音と超音波の組み合わせ技術

音と超音波の組み合わせ技術
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超音波システム研究所は、
*超音波伝搬状態の測定技術(オリジナル製品:超音波テスター)
*超音波伝搬状態の解析技術(時系列データの非線形解析システム)
*超音波伝搬状態の最適化技術(振動・流れの最適化処理)
*表面弾性波の応用技術
・・・・
上記の技術を応用して<音と超音波の組み合わせ>を利用した
超音波(非線形共振現象)の制御技術を開発・応用しています。
.
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.
注: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
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今回開発した技術の応用事例として、
各種部品・材料の状態(空中、水中、弾性体との接触・・)
に合わせた、超音波の効果的(洗浄・改質・攪拌・化学反応促進・・・)
な利用を実現させ、実績を増やしています。

超音波のミクロポリフォニーv2

■参考(実験動画)

 

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パイプと超音波プローブを樹脂容器に入れた実験1

https://youtu.be/jTaWaf9_p7Y

https://youtu.be/J22G6xkzsyg

https://youtu.be/VUq7pCBg2BY

https://youtu.be/8PucN29ENiE

 

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パイプに超音波プローブを取り付けた実験1
(暫時的位相変換プロセス)

https://youtu.be/wTPXmHh5ZuM

https://youtu.be/U9-97cE5yTc

https://youtu.be/r1l_qx44xDg

https://youtu.be/57zVOSEgrg0

 
 
 
 
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その他

https://youtu.be/RQvhbVI9LfU

https://youtu.be/be3LqGShiBs

https://youtu.be/edNSRyzs0k8

https://youtu.be/MRej51Pcti4

https://youtu.be/OWDPJE1ih0o

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これは、新しい方法および技術です、
各種の実施結果(注)から
様々な組み合わせによる幅広い対応を提案・実施しています。

注:
1)5MHz以上の伝搬状態を利用したナノレベルの乳化・分散
2)音と超音波の組み合わせを利用した溶剤を利用した超音波洗浄
3)非線形現象を利用した超音波霧化サイズの制御
4)容器の表面弾性波を利用した化学反応制御実験
5)オリジナル非線形共振現象を利用したミクロレベルのバリ取り
6)伝搬周波数のダイナミック制御による均一な粒子製造
7)キャビテーションと音響流の最適化による金属の表面処理
8)伝搬状態のダイナミック特性による表面検査
9)・・・

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なお、今回の技術(詳細なノウハウ・・)を
コンサルティング事業として、提供(対応)しています。

音(低周波:0.2-10kHz)と
超音波(高周波:10kHz-5MHz)を組み合わせることで
低出力のシステムによる
高い音圧や高い周波数の超音波刺激が実現します。
ポイントは目的に合わせた非線形現象のコントロール技術です。

 

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https://youtu.be/9bqG7kk0r8U

https://youtu.be/-sm6q7yE8bk

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音と超音波の組み合わせによる、超音波システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=7706

超音波洗浄に関する非線形制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1497

表面検査対応超音波プローブ
http://ultrasonic-labo.com/?p=1557

超音波システムの開発技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1522

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

超音波発振・計測・解析システム(超音波テスター)
http://ultrasonic-labo.com/?p=7662

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オリジナル超音波システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=9894

超音波プローブの<発振制御>技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1590

<樹脂容器>を利用した超音波制御
http://ultrasonic-labo.com/?p=1484

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超音波水槽の新しい液循環システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1271

<樹脂の音響特性>を利用した超音波システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=7563

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超音波を利用した「表面弾性波の計測技術」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1184

超音波振動子の改良による、超音波制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=9865

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オリジナル技術(音圧測定解析)
http://ultrasonic-labo.com/?p=7662

