超音波の伝播現象における「音響流」を利用する技術

超音波の伝播現象における音響流を利用する技術

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http://youtu.be/-pr9sczDQxA

超音波システム研究所は、

定在波の測定・解析・制御技術を応用して、

超音波伝播現象における「音響流」測定・制御する技術を開発しました。

今回、この技術をさらに発展させて、

対象物の状態(形状・材質・表面・・)による

「音響流」を目的(洗浄、攪拌、反応、改質、・・)に合わせて

制御して利用する方法を開発しました

 

 

 

 

 

 

 

 

 

今回開発した技術は、

複数の異なる周波数の「超音波振動子」を利用する場合、

高調波による超音波の伝搬状態を

効果的に利用(制御)することが可能になります

従って、

(目的に対して)有効な超音波伝搬状態

(パワースペクトルのダイナミック特性(注))が実現しやすくなります。

注:音響流に対する、超音波システム研究所のオリジナルパラメータです

これは、洗浄・表面改質・化学反応の促進・・・に対して

効果的な伝搬状態を検出・確認出来る、ということで大変有効です

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

さらに、定在波の制御と組み合わせることにより、

キャビテーションと加速度の効果を

目的に合わせて  幅広い範囲で制御する方法に発展しました。

具体的には、

超音波の各種設定・治工具・・の条件が明確になりました。

オリジナルの超音波伝搬状態の測定・解析技術により、

様々な事例について

表面状態の「音響流による変化・・」による効果を多数確認しています。

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■参考:技術の背景

(サイバネティクスはいかにしてうまれたか

ノーバート・ウィナー著 みすず書房 1956年 より)

・・・・・・

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。

・・・・・・・

・・・・・・・

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。  ・・・・・・・

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■参考:動画

http://youtu.be/LYikRjud0LM

http://youtu.be/2X1qX7fULY0

http://youtu.be/5BDIQum7Bsw

http://youtu.be/Y_9ysCuxDrU

http://youtu.be/LFOVBMCgwJs

http://youtu.be/MJgDqEGEu00

http://youtu.be/u3wai4L7Zj4

これは、新しい超音波解析技術であり、

超音波のダイナミック特性による一般的な効果を含め

新素材の開発、攪拌、分散、洗浄、化学反応実験・・・

に、各種操作方法として<利用・応用>できると考えています。

特に、ナノレベルの分散・攪拌への応用により

付加価値の高い技術に発展しています。

http://youtu.be/XTQG94DWEkI  

http://youtu.be/-_9ynkl2f6s

http://youtu.be/tTVrbNeY5ao  

http://youtu.be/jnrg-8X44pc

なお、今回の方法ならびに技術ノウハウを

コンサルティング事業として、展開しています。

 

超音波装置の最適化技術をコンサルティング提供

http://ultrasonic-labo.com/?p=1401

超音波水槽の新しい液循環システム

http://ultrasonic-labo.com/?p=1271

現状の超音波装置を改善する方法

http://ultrasonic-labo.com/?p=1323

http://youtu.be/VStQrJFBxrw

http://youtu.be/b2lkl_DrptI

http://youtu.be/ZVpXLAnIXGo

http://youtu.be/25y4zHCrE2I

http://youtu.be/4H87dATnOVA

http://youtu.be/WxipcOkvrvo

http://youtu.be/2BjWJ4UZfrs

http://youtu.be/bCBi5Fc5V0M

http://youtu.be/f1ev0gDGuYQ

http://youtu.be/Z86YJLbPZD8

http://youtu.be/f1ev0gDGuYQ

http://youtu.be/J_i7RcsuUrI

http://youtu.be/L1h3HqNtP3Y

http://youtu.be/iyv8rr5cPhw

http://youtu.be/ZGK0Mrk8hEo

http://youtu.be/fwpRXMACIj8

洗浄システム(推奨)

