超音波システム研究所は、
超音波の音圧測定による、時系列データを解析することで、
各種容器内の液体に伝搬する超音波と容器表面の超音波振動による
相互作用を解析評価する技術による分類技術を開発しました。
その結果、相互作用の評価に基づいた
超音波利用状態を制御可能にする、各種改善方法に発展しています。
具体的には、以下のような事例があります
１）超音波の発振周波数・出力レベルの選択基準の設定
２）超音波の発振制御条件の設定（例 ＯＮＯＦＦ制御の時間設定）
３）水槽・超音波（振動子）の設置方法
４）液循環制御条件の設定
（例 複数のポンプによる各ＯＮＯＦＦ制御条件設定）
５）水槽の強度に合わせた超音波出力の設定
６）超音波の利用目的に合わせた最適化
目的に合わせた、オリジナル超音波システムの開発が可能です。
ポイントは、超音波伝搬特性の確認です。
超音波のダイナミックな変化に対する、応答特性が最も重要です。
この特性により、高調波の発生可能範囲が決定します。
現状では、以下の範囲に対して、対応可能となっています。
超音波：概略仕様
測定範囲 ０．１Ｈｚ～２００ＭＨｚ
発振範囲 １ｋＨｚ～２５ＭＨｚ
伝搬範囲 ０．１Ｈｚ～９００ＭＨｚ以上（音圧解析確認）
＜材質・形状・構造・・・による音響特性＞を
把握（測定・解析・評価）することで、
目的に合わせた超音波の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・・への応用実績により、
この技術を公開することにしました。
この技術を、コンサルティング提供しています
興味のある方はメールでお問い合わせください
ポイントは
超音波の相互作用に関する測定・解析・評価技術です、
対象物の条件（材質・形状・構造・サイズ・数量・・）・・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（バイスペクトル解析）
応答特性（インパルス応答解析）
ゆらぎの特性（１／ｆ解析）
相互作用による影響（パワー寄与率の解析）
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
特許情報
特開2021-178278（出願のみなし取下げ）
超音波処理装置及び超音波処理方法
【課題】
超音波の発振により、被処理液中の物質を分散させたり、
使用済みの洗浄液等に含まれる油等の汚れを分解したりすることが
簡単にできる超音波処理装置を提供することにある。
特開2021-175568（出願のみなし取下げ）
流水式超音波洗浄機
【課題】超音波洗浄機利用について、
超音波洗浄効果の主要因である音響流を測定解析評価することで、
洗浄目的に合わせてコントロールすること。
特開2021-171909（出願のみなし取下げ）
超音波加工
【課題】機械加工時・加工部（刃物・加工油・加工表面）の各種管理が難しく、
加工後、加工表面残留応力のバラツキにより、精度、強度
（特に、金属疲労強度）の低下・表面の不均一化・・が発生する。
特開2021-161532（出願のみなし取下げ）
超音波めっき
【課題】大量にめっき処理を行った後の、強度
（特に、金属疲労強度）の低下、変色などを抑制する、超音波めっき方法の提供。
特開2021-159990（出願のみなし取下げ）
超音波溶接
【課題】溶接時に、超音波の振動を、共振現象を押さえて伝搬させ、
金属が溶融した状態の流動性を含めた溶接時の温度変化が安定的になり、
表面残留応力のバラツキが小さく疲労強度を向上させる。
特開2021-125866（出願のみなし取下げ）
超音波発振制御
【課題】超音波利用について、超音波の伝搬周波数の範囲と、
測定解析の周波数範囲を広げることで、目的に合わせた超音波伝搬現象を
効率よく効果的に実現できるようにすること。
＜超音波による相互作用の分類＞
1：ゼロ型
2：低周波型
3：高周波型
4：ミックス型
この分類に基づいて、
超音波利用目的に合わせた各種対応（最適化・・）を実施します。
分類の詳細
１：ゼロ型（相互作用が無いタイプ）
容器内の液体振動と容器表面の振動に、ほとんど相関が無い状態
超音波利用に関しては、超音波制御が有効に作用する状態
対応１ 音圧データの測定解析により効果的な超音波状態を明確にする
対応２ 上記に基づいた各種制御設定（最適化）を行う
対応３ 高い周波数の非線形現象が有効な場合は、
超音波プローブ等による、メガヘルツの超音波制御を利用する
２：低周波型（低周波の相互作用があるタイプ）