超音波コンサルティング
http://ultrasonic-labo.com/?p=2295

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表面弾性波を利用した、超音波制御技術

超音波システム研究所は、
超音波と水槽・・(治工具)の表面弾性波を利用した、
応用技術を開発しました。

超音波とマイクロバブルによる表面改質効果により
表面処理することで
水槽・・(治工具)の表面弾性波を
効率の高い状態で制御可能にします。

上記の具体的な技術として
水槽・治工具・・・と超音波の相互作用による
超音波の非線形現象(バイスペクトル)を
目的に合わせて制御する技術を開発しました。

超音波の伝搬状態の測定・解析技術を利用した結果、
高調波の制御を実現していること
非線形現象を調整できることを確認しています。

システムの音響特性を
(測定・解析・評価)確認して対応することがノウハウです

参考動画

https://youtu.be/5LghkDF6Sb4

https://youtu.be/Pm3N4JnOdS4

https://youtu.be/-2pRyoXCrsw

https://youtu.be/dlPZd03_1-k

音と超音波の組み合わせによる、超音波システム

***

https://youtu.be/M8PtzVhLEF8

https://youtu.be/rpu9xwEXvh8

https://youtu.be/wHWbJl1Mcac

https://youtu.be/PjQTpTMWaao

<メガヘルツの超音波発振制御>

オリジナル超音波システムの開発技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1546

表面弾性波の利用技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=7665

.
オリジナル技術リスト
http://ultrasonic-labo.com/?p=10177
.
超音波とマイクロバブルによる表面改質(応力緩和)技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=5413
.
音と超音波の組み合わせによる、超音波システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=7706
樹脂・金属・セラミック・ガラス・・の表面改質に関する書籍
http://ultrasonic-labo.com/?p=7530
 .
超音波の洗浄・攪拌・加工に関する「論理モデル」
http://ultrasonic-labo.com/?p=3963
.
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(伝搬状態)測定・解析に特化した、超音波コンサルティング
http://ultrasonic-labo.com/?p=1852

非線形現象

超音波プローブの<発振制御>

対象物の振動モードに合わせた、超音波制御技術を開発
(超音波の相互作用を解析・評価する技術を応用)

超音波システム研究所は、

物の表面を伝搬する超音波の「測定・解析・制御」技術により、

対象物(水槽・振動子・治工具・樹脂容器・・・)の

音響特性を効果的に利用して

洗浄・表面改質・加工・化学反応・・・を行う技術を開発しました。

 

参考動画

超音波洗浄器 42kHz 26W
水槽底面に液晶樹脂(上野液晶ポリマー)をセットしています

https://youtu.be/_KiefLtsPaU

https://youtu.be/ax69j-QCNv0

https://youtu.be/DxbhAnfK8gA

音と超音波の組み合わせ

https://youtu.be/DpzPIEZHR4g

https://youtu.be/-6L0dpIh8Ew

https://youtu.be/8jaU6pNuvJ8

https://youtu.be/9Wx5oYTbsKQ

https://youtu.be/ql8uIsYjcT0

https://youtu.be/T7nwipIDaw0

***

https://youtu.be/M39-rNocYfI

https://youtu.be/PCBkjXCajf8

https://youtu.be/IRUWHB-XmWw

https://youtu.be/ntE2VUE3kdM

表面検査による特徴(解析結果)を利用(評価)して

超音波の伝搬状態を目的に合わせた制御を決定することで

効果的な洗浄・加工・攪拌・・表面処理・・・が実現します

参考

対象物の振動モードに合わせた、超音波制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1131

オリジナル技術リスト
http://ultrasonic-labo.com/?p=10177

超音波を利用した「表面弾性波の計測技術」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1184

表面弾性波の利用技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=7665

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

超音波による金属・樹脂表面の表面改質技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1004

超音波の伝搬状態を利用した評価技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=6849

超音波利用実績の公開
http://ultrasonic-labo.com/?p=13404


 
 
 
 
 

