超音波現象と論理モデルの統合

共振現象と非線形現象を制御可能にする超音波発振制御プローブ
--抽象代数モデルと超音波現象の実験・検討サイクル--
(共振現象と非線形現象の最適化技術)

超音波システム研究所は、
オリジナル超音波システム(音圧測定解析・発振制御)による、
超音波伝搬状態の各種解析結果を、
抽象代数モデルに基づいて、超音波振動の相互作用を最適化(注)する、
超音波<ダイナミック制御>技術を開発しました。

注:共振現象(低調波)と非線形現象(高調波)を
論理モデルに基づいて発振制御条件の設定によりコントロールする

これまでの制御技術に対して、
各種伝搬用具を含めた、超音波振動の伝搬経路全体に関する
新しい測定・評価パラメータ(注)により
超音波利用の目的(洗浄、攪拌、加工・・) に合わせた、
最適な制御状態を設定・実施する技術です。

これは具体的な応用がすぐにできる方法・技術です
コンサルティングとして提案・対応しています
(ナノレベルの精密洗浄や攪拌実績が増えています)

注:オリジナル技術(超音波テスター)により
水槽、振動子、対象物、治工具・・・の
伝搬状態に関するダイナミックな変化を測定・解析・評価します。
(パラメータ:
パワースペクトル、自己相関、バイスペクトル、
パワー寄与率、インパルス応答特性、ほか)

基本的な考え方(現象とモデルの統合)

振動現象の継続により、共振現象が成長することで、
より大きな共振現象の発生とともに
振動波形の崩れ・変化による、共振現象の減衰し、
非線形現象が発生します。
非線形現象による振動の伝搬(流れ)が発展すると
伝搬の分布・バラツキによる非線形現象の小さい部分から
共振現象が生まれ、非線形現象は減衰します。
時間経過とともに、以上の経過を繰り返します。
このサイクルをコントロールすることが
共振現象と非線形現象の最適化技術となります。

この技術を応用して
共振現象と非線形現象の組み合わせを実現する
新しい超音波発振制御プローブの製造方法を開発しました。

超音波洗浄の場合
(キャビテーションと音響流に関する無限のプロセス)

超音波を発振する
単調な振動を継続すると、共振現象が発生する
(超音波振動による、キャビテーションが共振現象を起こす)->
その結果:->共振現象が継続して成長すると、非線形現象が発生する
(波形の変化・キャビテーションの破壊が起きる)->
その結果:->音響流が発生する
その結果:->音響流が継続して成長すると、流れの分布が発生する
その結果:->流れの小さい部分から、キャビテーションが発生する
その結果:->キャビテーションが継続すると、共振現象が発生する
・・・
以上のような、無限のプロセスの測定解析評価により
超音波(キャビテーションと音響流)のダイナミック制御が実現出来る

例 超音波洗浄
標準システム(水槽内の液量 2000リットルまでの場合)
超音波とファインバブルで表面改質処理した水槽
(水槽材質は、ステンレスでも、ガラス・塩ビ・アクリル・・でも可能)
脱気ファインバブル発生液循環装置 1台 ONOF制御
ON:213秒 OFF:31秒
ベースとなる超音波振動子 1台 ONOFF制御
40kHz 600W(出力150W)
ON:57秒 OFF:17秒
メガヘルツの超音波発振制御プローブ 4本
メガヘルツの超音波発振制御プローブ1 パルス発振
3MHz(出力10W)
メガヘルツの超音波発振制御プローブ2 スイープ発振
60kHz~20MHz(出力12W)
メガヘルツの超音波発振制御プローブ3 パルス発振
11MHz(出力10W)
メガヘルツの超音波発振制御プローブ4 スイープ発振
4~20MHz(出力12W

例 超音波加工
メガヘルツの超音波発振制御プローブ 2本
メガヘルツの超音波発振制御プローブ1 パルス発振
13MHz(出力10W)
メガヘルツの超音波発振制御プローブ2 スイープ発振
5~20MHz(出力10W