http://youtu.be/uvpciLAYOwg

http://youtu.be/ZyS9ExM8wm0

http://youtu.be/nmDH1kqu3yQ

http://youtu.be/lQt-53SOc98

http://youtu.be/LtzqNqiF12k

http://youtu.be/bKzrVQOx28c

http://youtu.be/YR–b4HS2hs

http://youtu.be/zrRzH-qfKS4

http://youtu.be/eKpjeeEeyr4

http://youtu.be/HD0CENoXDJA

http://youtu.be/H-QNtGMr5cM

http://youtu.be/wIxwdDqY5Rg

 

http://youtu.be/zqqKbm839KQ

http://youtu.be/99fJaal-7WU

http://youtu.be/a17uBhhqaBY

http://youtu.be/mwNOcwLdQ0I

http://youtu.be/psZHLqpf4HQ

 

http://youtu.be/UzmMyLI3sZU

http://youtu.be/dEbbCxp5RDs

http://youtu.be/XqVafL6Os_Q

ガラス容器内の液体を伝搬する超音波

http://youtu.be/vcCQTNTm_WA

http://youtu.be/wZ4F8s6uZow

http://youtu.be/7e03R53aOGo

http://youtu.be/qXSeLSGqoPY

http://youtu.be/RG0o5QsFPv8

http://youtu.be/XoFFqns71IM

http://youtu.be/q0A4WFtB_Kg

http://youtu.be/wcwqE7KT_Ak

http://youtu.be/EXVMZMZf2ws

http://youtu.be/Ag1y19spbhE

参考動画<流れの観察>

https://youtu.be/a2vljq6dSus

https://youtu.be/yO3aHgSRVII

https://youtu.be/_4V_m5uMtcM

https://youtu.be/F0YUk0WMWls

https://youtu.be/A3yaCciamJs

https://youtu.be/hds6wxvAK3s

https://youtu.be/NJ86JNSkY6E

https://youtu.be/36S5VgDXO9Y

https://youtu.be/Xz2ujfh30CU

https://youtu.be/VlQcZZAbvFU

https://youtu.be/aO0kGSjskIM

https://youtu.be/-jdriygET9U

https://youtu.be/qsIGNUNRxcE

https://youtu.be/Hm1LfAAbj34

https://youtu.be/ueQvoq_mbWY

https://youtu.be/Qyn-hm6VHd0

***

https://youtu.be/qJ2ASrTbAIg

https://youtu.be/ML9r_y1JrY0

注:
くりかえし
超音波と
流体の変化(流れ、渦、波・・)を
観察して
イメージを修正しながら
音響流に関する論理モデルを考え続けます

1年ぐらい経過してくると
渦の動きが見えてきます
そこから
ぼんやりと、洗浄物に対する
音響流の影響がわかります

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表面検査によるガラス容器の特徴(解析結果)を利用(評価)して
超音波の伝搬状態(キャビテーション・音響流)制御が実現します

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<<ナノテクノロジー>>

https://youtu.be/ApTjwV7aFSQ

https://youtu.be/Yl6wtGkR1gs

https://youtu.be/4LBEzeP99Wg

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https://youtu.be/vosR3AKHmkE

https://youtu.be/8JgD9ha_OcU

https://youtu.be/85nqMxVhrf4

https://youtu.be/i4GIH7Z19xo

https://youtu.be/AxRjl2ZHXnA

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https://youtu.be/w7v0BlpX5mA

https://youtu.be/4n7ft39G7qo

https://youtu.be/3df1_PqR0HM

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https://youtu.be/joO45GjAjHM

https://youtu.be/x7JlysqnTnk

https://youtu.be/iVnEqzmXhYQ

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https://youtu.be/5_B6qPEvrMI

https://youtu.be/7Ab8Dpp6ZYs

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間接容器と定在波による
音響流とキャビテーションのコントロール
http://ultrasonic-labo.com/?p=1471

