音圧測定・解析に基づいた、超音波のコントロール技術 - 超音波システム研究所

超音波テスターと超音波発振制御プローブを利用したこれまでの
計測・解析結果（注）を、洗浄・攪拌・検査・・加工・・の効果として
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）を開発しました。

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
非線形パラメータ（注）が大変有効である事例を確認しています。

注：
バイスペクトルの変化
自己相関の変化

特に、洗浄・加工・表面処理効果に関する評価事例・・
解析結果に基づいた、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・解析しています

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。

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）

多変量自己解析モデルによるフィードバック解析

＜＜超音波の音圧測定・解析＞＞

１）音圧測定データを、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）音圧測定データを、インパルス応答特性・自己相関の解析により
対象物の表面振動状態・・について解析評価します

３）音圧測定データを、パワー寄与率の解析により
超音波（周波数・出力）、水槽、洗浄液、・・
各種の相互作用について解析評価します

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
超音波伝搬状態のダイナミック特性について解析評価します

この解析方法は、
複雑な超音波振動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。

＜＜超音波システム＞＞

超音波の音圧測定解析システム（オシロスコープ100MHzタイプ）
http://ultrasonic-labo.com/?p=17972

超音波の音圧測定解析システム「超音波テスターＮＡ」
http://ultrasonic-labo.com/?p=16120

統計的な考え方を利用した超音波
http://ultrasonic-labo.com/?p=12202

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

超音波の非線形現象を評価する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=13919

＜＜超音波技術＞＞

超音波の音圧測定・解析・発振制御システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1546

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

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

二種類の超音波プローブを発振制御する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=14350

２台のファンクションジェネレータの利用技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=2295

ファインバブルと超音波による、表面処理技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=18109

超音波装置（設計・製造・・）のコンサルティング対応
http://ultrasonic-labo.com/?p=7378

超音波洗浄器（水槽表面）の表面残留応力緩和・均一化処理
http://ultrasonic-labo.com/?p=19422

メガヘルツの超音波制御技術（洗浄、加工、攪拌、表面処理・・・）
http://ultrasonic-labo.com/?p=5267

超音波とファインバブルを利用した「めっき処理」技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=18093

超音波の音圧測定解析に基づいた、超音波伝搬現象の分類
http://ultrasonic-labo.com/?p=10013

参考書籍

１：統計数理
１）叩いて超音波で見る―非線形効果を利用した計測
佐藤 拓宋 (著) 出版社: コロナ社 (1995/06)

２）電気系の確率と統計
佐藤 拓宋 (著) 　出版社: 森北出版 (1971/01)

３）不規則信号論と動特性推定
宮川 洋 (著), 佐藤拓宋 (著), 茅 陽一 (著)
出版社: コロナ社 (1969)

４）赤池情報量規準AIC―モデリング・予測・知識発見
赤池 弘次 (著), 室田 一雄 (編さん), 土谷 隆 (編さん)
出版社: 共立出版 (2007/07)

５）ダイナミックシステムの統計的解析と制御
赤池 弘次 (著), 中川 東一郎 (著)
出版社:　サイエンス社(1972)

２：シミュレーション
「波動解析と境界要素法」
福井 卓雄 小林 昭一　京都大学学術出版会 (2000/03)

３：弾性波動
「弾性波動論の基本 」　田治米 鏡二 (著)　槇書店 (1994/10)

「弾性波動論 」佐藤 泰夫 (著) 岩波書店 (1978/03)

４：流体力学
「内部流れ学と流体機械」 妹尾 泰利 (著)　養賢堂 (1973)

「流体力学 」日野 幹雄 (著) 朝倉書店 (1974/03)

「流体力学 」日野 幹雄 (著) 朝倉書店 (1992/12)

「噴流工学 」社河内敏彦(著) 森北出版（2004/03)

５：超音波
「やさしい超音波工学―拡がる新応用の開拓」
川端 昭 (編著), 高橋 貞行 (著) 一ノ瀬 昇 (著)
工業調査会　増補版 (1998/01)

６：振動
「振動について」リチャード・ビジョップ（著）講談社（1981）

７：コンストラクタル法則
「流れとかたち」エイドリアン・ベジャン（著）紀伊國屋書店 (2013)