超音波（キャビテーション・音響流）の分類
超音波システム研究所は、
超音波伝搬状態の測定データを
バイスペクトル解析することで、
キャビテーションと加速度の効果に関する分類方法を開発しました。
この分類に関する方法は、
超音波の伝搬状態に関する
主要となる周波数（パワースペクトル）の
ダイナミック特性（非線形現象の変化）により
キャビテーションと音響流（加速度）の効果を推定します。
これまでのデータ解析から
効果的な利用方法を
以下のような
４つのタイプに分類することができました。
１：キャビテーション主体型
２：音響流主体型
３：ミックス型
４：変動型
上記の各タイプに基づいた
装置開発・制御設定・・・
成功事例が多数あります。
特に、
安定性・変化の状態・・・に関して
周波数成分による詳細な分類により、
目的と効果に対する、効率のよい
各種条件の設定・調整が可能になりました。
さらに、洗浄に関しては
汚れの特性やバラツキに関する情報が得られにくいため
このような分類をベースに実験確認することで
効果的な超音波制御が、実現します。
この分類の本質的なアイデアは、
超音波による定在波の特徴を、抽象代数学の
「導来関手」に適応させるということです。
抽象的ですが
超音波の伝搬状態を計測解析するなかで
定在波に関する的確な対応・制御事例から
時間経過とともに変化する状態を捉えるために
「導来関手」とスペクトルシーケンスの関係を
キャビテーションの強さをパラメーターにした
複体の変化により分類することにしました。
なお、超音波システム研究所の「非線形制御技術」は、
この方法による、
具体的な技術（例 超音波制御システム）として対応しています。
応用技術として
非線形性の発生状態に関する研究開発を進めています。
「超音波利用の最も大きな効果が、非線形状態の変化にある」
という考え方が一歩進んだと考えています。
参考
なお、今回の技術をコンサルティング事業として、
展開・対応しています。
参考
超音波の代数モデルによる制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1311
超音波発振による相互作用
http://ultrasonic-labo.com/?p=17204
超音波と表面弾性波
http://ultrasonic-labo.com/?p=14264
ファインバブルを利用した超音波洗浄機
http://ultrasonic-labo.com/?p=11902
超音波と間接容器による、ナノレベルの攪拌技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=15865
メガヘルツの超音波発振制御プローブ
http://ultrasonic-labo.com/?p=14570
超音波の伝搬状態を利用した部品検査技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=3842
音と超音波の組み合わせ技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=12463
＜＜考え方＞＞
超音波利用に関して、
超音波振動のダイナミック特性を把握することが
最も重要で、このダイナミック特性をコントロールすることが
超音波利用技術だと考えています
現状の超音波洗浄機を改良する方法
http://ultrasonic-labo.com/?p=16603
流れと音と形の観察：コンストラクタル法則
http://ultrasonic-labo.com/?p=7302
超音波伝搬現象の分類
http://ultrasonic-labo.com/?p=10908
超音波出力の最適化技術１
http://ultrasonic-labo.com/?p=15226
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
超音波洗浄ラインの超音波伝搬特性を解析・評価する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=2878
超音波洗浄機の音圧計測
http://ultrasonic-labo.com/?p=16509
超音波伝搬現象の分類に基づいた、超音波プローブの製造技術
超音波システム研究所は、
超音波伝搬現象の分類に基づいた、
５００Ｈｚから１００ＭＨｚの超音波伝搬状態を制御可能にする
超音波プローブの製造技術を開発しました。
目的に合わせた、
オリジナル超音波発振制御プローブを製造開発が可能です。
ポイントは、超音波プローブの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、製造対応可能となっています。
超音波プローブ：概略仕様
測定範囲 ０．０１Ｈｚ～３００ＭＨｚ
発振範囲 ０．５ｋＨｚ～１００ＭＨｚ
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
＜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ます
興味のある方はメールでお問い合わせください
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、各種製造ライン・・・・への
超音波刺激による効果を確認しています。
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
非線形現象のコントロール・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（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
＜＜特許申請＞＞
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
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
この技術を、コンサルティング提供します
興味のある方はメールでお問い合わせください
参考
＊＊超音波伝搬特性の確認＊＊
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
http://ultrasonic-labo.com/?p=1648
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
詳細に興味のある方は
超音波システム研究所にメールでお問い合わせください。
利用に関しては、沢山のノウハウがあります。
超音波システム研究所
メールアドレス info@ultrasonic-labo.com
ホームページ http://ultrasonic-labo.com/