超音波を利用した、「ナノテクノロジー」の研究・開発装置
http://ultrasonic-labo.com/?p=2195

ナノレベルの攪拌技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1066

「超音波の非線形現象」を目的に合わせてコントロールする技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=2843

磁性・磁気と超音波(Ultrasonic and magnetic)
http://ultrasonic-labo.com/?p=3896

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アルミ箔の超音波分散
http://ultrasonic-labo.com/?p=5550

超音波攪拌(乳化・分散・粉砕)技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=3920

超音波キャビテーションの観察・制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=10013

2種類の異なる「超音波振動子」を同時に照射するシステム
http://ultrasonic-labo.com/?p=2450

超音波振動子の設置方法による、超音波制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1487

推奨する「超音波(発振機、振動子)」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1798

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脱気・マイクロバブル発生液循環システム>による非線形制御技術

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超音波システム研究所は、
目的に合わせた効果的な超音波のダイナミック制御を実現する、
<脱気・マイクロバブル発生液循環システム>に関して
メガヘルツの超音波発振制御とのくみあわせにより
超音波の非線形現象をコントロールする技術を開発しました。

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超音波液循環技術の説明

1)超音波専用水槽(オリジナル製造方法)を使用しています。
  (材質は、樹脂・ステンレス・ガラス・・対応可能です)
2)水槽の設置は
  1:専用部材を使用
  2:固有振動と超音波周波数・出力の最適化を行っています。
  (水槽の音響特性に合わせた対応を実施します)
3)超音波振動子は専用部材を利用して設置しています
  (専用部材により、定在波、キャビテーション、音響流の
   利用状態を制限できます)
4)脱気・マイクロバブル発生装置を使用します。
   (標準的な、溶存酸素濃度は5-6mg/l)
5)水槽と超音波振動子は表面改質を行っています。

上記の設定とマイクロバブルの拡散性により
均一な洗浄液の状態が実現します。

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均一な液中を超音波が伝搬することで
安定した超音波の状態が発生します。

この状態から
目的の超音波の効果(伝搬状態)を実現するために
液循環制御を行います
(水槽内全体に均一な音圧分布を実現して、
超音波、脱気装置、液循環ポンプ、・・の運転制御がノウハウです)

目的の超音波状態確認は音圧測定解析(超音波テスター)で行います。

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ポイントは
適切な超音波(周波数・出力)と液循環のバランスです
液循環の適切な流量・流速と超音波キャビテーションの設定により
超音波による音響流・加速度効果の状態をコントロールします。

マイクロバブルの効果で
均一に広がる超音波の伝搬状態を利用します。

液循環により、以下の自動対応が実現しています。

溶存気体は、水槽内に分布を発生させ
レンズ効果・・・の組み合わせにより、超音波が減衰します。

適切な液循環による効率の良い超音波照射時は、
大量の空気・・が水槽内に取り入れられても
大きな気泡となって、水槽の液面から出ていきます。

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しかし、超音波照射を行っていない状態で
オーバーフロー・・により
液面から空気を取り込み続けると、超音波は大きく減衰します。

この空気を取り入れる操作は必要です
多数の研究報告・・がありますが
液循環の無い水槽で、長時間超音波照射を行い続け
溶存気体の濃度が低下すると
音圧も低下して、キャビテーションの効果も小さくなります。
(説明としては、キャビテーション核の必要性が空気を入れる理由です
液面が脱脂油や洗剤の泡・・・で覆われた場合も空気が遮断され
同様な現象になります)

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さらに、
超音波照射により、脱気は行われ
溶存気体の濃度は低下して、分布が発生します
単純な液循環では、この濃度分布は解消できません。

この濃度分布の解決がマイクロバブルの効果です。

脱気・マイクロバブル発生液循環が有効な理由です。

注:
オリジナル装置(超音波測定解析システム:超音波テスター)による
音圧測定解析を行い
効果の確認を行っています。

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上記の液循環状態に対して
超音波プローブによるメガヘルツの超音波発振制御を行うことで
超音波の非線形現象が幅広い周波数帯で発生するとともに
ダイナミックな超音波の変化を実現します。

