デジタルカメラによるキャビテーションの写真を利用した超音波制御技術を開発

デジタルカメラによるキャビテーションの写真を利用した

   超音波照射に関するコントロール技術を開発

超音波システム研究所は、

デジタルカメラによるキャビテーションを撮影する方法を利用して

超音波伝搬状態の、コントロール技術を開発しました。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

今回開発した技術は、

超音波の状態を、デジタルカメラによるキャビテーション写真により

対象物(洗浄、攪拌、改質・・・)に対する

コントロールパラメータとして利用可能にするという方法です。

これまでの数値化やグラフとは異なる

水槽や液循環に関しても幅広く確認することが可能です。

特に、超音波分散効果に関するキャビテーションの影響や

複雑な形状の洗浄部に対する音響流の効果・・・について確認できます

 

 

 

 

 

 

 

 

 

なお、超音波システム研究所の

「超音波測定・解析システム」(超音波テスター)と

「超音波機器の評価技術」により、

この方法による、具体的な効果を多数確認しています。

応用技術として

「超音波の伝搬状態や、水槽・容器・治工具・超音波の評価技術」

「各種部品の表面検査技術」・・・   としても利用可能です。

これは、最近のデジタルカメラの

高い技術と低価格化により実現できました。

これまでの事例から

超音波洗浄、攪拌、改質・・の照射状態についても

新しい検討・確認方法として応用できると考えています。

注:カメラを液面(超音波)に近づけすぎると

デジタルカメラの電子部品が故障します

注:シャッタースピードは

超音波振動子の周波数に合わせ

1/2000秒 ~ 1/4000秒 で撮影しています

なお、今回の技術をコンサルティング事業として、 展開することを計画しています。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

現状の水槽による、超音波を減衰させる問題点を

液循環ポンプの設定により

騒音を発生させずに対策するということができます。

アルミ部材・・・に対する   ダメージを発生させない

効果的な音響流の設定が可能です。

脱気・・・により

超音波の効率が改善されたことで発生する

水槽や振動子の構造による問題を

液循環と治工具により改善が可能です。

参考 超音波実験写真

 http://ultrasonic-labo.com/?p=4787

 

参考

1)超音波洗浄器(基礎実験・確認)

超音波洗浄器の利用技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1318

超音波洗浄器の利用技術 No.2
http://ultrasonic-labo.com/?p=1060

超音波洗浄器(42kHz)による<メガヘルツの超音波洗浄>技術を開発
http://ultrasonic-labo.com/?p=1879

2)超音波利用(応用技術・ノウハウ)

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

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

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

超音波洗浄システムを最適化する方法
http://ultrasonic-labo.com/?p=2710

「超音波の非線形現象」を利用する技術を開発
http://ultrasonic-labo.com/?p=1328

3)超音波測定(音圧測定・解析・評価)

音圧測定装置(超音波テスター)の標準タイプ
http://ultrasonic-labo.com/?p=1722

音圧測定装置(超音波テスター)の特別タイプ
http://ultrasonic-labo.com/?p=1736

超音波計測の特別システムをオーダーメイド対応
http://ultrasonic-labo.com/?p=1972

超音波機器の<計測・解析・評価>(出張)サービス

http://ultrasonic-labo.com/?p=1934

超音波<計測・解析>事例
http://ultrasonic-labo.com/?p=1705

洗浄システム(推奨

オリジナルの超音波伝搬状態の測定・解析技術により、
各種部品・・・の、
洗浄、攪拌、表面改質、化学反応・・・
表面状態に関する効果的な
非線形現象の事例を多数確認しています。

■参考動画

http://youtu.be/s8ZhNOgcllo

http://youtu.be/Qpur8V-lPOg

http://youtu.be/KDXCVkf547M

http://youtu.be/tLeGMNmwkjw

http://youtu.be/PeM1tlBizbo

http://youtu.be/EYOvNawh_-Y

http://youtu.be/AdGnhduMTn8

http://youtu.be/545UQKqB8XA

http://youtu.be/fL8-M5OYtEg

http://youtu.be/QKquJM4gtHw

http://youtu.be/pPNwqIvJjJk

http://youtu.be/uK9pAoA2L0A

http://youtu.be/vN0pzd2SeJ4

http://youtu.be/BDzOyHijl74

http://youtu.be/m9G4hAekDEE

http://youtu.be/LsHbLzhDtjc

これは、新しい超音波計測・解析・制御技術であり、
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、
100kg以上の材料からナノレベルの粉末まで
各種対象の操作技術として、実用化しています。

http://youtu.be/kEvr3YcRk6c

http://youtu.be/Poimi2tpWeg

http://youtu.be/LR0g4uEQ4kk

http://youtu.be/yiU-nGaORdI

http://youtu.be/4ycuS1CdZqE

http://youtu.be/akxs2xKaZDA

http://youtu.be/6Lth_C0ExxM

http://youtu.be/QVin6aWA8mM

http://youtu.be/bk1pplFQbIA

http://youtu.be/nzyefJSXM9M

<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

<<キャビテーションのコントロール>>

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。


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。

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。


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。

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)

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。


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。

<<参考動画>>

https://youtu.be/l2Y42lSuvxU

https://youtu.be/61_E57OEB4s

https://youtu.be/9GZYTuzREe0

https://youtu.be/mlX94XFEqqY

https://youtu.be/u9xWEb-B1EQ

https://youtu.be/5BDITNLcjCY

https://youtu.be/PI3dAnnQmXQ

https://youtu.be/2KzAYORuq4w

https://youtu.be/W0ZgpzB0hSI

https://youtu.be/xodhREWmBfY

https://youtu.be/bjiKx2OULko

https://youtu.be/ACt7-McUujM

https://youtu.be/v6ZMZs-m3p4

https://youtu.be/aJ455bNFa4g

https://youtu.be/_Z5A7dLiEJk

<<< キャビテーション・音響流 >>>

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

キャビテーションと加速度の効果に関する新しい分類
http://ultrasonic-labo.com/?p=1251

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

 

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