超音波の研究 ＮＯ．２
超音波プローブ（音圧測定・振動解析）
超音波プローブによる音圧測定システム（技術）です。
測定データについて、弾性波動を考慮した解析で、
各種の振動状態（モード）として検出します。
特徴（標準的な仕様の場合）
＊測定（解析）周波数の範囲
仕様 ０．１Ｈｚ から １０ＭＨｚ
（測定可能範囲 ０．０１Ｈｚ から ２５ＭＨｚ）
＊超音波発振
仕様 １Ｈｚ から １００ｋＨｚ
（出力 ２５０ｍＶ から ２Ｖ）
＊表面の振動計測が可能
＊24時間の連続測定が可能
＊任意の２点を同時測定
＊測定結果をグラフで表示
＊時系列データの解析ソフトを添付
超音波プローブによる測定システムです。
超音波プローブを対象物に取り付けて発振・測定を行います。
測定したデータについて、
位置や状態と、弾性波動を考慮した解析で、
各種の音響性能として検出します。
目的に合わせた特殊超音波プローブを開発・製造対応します
＜＜音圧発振測定動画＞＞
超音波洗浄システムを最適化する方法
（超音波水槽と液循環の最適化技術を応用）
（超音波の測定・解析に基づいた洗浄システムを開発）
超音波システム研究所は、
超音波の測定・解析に基づいて、
洗浄物、超音波水槽、液循環、・・による影響を考慮した
超音波洗浄システムを開発・改善する技術を開発しました。
この技術は、
複雑な超音波振動のダイナミック特性を
各種の関係性について解析・評価することで、
循環ポンプの設定方法（注）・・により、
キャビテーションと加速度の効果を
目的に合わせて設定する技術です。
注：具体的な条件に合わせた多数のノウハウがあります
例：液循環の場合
水槽と循環液と空気の
境界の関係性に関する設定がノウハウです。
オーバーフロー構造になっていない水槽でも対応可能です。
例：水槽の場合
超音波振動子に合わせた、設置方法により
キャビテーション・定在波の
伝搬周波数・音圧レベルの状態を調整します
具体的な対応手順
１）現状の超音波照射状態を測定・解析する
２）目的（洗浄物、数量、汚れ・・）を確認する
３）これまでの状況を確認して
超音波洗浄システムとしての総合評価を行う
４）総合評価に基づいた
問題点・改善点・・・の分析を行い
効率的な改善方法を検討・整理・提案する
５）改善の実施
優先順位に合わせた、簡単な改善による変化の確認
（超音波照射状態の測定解析 効果の確認）
日常の超音波管理データの解析・評価に基づいた
優先順位の低い大きな改善の実施タイミングを検討する
（超音波照射状態の測定解析 効果の推定）
６）超音波洗浄状態の管理方法を検討・整理・提案する
７）継続的な改善につなげる
測定・解析方法を検討・整理・提案する
８）改善効果の測定・分析・・・
上記のように
継続的な超音波の管理により
個別の洗浄物・洗浄数・・に合わせた
洗浄に最も効果的な超音波の状態を正確に把握することができます
超音波テスターを利用した計測・解析により
各種の関係性・応答特性（注）を検討することで
超音波の各種相互作用の検出により実現しています。
注：パワー寄与率、インパルス応答・・・
超音波の測定・解析に関して
サンプリング時間・・・の設定は
オリジナルのシミュレーション技術を利用しています
なお、今回の技術を
超音波洗浄、表面改質、化学反応実験・・・の改善技術として
最適化のコンサルティング提案・実施対応を行っています。
＜コメント＞
最適化とは、分析とテスト・確認を通して、
洗浄システムを改善することであり、
一度行えば終わりという作業ではありません。
計測・解析・改善・評価・最適化、そして再び計測というサイクルを
何度も繰り返すことで、より良い改善に向かいます。
・・・・・・
重要なことは、
常にパフォーマンスの改善を続けていくというプロセスを、
「どのようにして導入していくのか（注）」ということです。
注：オリジナル製品：超音波テスターによる
音圧測定・解析による日常管理により実現できます
参考
音圧変化
http://youtu.be/Cju6S9cTZAE
パワースペクトル
http://youtu.be/UZE147Nsgvg
バイスペクトル
http://youtu.be/dHZnElHefqA
自己相関
http://youtu.be/8LN9M7GQfgQ
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
超音波システム研究に関する動画 ultrasonic-labo
超音波の音圧測定解析による「流水式超音波システム」
（超音波テスターによる＜測定・解析・制御＞の応用技術）
超音波システム研究所（所在地：東京都八王子市）は、
流れとかたちに関する「コンストラクタル法則」を利用した、
「流水式超音波システム」技術を応用しています。
－流水式超音波システムの応用事例－
特殊レンズ・ガラス部品の精密洗浄
洗浄液、攪拌液、・・水質改善（洗浄、分子のナノ化）
複雑な形状・線材・粉末・・・の表面処理（応力緩和）
溶剤・洗剤・貴金属・ポリマー・・・・の化学反応制御
ナノレベルの攪拌・分散・洗浄・加工・・
フィルム形状、大型パイプ形状、・・
・・これまでは、難しかった材料・部品の表面改質
・・・・・・・
超音波利用に関して
流れの観察経験により
音響流を直感的に
とらえられると考えています
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に、
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。
＜参考＞
１）振動について
ロイヤル・インスティテューション １３３回「振動」より
機械工学の重要な一分野のほとんどすべてを、
ここに記述してみようと思っている
【著者】リチャード・ビジョップ
【訳者】中山秀太郎 出版社:講談社（1981年 ブルーバックス Ｂ－４７１）
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/d84ac354211817300e3ef1ba76e64a8d.pdf
２）流れとかたち
すべてのかたちの進化は
流れをよくするという「コンストラクタル法則（constractal-law）」が支配している!