気体の流量・流速分布・・・を適切に設定することで
目的に合わせた、非線形現象を発生させることができます。

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<<参考動画>>

https://youtu.be/l2Y42lSuvxU

https://youtu.be/9GZYTuzREe0

https://youtu.be/5BDITNLcjCY

https://youtu.be/PI3dAnnQmXQ

img_0069

https://youtu.be/W0ZgpzB0hSI

https://youtu.be/xodhREWmBfY

https://youtu.be/ACt7-McUujM

https://youtu.be/aJ455bNFa4g

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https://youtu.be/ZlveqjWddYo

https://youtu.be/PrU0H-rs8VE

https://youtu.be/D2VWyeXuCUg

https://youtu.be/o_VeuBWCm6A

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https://youtu.be/SMU7G2ERH2o

https://youtu.be/jg7O4WnhjTY

https://youtu.be/ROQ407EQvt8

https://youtu.be/fqgbTPjoiP8

https://youtu.be/HHkQuNShhK4

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上記の技術により
目的の超音波利用に合わせた
水槽の構造設計や液循環位置(ポンプへの吸い込み口、吐出口)は
非常に重要ですが
目的・サイズ・洗浄液・・によりトレードオフの関係が発生する場合があり、
一般的な設定はありません
(具体的な数値は、コンサルティング対応しています)

適切な設定が実現すると
マイクロバブルは超音波作用によりナノバブルに分散します
ナノバブルによる超音波の安定性は、マイクロバブルに比べて大きく
非線形現象の制御がより簡単になります
(具体的な制御は、音圧測定・・・コンサルティング対応しています
洗剤の使用や撹拌・・では、
通常の洗浄とは反対の設定を行う成功事例が多い傾向にあります)

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<超音波のダイナミック制御技術>
http://ultrasonic-labo.com/?p=2301

超音波のダイナミック制御技術を開発
http://ultrasonic-labo.com/?p=2015

オリジナル技術(液循環)
http://ultrasonic-labo.com/?p=7658

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<超音波のダイナミックシステム:液循環制御技術>
http://ultrasonic-labo.com/?p=7425

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

現状の超音波装置を改善する方法
http://ultrasonic-labo.com/?p=1323

超音波制御装置(制御BOX)
http://ultrasonic-labo.com/?p=4906

img_9915 img_9663 img_9897

シャノンのジャグリング定理を応用した
「超音波制御」方法
http://ultrasonic-labo.com/?p=1753

小型ポンプによる「音響流の制御技術」
http://ultrasonic-labo.com/?p=7500

脱気マイクロバブル発生液循環システム追加の出張サービス
http://ultrasonic-labo.com/?p=2906

超音波洗浄機の<計測・解析・評価>(出張)サービス
http://ultrasonic-labo.com/?p=1934

img_9692 img_9720 img_9656 img_9663

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

「脱気・マイクロバブル発生装置」を利用した超音波システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1996

超音波洗浄機の「流れとかたち・コンストラクタル法則」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1779

img_9593 img_9589 img_9567 img_9565 img_9588 img_9521

超音波専用水槽の設計・製造技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1439

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

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

超音波による「金属部品のエッジ処理」技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=2894

超音波の「音響流」制御による「表面改質技術」
http://ultrasonic-labo.com/?p=2047

img_8709 img_8696 img_8691 img_8679 img_8674 img_8624

「超音波の非線形現象」を目的に合わせてコントロールする技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=2843

超音波資料
http://ultrasonic-labo.com/?p=1905

複数の異なる「超音波振動子」を同時に照射するシステム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1224

