メガヘルツの超音波システム（音響流制御）
パイプ・配管に伝搬する、メガヘルツ超音波の伝搬実験（叩いて表面弾性波の伝搬状態を制御する技術）
超音波の音圧測定解析システム（発振制御実験） Ultrasonic-labo
表面弾性波を制御する超音波実験（超音波システム研究所 ultrasonic-labo）
チタン製ストローを利用した超音波シャワー（音響流制御）技術 ultrasonic-labo
超音波システム研究所は、
超音波データのバイスペクトル解析による、
超音波伝搬現象に関する分類方法に基づいた、
シャノンのジャグリング定理を応用した
「メガヘルツの超音波制御」方法を開発しました
この技術を、コンサルティング提案・実施対応しています。
超音波伝搬現象を、安定して効率よく利用するためには
超音波の伝搬特性として、発振機や振動子以外の条件に関する
応答特性・相互作用の検討や
専用治工具の開発も必要です
発振波形や制御条件を検討することで
新しい超音波の効果（注１：オリジナル非線形共振現象）を発見できます
非線形現象を主要因とした、超音波現象を目的に合わせて利用することで
効率の高い超音波利用が実現します
特に、ナノレベルの超音波技術での実績が増えています
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調波の発生を
共振現象により高い振幅に実現させたことで起こる
超音波振動の共振現象
＜制御について＞
各種データの時系列変化の様子を解析・評価して、
時間で移動するボールのジャグリング状態に相当する
超音波伝搬現象の「サイクル」と、「影響範囲」について
超音波伝搬現象の分類（線形型、非線形型、ミックス型、変動型）から
変動型のダイナミック制御として
論理モデルを構成します
この論理モデルからボールＮ個のジャグリング状態を設定して制御を行い、
音圧測定解析により、非線形現象（バイスペクトル）の調整を行うと、
システムの状態に適した制御が実現し、
効率の高い超音波システムとなります
＜＜ シャノンのジャグリング定理の応用 ＞＞
注：JUGGLING THEOREM proposed by Claude E. Shannon
シャノンのジャグリング定理
( F + D ) ＊ H = ( V + D ) ＊ N
F ： ボールの滞空時間（Flight time）
D ： 手中にある時間（Dwelling time）
H ： 手の数（Hands）
V ： 手が空っぽの時間（Vacant time）
N ： ボールの数（Number of balls）
＜＜ 応用 ＞＞
( F + F2 +・・・) ＊ H = ( V + V2 +・・・ ) ＊ N
F ： ベースとなる超音波１の発振比率
F2 ： ベースとなる超音波２の発振比率
F3 ： ベースとなる超音波３の発振比率
H ： 基本時間（最大制御サイクル時間）
（ H=MAX(超音波1の発振サイクル、超音波2の発振サイクル・・））
V ： 超音波プローブ１によるメガヘルツ発振サイクル時間
V2 ： 超音波プローブ2によるメガヘルツ発振サイクル時間
V3 ： 超音波プローブ3によるメガヘルツ発振サイクル時間
V4 ： 超音波プローブ4によるメガヘルツ発振サイクル時間
（パルス発振の場合、サイクル時間＝1）
N ： 高調波の調整パラメータ 7,11,13,17，23，43,47，・・
ポイント（ノウハウ）は、非線形現象の発生状態を
音圧データの測定解析評価に基づいて、コントロールすることです。
超音波データのバイスペクトル解析による、
超音波伝搬現象に関する分類方法に基づいた、
シャノンのジャグリング定理を応用した
「メガヘルツの超音波制御」方法を開発しました
この技術を、コンサルティング提案・実施対応しています。
超音波伝搬現象を、安定して効率よく利用するためには
超音波の伝搬特性として、発振機や振動子以外の条件に関する
応答特性・相互作用の検討や
専用治工具の開発も必要です
発振波形や制御条件を検討することで
新しい超音波の効果（注１：オリジナル非線形共振現象）を発見できます
非線形現象を主要因とした、超音波現象を目的に合わせて利用することで
効率の高い超音波利用が実現します
特に、ナノレベルの超音波技術での実績が増えています
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調波の発生を
共振現象により高い振幅に実現させたことで起こる
超音波振動の共振現象
＜制御について＞
各種データの時系列変化の様子を解析・評価して、
時間で移動するボールのジャグリング状態に相当する
超音波伝搬現象の「サイクル」と、「影響範囲」について
超音波伝搬現象の分類（線形型、非線形型、ミックス型、変動型）から
変動型のダイナミック制御として
論理モデルを構成します
この論理モデルからボールＮ個のジャグリング状態を設定して制御を行い、
音圧測定解析により、非線形現象（バイスペクトル）の調整を行うと、
システムの状態に適した制御が実現し、
効率の高い超音波システムとなります
＜＜ シャノンのジャグリング定理の応用 ＞＞
注：JUGGLING THEOREM proposed by Claude E. Shannon
シャノンのジャグリング定理
( F + D ) ＊ H = ( V + D ) ＊ N
F ： ボールの滞空時間（Flight time）
D ： 手中にある時間（Dwelling time）
H ： 手の数（Hands）
V ： 手が空っぽの時間（Vacant time）
N ： ボールの数（Number of balls）
＜＜ 応用 ＞＞
( F + F2 +・・・) ＊ H = ( V + V2 +・・・ ) ＊ N
F ： ベースとなる超音波１の発振比率
F2 ： ベースとなる超音波２の発振比率
F3 ： ベースとなる超音波３の発振比率
H ： 基本時間（最大制御サイクル時間）
（ H=MAX(超音波1の発振サイクル、超音波2の発振サイクル・・））
V ： 超音波プローブ１によるメガヘルツ発振サイクル時間
V2 ： 超音波プローブ2によるメガヘルツ発振サイクル時間
V3 ： 超音波プローブ3によるメガヘルツ発振サイクル時間
V4 ： 超音波プローブ4によるメガヘルツ発振サイクル時間
（パルス発振の場合、サイクル時間＝1）
N ： 高調波の調整パラメータ 7,11,13,17，23，43,47，・・
ポイント（ノウハウ）は、非線形現象の発生状態を
音圧データの測定解析評価に基づいて、コントロールすることです。
メガヘルツ超音波による「表面改質」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洗浄技術を開発ーー音響流のコントロール技術ーー（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洗浄技術を開発ーー音響流のコントロール技術ーー（超音波システム研究所）