【著者】 エイドリアン・ベジャン Adrian Bejan J. ペダー・ゼイン J. Peder Zane
【訳者】 柴田裕之 【解説者】 木村繁男 出版社:紀伊國屋書店 (2013年)
流れと音と形の観察：コンストラクタル法則
http://ultrasonic-labo.com/?p=7302
http://ultrasonic-labo.com/?p=1779
３）サイバネティクスはいかにしてうまれたか
【著者】 ノーバート・ウィナー
【訳者】 鎮目恭夫 出版社:みすず書房（1956年）
・・・・・・・
絶えず移動するさざ波の塊を研究して、
これを数学的に整理することはできないものだろうか。
・・・・・・・・
水面をすっかり記述するという
手におえない複雑さに陥らずに、
これらのはっきり目に見える事実を
描き出すことができるだろうか。
波の問題は
明らかに平均と統計の問題であり、
この意味でそれは
当時勉強していた、ルベーグ積分と密接に関連していた
・・・・
私は、自然そのものの中で
自己の数学研究の言葉と問題を
探さねばならないのだということを知るようになった。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
こうして、サイバネティクスの立場から見れば、
世界は一種の有機体であり、
そのある面を変化させるためには
あらゆる面の同一性を
すっかり破ってしまわなければならない
というほどぴっちり結合されたものでもなければ、
任意の一つのことが
他のどんなこととも同じくらいやすやすと
起こるというほどゆるく結ばれたものでもない。
・・・・・・
・・・・・・
理想的には、
単振動とは遠い過去から遠い未来まで時間的に
不変に続いている運動である。
ある意味でそれは永遠の姿の下に存在する。音を発したり、止めたりすることは、
必然的にその振動数成分を変えることになる。この変化は、小さいかもしれないが、
全く実在のものである。有限時間の間だけ継続する音符は
ある帯域にわたる多くの
単振動に分解することができる。それらの単振動のどれか一つだけが
存在するとみる事はできない。
時間的に精密であることは
音の高さがいくらかあいまいであることを意味し、
また音の高さを精密にすれば
必然的に時間的な区切りがつかなくなる。
・・・・・・・
理想的には、
単振動とは遠い過去から遠い未来まで時間的に
不変に続いている運動である。
ある意味でそれは永遠の姿の下に存在する。音を発したり、止めたりすることは、
必然的にその振動数成分を変えることになる。この変化は、小さいかもしれないが、
全く実在のものである。有限時間の間だけ継続する音符は
ある帯域にわたる多くの
単振動に分解することができる。それらの単振動のどれか一つだけが
存在するとみる事はできない。
時間的に精密であることは
音の高さがいくらかあいまいであることを意味し、
また音の高さを精密にすれば
必然的に時間的な区切りがつかなくなる。
・・・・・・・
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上記を参考・ヒントにして
超音波伝播現象における
「非線形効果」を測定・利用する技術を
流れをよくするという「コンストラクタル法則（constractal-law）」で
整理することで、超音波利用技術にまとめています。
超音波技術（アイデア）
http://ultrasonic-labo.com/?p=7031
参考動画
Ultrasonic Cavitation Control 超音波システム研究所
・・・・
産業革命以前に、
水の主な機能は生命過程の支持だった。
今やその主な機能は科学技術に奉仕することである。
水自身の動く能力はほぼ完全に無視されている。
自然の循環は律動的運動の要素としてその力を啓示している。
ジョン・ウィルクス
こういったことも
経験としては適合事例があります
完全に無視するわけにはいかないと考えています
＜＜超音波専用水槽＞＞は
有限会社 共伸テクニカル様との技術提携により実現しています
有限会社 共伸テクニカル
住所：〒252-0244 相模原市中央区田名３０３９－３５
E-mail： info@kyo-tec
URL： http://www.kyo-tec.com/
有限会社 共伸テクニカル 超音波事業部
http://ultrasonic-labo.com/?p=3270
＜＜揺動ユニット制御装置＞＞
＜＜超音波制御装置（制御ＢＯＸ）＞＞
＜＜超音波（キャビテーション・加速度・音響流）システム＞＞は
株式会社 ワザワ様との技術提携により実現しています
株式会社 ワザワ
住所：〒920-0211 金沢市湊2丁目93番地1
E-mail：tech-wazawa@wazawa.co.jp
URL： http://www.wazawa.co.jp/
株式会社 ワザワ 超音波事業部
http://ultrasonic-labo.com/?p=3272
＜＜超音波自動洗浄システム＞＞は
株式会社ヤマダ製作所様との技術提携により実現しています
株式会社ヤマダ製作所
郵便番号 731-0135
会社住所 広島市安佐南区長束５丁目５‐４５
http://www.hitec.city.hiroshima.jp/EJ/ej00175.html
参考
技術提携
http://ultrasonic-labo.com/?p=1575
オリジナル超音波技術によるビジネス対応
http://ultrasonic-labo.com/?p=9232
超音波洗浄システムの製造販売
http://ultrasonic-labo.com/?p=7378
超音波測定解析の推奨システムを製造販売
http://ultrasonic-labo.com/?p=1972
