超音波システム研究所 no.２３４

超音波システム研究所　no.２３４


超音波（定在波）の制御

　超音波（キャビテーション）を
　適正に設定することで、
　目的に合わせた超音波（定在波）の状態が実現できます
＜＜超音波システム研究所＞＞

Ultra Sonic wave System Institute
Ultrasonic Cavitation Control.
Ultrasonic Sound Flow water effect.
Ultrasonic measurement and analysis techniques．

脱気マイクロバブル発生装置
音響流制御
キャビテーション制御
超音波伝搬状態の計測・解析

Ultrasonic measurement techniques 010

Ultrasonic measurement techniques 010



＜＜超音波測定技術　Ultrasonic measurement techniques　＞＞

振動子　１．６ＭＨｚ 、２．５ＭＨｚを利用した振動計測
　新しい超音波計測システムの測定状態です。
　測定データを（弾性波動を考慮した）解析することで、
　各種の振動状態の特徴として検出します。

複雑に変化する超音波の利用状態を、
音圧や周波数だけで評価しないで
「音色」を考慮するために、
時系列データの自己回帰モデルにより解析して
評価・応用しています

Use of ultrasound conditions varying complexity,
Do not just evaluate the frequency and sound pressure
"tone" to consider,
Autoregressive model to analyze time series data
Assessment and Application to

超音波システム研究所 no.２３３

超音波システム研究所　no.２３３


Supersonic wave washing technology
超音波洗浄技術
Supersonic wave stir technology
超音波攪拌技術
Supersonic wave reforming technology
超音波改質技術

＜システムの振動について＞

「　変化する特性を持った系の振動は広範で複雑である
　Ａ）変位に依存する剛性を持ったもの
　Ｂ）変位に依存する減衰を持ったもの
　Ｃ）時間に依存する剛性を持ったもの
　これらは問題の表面をかじったにすぎない、
もっと風変わりな現象もたくさある　」
　
超音波の振動を検討する場合、
特に忘れがちなのが

水槽や設置部全体の振動（Ａ）

洗浄液・洗浄物・洗浄治具の振動（Ｂ）

循環ポンプ・ヒータによる振動（Ｃ）
　（ポンプの脈動、回転振動、熱応力　等）

上記の組み合わせによる複雑な振動が発生しています

これらが超音波の振動を減衰させないようにすること
が超音波の効率を高めるうえで大切です

適切に減衰させることで騒音を調整させることが騒音対策です

適切に減衰させ音響流を調整することが洗浄力の制御です

この観点でシステムをみると問題点をすぐに改良できます

（これが超音波システムの振動による各種調整に関するノウハウです）

Ａ・Ｂ・Ｃの振動を見ることが出来るようになるためには
注意深い観察の繰り返しと、設計・製作の経験が必要です
（経験から、かならず見れるようになります

　ポイントは全体を一定時間、変化する系の振動と感じることです）

新しい超音波＜乳化・分散＞技術 NO.22

新しい超音波＜乳化・分散＞技術　NO.22



超音波による、キャビテーションと音響流を、
　各種設定要因の適正な状態設定により、
　効率の高い、新しい超音波＜乳化・分散＞状態が実現できます。
＜＜超音波システム研究所＞＞

Ultrasonic Sound Flow water effect ＮＯ．６９

Ultrasonic Sound Flow water effect ＮＯ．６９


Ultrasonic Cavitation Control.
超音波の非線形性現象を利用しています。
＜＜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、なによりもまず浄化、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。


コメント
　ナノテクノロジーに代表されるように音響流に関する技術は
製造方法を大きく変える場合があります
　洗浄を検討する場合、製造方法を理解し対応することで
効率の高い洗浄が可能になると考えます
　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洗浄効果との関係は
非線形音響学を応用すると
　説明の糸口が見つかるように思います
（　洗浄実態の説明は大変難しく、
現実的にはほとんどが古い簡易モデルで行われています　）　
注１： 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」
注２：音響流の影響として

　　　１）加速度の変化は、液全体の広がり方や流れに関係する

　　　２）高周波の音響流はＯＨラジカルの反応と思われる現象がある
　　　　　（化学反応の促進に関係する）

　　　３）従来のパラメータ（音圧）は大きくバラツク　あるいは
　　　　　音圧値のバラツキが洗浄効果に比例する傾向がある

　　　このような事項に加え、洗浄物の大きさ・形状・材質により洗浄効果が
　　　変化しますので、音響流の効果を単純に評価することは出来ません
　　　しかし、音響流には適切な利用により
　　　　　液全体の利用と化学反応の促進を大きく改善できる事例があります
　　　　　今後、もっともっと注目されてよい現象（あるいはテーマ）だと思います

超音波測定技術ＮＯ．５２

超音波測定技術ＮＯ．５２


複雑に変化する超音波の利用状態を、
音圧や周波数だけで評価しないで
「音色」を考慮するために、
時系列データの自己回帰モデルにより解析して
評価・応用しています
＜＜超音波システム研究所＞＞

超音波システム研究所 Ultra Sonic wave System Institute no.２３１

超音波システム研究所　Ultra Sonic wave System Institute　no.２３１


超音波システム研究所

「超音波システム」という分野を考えた場合、

　ベースとして、

音響工学、電気工学、流体工学、材料力学、・・

といった知識が必要です



　しかしそれを技術として現実に適応するためには、

様々な学習と経験が必要です

　さらに、IT技術を融合すると、

高度な統計数理により解析を行うことができます



　この組み合わせは、

「超音波技術を大きく飛躍させる」と、確信しました



　私は、以上のことを、これまでの会社経験で掴んできました

　そして、この新しい技術を広く普及するために

「超音波システム研究所」を始めました

超音波＜制御＞技術

超音波＜制御＞技術


マイクロバブルを発生させる
液循環システムを利用した超音波実験
超音波と液循環の設定・変化・変動を利用しています。
対象に合わせた、超音波・液循環制御により、
　超音波の伝搬状態をコントロールしています。
　＜　超音波システム研究所　＞

ナノレベルの攪拌・分散技術

ナノレベルの攪拌・分散技術


各種容器の設置方法により
　効果的な超音波の利用が可能にしたことを示している動画です

各種容器の音響特性により、
キャビテーションと弾性波動が効果的に作用して
　大きな波が発生しています

　攪拌・分散効果も大変大きい状態です

安定した均一な超音波の効果が確認できる動画です

■「超音波攪拌技術の基礎と応用」
対　　　　象： 関連部門若手担当者
開催予定日時： ２０１１ 年 １０月 １１日　(火)
　１０：３０～１７：３０
主催：　株式会社日本テクノセンター
このセミナーで
「超音波振動子の設置方法による、定在波の制御ノウハウ」を公開します

超音波システム研究所 no.２２９

超音波システム研究所　no.２２９


Ultra Sonic wave System Institute
Ultrasonic Cavitation Control.
Ultrasonic Sound Flow water effect.
Ultrasonic measurement and analysis techniques．

脱気マイクロバブル発生装置
音響流制御
キャビテーション制御
超音波伝搬状態の計測・解析

Supersonic wave washing technology
超音波洗浄技術
Supersonic wave stir technology
超音波攪拌技術
Supersonic wave reforming technology
超音波改質技術