参考動画

https://youtu.be/_ulj0kns52E

https://youtu.be/k7bvVJTYfaw

https://youtu.be/pO7bdn4Ufqg

https://youtu.be/ShC5aT6JgKc

https://youtu.be/rC9jISUAUyg

https://youtu.be/_8ZlAv7n2VU

https://youtu.be/4X1r2Ux9rMM

https://youtu.be/EtFfMG3Byk8

https://youtu.be/u0iWeCoqLR8

https://youtu.be/j-IvB_xbASY

https://youtu.be/rSG8reO7nX8

https://youtu.be/HXKAecpoNuQ

https://youtu.be/jWkPr5AV2Wo

https://youtu.be/9ksrt7wqQAE

https://youtu.be/EEutiifAViI

https://youtu.be/bKt1zcm3-iE

https://youtu.be/2HuQS_E7CRk

https://youtu.be/_TkuihuvZX8

https://youtu.be/YwxcwVfltJU

https://youtu.be/AtPra4Umxc4

https://youtu.be/3hR9xA5J_4I

https://youtu.be/UI5dyhMNLbc

https://youtu.be/CPEb_2TvxKg

https://youtu.be/QiYig7uJcpU

https://youtu.be/TXSkDjN6oIU

超音波システム(音圧測定解析、発振制御)

https://youtu.be/gH9JAjPuOuM

https://youtu.be/GFRmsmsETUk

https://youtu.be/6QjZ5YDQ9Mo

https://youtu.be/r4LNYFd5gBg

https://youtu.be/FHKDDKjgNtQ

https://youtu.be/uOwsLeZ4tQg

https://youtu.be/5ZOoHhOMJh4

https://youtu.be/kycwbZ1H_0E

https://youtu.be/2YWioAovOMg

https://youtu.be/eFTwB1w6l9E

https://youtu.be/k-TZ1wq4XG8

https://youtu.be/GCP2QXOB38Y

https://youtu.be/3T_OR39Hoe0

各種実験動画 8から12分

https://youtu.be/nPzO44vzCKo

https://youtu.be/m_RjEB9peeg

https://youtu.be/Wq_pvaYGFBU

https://youtu.be/sQd4cLphzWU

https://youtu.be/p2-qua_uN5M

https://youtu.be/k-K7SIMVs74

スライドショー(音圧データ解析結果)

https://youtu.be/rvwHSVPeCw4

https://youtu.be/A_Ud7K3wv-E

https://youtu.be/igi_Fb6lwlg

https://youtu.be/9MlAhjRcfZY

https://youtu.be/Zb-ZNMywxYA

<<< 論理モデル >>>

通信の数学的理論
http://ultrasonic-labo.com/?p=1350

音色と超音波
http://ultrasonic-labo.com/?p=1082

モノイドの圏
http://ultrasonic-labo.com/?p=1311

物の動きを読む<統計的な考え方>
http://ultrasonic-labo.com/?p=1074

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(論理モデルに関する)研究
http://ultrasonic-labo.com/?p=1716

<<< 超音波技術 >>>

超音波制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=16309

メガヘルツの超音波発振制御プローブ
http://ultrasonic-labo.com/?p=14570

メガヘルツの超音波を利用する超音波システム技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=14350

超音波発振システム(20MHz)の製造販売
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超音波発振システム(1MHz、20MHz)
http://ultrasonic-labo.com/?p=18817

200MHz以上の超音波伝搬現象による表面改質処理
http://ultrasonic-labo.com/?p=2433

液晶樹脂による<メガヘルツの超音波制御>技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=14210

超音波と表面弾性波
http://ultrasonic-labo.com/?p=14264

超音波<発振制御>技術
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表面弾性波の利用技術
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超音波の非線形現象をコントロールする技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=14878

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

オリジナル超音波実験
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超音波伝搬現象の分類1
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超音波伝搬現象の分類2
http://ultrasonic-labo.com/?p=17496

超音波伝搬現象の分類3
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超音波の最適化技術1
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超音波の最適化技術2
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超音波を利用した「振動計測技術」
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超音波プローブの発振制御による振動評価技術
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超音波技術:多変量自己回帰モデルによるフィードバック解析
http://ultrasonic-labo.com/?p=15785

統計的な考え方を利用した超音波
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超音波の非線形振動
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超音波<測定・解析>システム
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超音波洗浄に関する非線形制御技術
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非線形共振型超音波発振プローブ 実験動画
http://ultrasonic-labo.com/?p=15065

【本件に関するお問合せ先】
超音波システム研究所
メールアドレス  info@ultrasonic-labo.com

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