容器内の低周波液体振動が容器表面の振動に、影響している状態
あるいは、容器表面の低周波振動が容器内の液体振動に、影響している状態
超音波利用に関しては、超音波が低周波の共振現象で有効に利用できない状態
対策１ 超音波出力を下げる
対策２ 水槽の強度が向上する改善を行う
対策３ メガヘルツ超音波制御の利用
３：高周波型（高周波の相互作用があるタイプ）
容器内の高周波液体振動が容器表面の振動に、影響している状態
あるいは、容器表面の高周波振動が容器内の液体振動に、影響している状態
超音波利用に関しては、高周波の非線形現象で音響流が有効に利用できる状態
対応１ 音圧データの測定解析により効果的な超音波状態を明確にする
対応２ 上記に基づいた各種制御設定（ダイナミック制御の実現）を行う
対応３ より高い周波数の非線形現象が有効な場合は、
超音波プローブ等による、メガヘルツの超音波制御を利用する
４：ミックス型（各種の相互作用があるタイプ）
容器内の液体振動と容器表面の振動が、複雑に相互作用している状態
超音波利用に関しては、
利用目的に合わせた、超音波のダイナミック制御の最適化が必要な状態
対策１ 音圧データの測定解析により超音波の変化を把握にする
対策２ 上記に基づいた各種制御設定（ダイナミック制御の最適化）を行う
対策３ より高い周波数の非線形現象が有効な場合は、
超音波プローブ等による、メガヘルツの超音波制御を利用する
参考動画
https://youtu.be/btZ2dkTxQAQ?si=jwsKoi1OQHbhquNo
https://youtu.be/7gcG-hYVsck?si=WqvDBn1jy34qRol6
https://youtu.be/NVgaSrMgnwM?si=KcNZ8Z2BtEoysVBR
https://youtu.be/mNudgAd-Pqw?si=NzZ0Gx9GHZpH_m-V
https://youtu.be/0XZyBiWxYFk?si=XMBW017L5nca-t-E
https://youtu.be/0u1TZSyyxfo?si=gIZqoNQM_BRitvdY
https://youtu.be/Wun6AUvcZdc?si=szJfC4eOrYNkGZBB
https://youtu.be/UIEL6aDmaok?si=3oFfX2R6A1WkKCdW
https://youtu.be/T-V6FUb_dVo?si=IzB04VE7IBkVqL6h
https://youtu.be/_18o7GanKL4?si=lM2NiDpuPATkLb82
https://youtu.be/9AYScDFXTzw?si=oDs3h81qt9e_tPpR
https://youtu.be/wGLAgmoAPg8?si=7W1VhmXTHlHMkp1J
参考情報
超音波のダイナミック制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=15848
超音波の相互作用を評価する技術１
http://ultrasonic-labo.com/?p=1478
超音波の相互作用を評価する技術２
http://ultrasonic-labo.com/?p=12202
＜統計的な考え方＞を利用した「超音波技術」
http://ultrasonic-labo.com/?p=3270
洗浄液と水槽表面に伝搬する超音波の相互作用
http://ultrasonic-labo.com/?p=4787
ＡＩＣ（情報量規準）を利用した超音波技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1074
超音波伝搬状態の測定・解析・評価システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1000
超音波発振システム（２０ＭＨｚ）の製造販売
http://ultrasonic-labo.com/?p=1648
超音波伝搬現象の分類１
http://ultrasonic-labo.com/?p=10908
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
http://ultrasonic-labo.com/?p=17540
超音波の最適化技術１
http://ultrasonic-labo.com/?p=15226
超音波の最適化技術２
http://ultrasonic-labo.com/?p=16557