「スペクトル音楽」

ジェラール・グリゼ
Gerard Grisey – Vortex Temporum (w/ score)
(for six instruments) (1995)
https://youtu.be/rXaNFBzgDWI

Gerard Grisey, Espaces acoustiques 1/2
– Ensemble intercontemporain – CNSMDP
https://youtu.be/jQgLU0gjPtI

フランスの作曲家ジェラール・グリゼー(1946~1998)。
グリゼーは音楽を音波として捉え、
倍音のスペクトルに注目して
非常に論理的な手法(注)で作曲を行い、
「スペクトル音楽」の旗手と呼ばれました

注:アディティブ・シンセシス
(Additive synthesisあるいは 加算合成) とは、
複数の正弦波を足し合わせて音色を合成する
サウンド・シンセシス技術(音響合成技術)。

「スペクトル音楽」として、
楽派の創始者と言えるジェラール・グリゼーと
トリスタン・ミュライユの作品が挙げられる。
グリゼーの代表作「音響空間」や
ミュライユの初期作品「記憶/侵蝕」では、
一つの基音に対する倍音を加算合成していく。
またミュライユの代表作「ゴンドワナ」では、
FM合成の理論や、
鐘の音など既存の音響をスペクトル分析して応用する。

トリスタン・ミュライユ
Tristan Murail – Desintegrations (w/ score)
(for 17 instruments and electronic sounds) (1982)
https://youtu.be/yLYx31ltmlo

Tristan Murail – Vampyr! for Electric Guitar (1984) [Score-Video]
https://youtu.be/DWKJrLE0bMI

Tristan Murail – Tellur for Guitar (1977) [Score-Video]
https://youtu.be/DrehXnrDY1M

ポイントは
表面弾性波の利用です、
対象物の条件・・・により
超音波の伝搬特性を確認することで、
オリジナル非線形共振現象(注1、2)として
対処することが重要です

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

 

注2:過渡超音応力波
変化する系における、ダイナミック加振と応答特性の確認
時間経過による、減衰特性、相互作用の変化を確認
上記に基づいた、過渡超音応力波の解析評価


 
 超音波システム研究所は、
多変量自己回帰モデルによるフィードバック解析技術を応用した、
「超音波の伝搬状態を測定・解析・評価する技術」を開発しました。
超音波テスターを利用したこれまでの
計測・解析・結果(注)を時系列に整理することで
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)になることを確認しました。
注:
非線形特性
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
新しい理解を深めています。

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を確認しています。

特に、洗浄・加工・表面処理効果に関する評価事例・・
良好な確認に基づいた、制御・改善・・・が実現しています。

<統計的な考え方について>
統計数理には、抽象的な性格と具体的な性格の二面があり、
具体的なものとの接触を通じて
抽象的な考えあるいは方法が発展させられていく、
これが統計数理の特質である


<参考>
以下のプログラムを参考にして開発・作成した
オリジナルソフト(解析システム)を
オープンソースの統計解析システム 「 R 」 で
実行・解析を行っています

生体のゆらぎとリズム コンピュータ解析入門:和田孝雄/著:講談社

赤池モデルを臨床にいかす画期的な解説書。
1/fゆらぎ解析に必須かつ難解な赤池モデルと、臨床への応用を懇切丁寧に解説。
生体のダイナミクスに関心をもち臨床デ-タ解析に携わる医学者・工学者待望の書

内容(「MARC」データベースより)
〈CD-ROM付き〉生体のゆらぎとリズムの時系列解析への入門。
第一線の研究者である著者が、経験した者だけが知る様々な困難点について、
他に類例のないユニークな視点から細部の議論を展開する。

生体のゆらぎとリズム 和田孝雄著
添付されたプログラムの使用方法
*.exe 解析実行ファイル
*.for 解析プログラムファイル(フォートランのソースファイル)
*.dat 解析データファイル

