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。

■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

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