3種類の異なる周波数の「超音波振動子」を利用する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=3815

img_8603 img_8600 img_8594 img_8588 img_8572 img_8571 img_8525 img_8490

2種類の異なる「超音波振動子」を同時に照射するシステム
http://ultrasonic-labo.com/?p=2450

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

上記の技術について
「超音波コンサルティング」対応します

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小型ポンプを利用した「流水式超音波制御技術」を開発
(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は、
小型ポンプを利用した液循環により
超音波(音響流)の伝搬状態をダイナミックに制御する
「流水式超音波(音響流)制御技術」を開発しました。

超音波テスターによる
流れと超音波の複雑な変化を、
水槽・液体(マイクロバブル)・超音波振動子・・・
の相互作用を含めた音圧解析により
利用目的に合わせて、
音響流の変化をコントロールするシステム技術です。

実用的には、
現状の液循環装置について
ON/OFF制御(あるいは流量・流速・・・の制御)を
装置の設置状態、対象物を含めた表面弾性波を考慮して
各種相互作用・振動モードを最適化する方法です。

特に、ポンプの特性を利用して、
液体と気体を交互に循環させる・・・により
新しい超音波・マイクロバブルの効果を実現しています。

ナノレベルの応用では、
「流水式超音波システム」として
20メガヘルツまでの周波数変化を含めた
「超音波シャワー」による
効率の高い超音波利用が実現しています。

-今回開発したシステムの応用実施事例-オゾンと超音波の組み合わせ技術

低出力(50W以下)による10mサイズの水槽への超音波伝搬

ガラス・レンズ部品の精密洗浄(超音波シャワー技術)

複雑な形状・線材・真空部品・・・の表面改質(共振現象の制御技術)

溶剤・洗剤・・・・の化学反応(超音波と流れによる攪拌)

ナノレベルの粉末・塗料・触媒・・・攪拌・分散(表面弾性波の制御技術)

マイクロレベルの金属エッジ部のバリ取り

めっき・コーティング・表面処理・・・

・・・・・・・

上記の技術は、音圧(非線形現象)測定・解析に基づいて、
表面弾性波と流体の流れに関して
ダイナミック制御を実現させる
新しい超音波システムの開発方法です。

興味のある方は、メールでお問い合わせください

https://youtu.be/6qEcZiFg2F8

https://youtu.be/Nf7hwQeLotc

https://youtu.be/jCSAjRQKjqg

https://youtu.be/LoxWrX_p_Cs

https://youtu.be/Oh7ct4Ylb2Q

https://youtu.be/gW92as0JaLo

「流水式超音波システム」は
中性洗剤、アルコール・・・に対しても利用可能です。

現在利用している洗剤、溶剤、洗浄液・・・に対しても
場合によっては利用することができます。

「流水式超音波システム」による効果は
効率的な超音波照射を実現するとともに
マイクロバブル・ナノバブルの発生を促進します。

さらに、一定時間の超音波照射により
ナノバブルの量がマイクロバブルの量より多くなます。

その結果、
非常に安定した超音波(音響流)制御を行うことができます。
(超音波伝搬状態の計測・解析により確認しています)

「流水式超音波システム」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1258

小型ポンプによる「音響流の制御技術」
http://ultrasonic-labo.com/?p=7500

液循環ポンプによる 「音響流の制御システム」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1212

超音波の組み合わせ制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=7277

小型超音波振動子による「超音波伝播制御」技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1602

超音波を利用した、「ナノテクノロジー」の研究・開発装置
http://ultrasonic-labo.com/?p=2195

3種類の異なる周波数の「超音波振動子」を利用する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=3815

ジャグリング定理を応用した「超音波制御」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1753

新しい超音波(測定・解析・制御)技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1454

超音波による「金属部品のエッジ処理」技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=2894

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

超音波キャビテーションの観察・制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=10013

間接容器と定在波による音響流とキャビテーションのコントロール
http://ultrasonic-labo.com/?p=2462

超音波<キャビテーション・音響流>技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=2950

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

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


 

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