インパルス応答(時間領域での伝達特性
ラプラス変換するとS領域での伝達特性)
周波数伝達関数(周波数領域での伝達特性)
AIRCV2.EXE ARV2.DAT 2変数のインパルス応答
AIRCV3.EXE ARV3.DAT 3変数のインパルス応答

多変量自己解析モデルによるフィードバック解析
ARPCV2.EXE ARV2.DAT 2変数のパワー寄与率
ARPCV3.EXE ARV3.DAT 3変数のパワー寄与率

<<超音波の音圧測定・解析>>

1)多変量自己回帰モデルによる
フィードバック解析により
超音波伝搬状態の安定性・変化について解析評価します

2)インパルス応答特性・自己相関の解析により
対象物の表面状態・・に関する解析評価を行います

3)パワー寄与率の解析により
超音波(周波数・出力)、形状、材質、測定条件・・
データの最適化に関する解析評価を行います

4)その他(表面弾性波の伝搬)の
非線形(バイスペクトル)解析により
対象物の振動モードに関する
ダイナミック特性の解析評価を行います

この解析方法は、
複雑な超音波振動のダイナミック特性を
時系列データの解析手法により、
超音波の測定データに適応させることで実現しています。

参考動画

https://youtu.be/oW_p0AyexyM

https://youtu.be/yVmPKGjm8lE

https://youtu.be/4TWZfQKzlNY

https://youtu.be/UV_mEDY8POs

https://youtu.be/SuTJI5EzumE

https://youtu.be/V-qs4hCl3KU

https://youtu.be/q9caJGWKkYk

https://youtu.be/4Xt6Lrfl5DQ

https://youtu.be/mawZoU0HukI

超音波制御の現実:コントロールデータ

表面弾性波を利用した、超音波(音を含む)制御技術

https://youtu.be/VEURkJWWuHk

https://youtu.be/7EeLi-cG2iM

https://youtu.be/bSgcbux9cHU

 
 

超音波振動子・水槽の表面弾性波を利用した、超音波洗浄機

https://youtu.be/kFWvcyPR3ag

https://youtu.be/DKhI2WUnTaA

https://youtu.be/RGVrAmfW8tw

新しい超音波制御技術

超音波システム研究所は、
表面弾性波の非線形振動現象を利用した
新しい超音波制御技術を開発しました。

複雑な振動状態について、
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
・・・
上記について
音圧測定データに基づいた
統計数理モデルにより
表面弾性波の新しい評価方法で最適化します。

超音波洗浄、加工、攪拌、・・・表面検査、・・ナノテクノロジー、・・
応用研究・・・ 様々な対応が可能です。

特許申請
【発明の名称】超音波溶接
【特許出願人】
【氏名又は名称】 冨士高圧フレキシブルホース株式会社
【氏名又は名称】 斉木 和幸
【要約】
【課題】溶接時・溶接部の温度管理が難しく、
溶接後、表面残留応力のバラツキが大きいため、
強度(特に、金属疲労強度)の低下・割れ・・が発生する。
出願:2020.3

冨士高圧フレキシブルホース株式会社
〒743-0063 山口県光市島田六丁目2番20号
http://www.fujikoatsu.co.jp

特許申請
【発明の名称】超音波加工
【特許出願人】
【氏名又は名称】 斉木 和幸
【要約】
【課題】機械加工時・加工部(刃物・加工油・加工表面)の
各種管理が難しく、加工後、加工表面残留応力のバラツキにより、
精度、強度(特に、金属疲労強度)の低下・割れ・・が発生する。
出願:2020.4


<<実験動画>>

https://youtu.be/8EHTEDZ4naA

https://youtu.be/fpt-fu98viA

https://youtu.be/5i2RsSoq2wY

https://youtu.be/1u9D6YXjNFA

https://youtu.be/hnBHqXrqqjI

https://youtu.be/U40ul-Jo8v4

https://youtu.be/WFiu71ofhiM

https://youtu.be/l9jUHwVkau4

新しい超音波制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=15781

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