メガヘルツ超音波発振制御プローブの製造技術

－－製造ノウハウのコンサルティング対応－－.

超音波システム研究所は、
５００Ｈｚ～９００ＭＨｚ以上の超音波伝搬状態を制御可能にする
超音波プローブを、利用目的に合わせて製造する技術を開発しました。

超音波プローブ：概略仕様
測定範囲　０．０１Ｈｚ～２００ＭＨｚ
発振範囲　１．０ｋＨｚ～２５ＭＨｚ
伝搬範囲　０．５ｋＨｚ～９００ＭＨｚ以上（音圧データの解析確認）
材質　ステンレス、ＬＣＰ樹脂、シリコン、テフロン、ガラス・・・
発振機器　例　ファンクションジェネレータ
測定機器　例　オシロスコープ

＜金属・樹脂・ガラス・・・の音響特性＞を把握することで
発振制御により、音圧レベル、周波数、ダイナミック特性について
目的に合わせた伝搬状態を実現します

超音波伝搬状態の測定・解析・評価技術に基づいた、
精密洗浄・加工・攪拌・検査・・への新しい基礎技術です。

各種部材（ガラス容器・・）の音響特性（表面弾性波）の利用により
２０Ｗ以下の超音波出力で、５０００リッターの水槽でも、
数トンの構造物、工作機械、・・への超音波刺激は制御可能です。

弾性波動に関する工学的（実験・技術）な視点と
抽象代数学の超音波モデルにより
非線形現象の応用方法として開発しました。

ポイントは
超音波素子表面の表面弾性波利用技術です、
対象物の条件・・・により
超音波の伝搬特性を確認（注１）することで、
オリジナル非線形共振現象（注２、３）として
対処することが重要です注１：超音波の伝搬特性
非線形特性
応答特性
ゆらぎの特性
相互作用による影響注２：オリジナル非線形共振現象
オリジナル発振制御により発生する高調波の発生を
共振現象により高い振幅に実現させたことで起こる
超音波振動の共振現象注３：過渡超音応力波
変化する系における、ダイナミック加振と応答特性の確認
時間経過による、減衰特性、相互作用の変化を確認
上記に基づいた、過渡超音応力波の解析評価注４：ダイナミック制御の基本
発振制御は、スイープ発振とパルス発振の組み合わせにより
利用目的に合わせた、音圧レベル、周波数範囲の
ダイナミックな変化状態を制御設定で実現します
その結果、超音波プローブは、以下の４タイプになります
発振型（共振タイプ、非線形タイプ）
測定型（共振タイプ、非線形タイプ）

＜特許出願済み＞
特開2021-125866　超音波制御（超音波発振制御プローブ）
特開2021-159990　超音波溶接
特開2021-161532　超音波めっき
特開2021-171909　超音波加工
特開2021-175568　流水式超音波洗浄
特願2023-195514　メガヘルツ超音波を利用した超音波めっき

超音波発振制御プローブの製造技術の一部は
特開2021-125866　に記載しています

超音波プローブの伝搬特性
１）振動モードの検出（自己相関の変化）
２）非線形現象の検出（バイスペクトルの変化）
３）応答特性の検出（インパルス応答の解析）
４）相互作用の検出（パワー寄与率の解析）

注：「R」フリーな統計処理言語かつ環境
autcor：自己相関の解析関数
bispec：バイスペクトルの解析関数
mulmar：インパルス応答の解析関数
mulnos：パワー寄与率の解析関数

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