超音波機器の超音波伝搬状態を測定・評価する技術

(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、
超音波の発振制御による、表面弾性波の伝搬状態について
低周波と高周波の組み合わせによる
共振現象をコントロールする技術を開発しました。
新しい超音波伝搬部材(ステンレス線、チタン製ストロー・・)
の利用により、目的に合わせた効率の高い超音波利用が可能になります。

超音波テスターの音圧データの測定解析により
表面弾性波の複雑な変化を、
利用目的に合わせて、コントロールするシステム技術です。

実用的には、
複数(2種類)の超音波プローブによる
複数(2種類)の発振(スイープ発振、パルス発振)が
複雑な振動現象(オリジナル非線形共振現象)を発生させることで
高い音圧で高い周波数の伝搬状態、あるいは、
目的の固有振動数に合わせた低い周波数の伝搬状態を実現します。

特に、水槽やポンプ・・振動特性とメガヘルツ超音波の最適化により、
効率の高い超音波制御
(30W出力で、3000リットルの洗浄液に伝搬)を実現します。

ナノレベルの応用では、
1メガヘルツの超音波発振で、
100メガヘルツ以上の周波数変化を含めた
効率の高い超音波刺激によるナノ操作が実現しています。

この技術は、音圧(非線形現象)測定・解析に基づいて、
表面弾性波と超音波伝搬用具の音響特性・相互作用を利用した、
超音波のダイナミック制御システム技術です。

興味のある方は、メールでお問い合わせください

参考動画

https://youtu.be/kmOWCEJLWw0

https://youtu.be/1NbxDXMWQis

https://youtu.be/hgbjyG3gEEA

https://youtu.be/EyFzNar7yOw

https://youtu.be/uOVfBu8Rn1Q

https://youtu.be/tZKZ_GdT3z8

https://youtu.be/VZBpr2JCOd0

https://youtu.be/aSz_mD-3Wfw

https://youtu.be/g7qgISRdjxQ

https://youtu.be/eN6L9whkhlk

https://youtu.be/P0A-5qTHY24

https://youtu.be/lP11xW8NvDg

https://youtu.be/dhGs_WzsDtg

https://youtu.be/oaBZtj9Zdvo

https://youtu.be/e0-a_sYUyI8

https://youtu.be/djKdOmamSsI

https://youtu.be/GEJrqpkbFos

https://youtu.be/U4ACHuSbRNU

https://youtu.be/JBhrVzhfOJY

https://youtu.be/i5Bmk7_R5OI

https://youtu.be/lJ121wDZlLg

***

https://youtu.be/CaQp1faWTbA

https://youtu.be/5aGDqM3AT3c

https://youtu.be/qTq0BspFRoY

https://youtu.be/ImnSsz4U0uU

https://youtu.be/JXBtVBa11ds

https://youtu.be/m6L6AR47fU0

https://youtu.be/NL9qGxF5c8A

https://youtu.be/Kx2GOZUfYyw

https://youtu.be/qEa_o1q0JjU

参考

「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

超音波実験写真(表面弾性波の応用)
http://ultrasonic-labo.com/?p=2005

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

超音波システム(音圧測定解析、発振制御)
http://ultrasonic-labo.com/?p=19422

超音波資料
http://ultrasonic-labo.com/?p=1765

超音波技術資料
http://ultrasonic-labo.com/?p=1905

超音波技術資料(アペルザカタログ)
http://ultrasonic-labo.com/?p=8496

オリジナル技術資料
http://ultrasonic-labo.com/?p=2098

オリジナル技術資料
http://ultrasonic-labo.com/?p=17379

<<超音波の音圧データ解析・評価>>

1)時系列データに関して、
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
測定データの統計的な性質(超音波の安定性・変化)について
解析評価します

2)超音波発振による、発振部が発振による影響を
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・・に関して
超音波振動現象の応答特性として解析評価します

3)発振と対象物(洗浄物、洗浄液、水槽・・)の相互作用を
パワー寄与率の解析により評価します

4)超音波の利用(洗浄・加工・攪拌・・)に関して
超音波効果の主要因である対象物(表面弾性波の伝搬)
あるいは対象液に伝搬する超音波の
非線形(バイスペクトル解析結果)現象により
超音波のダイナミック特性を解析評価します

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
これまでの経験と実績に基づいて実現しています。

注:解析には下記ツールを利用します
注:OML(Open Market License)
https://www.ism.ac.jp/ismlib/jpn/ismlib/license.html
注:TIMSAC(TIMe Series Analysis and Control program)
https://jasp.ism.ac.jp/ism/timsac/
注:「R」フリーな統計処理言語かつ環境
https://cran.ism.ac.jp/

バイスペクトルは、以下のように
周波数f1、f 2、f1 + f 2のスペクトルの積で表すことができる。
B( f1 , f 2 ) = X( f1 )Y( f 2 )Z( f1 + f 2 )

主要周波数がf1であるとき、
f1 + f1 = f 2、f1 + f 2 = f3で表される
f 2、f3という周波数成分が存在すれば
バイスペクトルは値をもつ。

これは主要周波数f1の
整数倍の周波数成分を持つことと同等であるので、
バイスペクトルを評価することにより、
高調波の存在を評価できる。

参考動画

超音波の音圧データ解析:バイスペクトル

https://youtu.be/18rIWa7XPFM

https://youtu.be/5V7WpMum-sU

https://youtu.be/Yw0jwUAL16o

https://youtu.be/S9FuAJ3qdgA

https://youtu.be/PzhtY7Scv-A

https://youtu.be/t9vzA_lFivA

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