圧測定データに基づいた
統計数理モデル（スペクトルシーケンス （注２））により
表面弾性波の新しい評価方法で最適化します。
（注１）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次の高調波を
ダイナミックな時間経過の変化で発生する共振現象により
高い振幅で高い周波数を実現させたことで起こる
超音波振動の共振現象
（注２）超音波の変化を、抽象代数の圏論やコホモロジーの
スペクトルシーケンスに適応させるといった
オリジナル方法を利用した表現（統計数理モデル）
オリジナル超音波システムを利用した実験ーー超音波の非線形現象を利用目的に合わせてコントロールする技術ーー（超音波システム研究所）
オリジナル超音波プローブを利用した、超音波の伝搬特性実験ーー非線形制御技術開発ーー（超音波システム研究所）
樹脂容器を利用した、超音波プローブの発振制御実験－－共振現象と非線形現象の最適化技術－－（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技術開発ーー（超音波システム研究所）
超音波プローブによる、スイープ発振システム Sweep oscillation system using ultrasonic probe
超音波照射技術（７２ｋＨｚ ４２０Ｗ）
技術として、
超音波（キャビテーション）と液循環のバランスを、
適正に設定することで、
目的に合わせた効率のよい照射が実現できます。
＜＜超音波システム研究所＞＞
＜超音波システム装置＞
超音波電源(AC100V)、出力(300W)タイプのシステムです。
使用方法により幅広い対応と効率の高い超音波利用が可能です。
各種の超音波条件を適正に設定することで、
キャビテーションと音響流を、
目的に合わせた状態にコントロールできます。
＜システム概要＞
超音波専用水槽（内側寸法）：５００＊３１０＊３４０（ｈ）ｍｍ
超音波：７２ｋＨｚ ３００Ｗ
循環ポンプシステム（マイクロバブル発生制御装置を含む）
タイマー（設定条件に関するノウハウ説明 1時間を含む）
資料（超音波洗浄、超音波伝搬状態の測定・解析）
