超音波の発振制御技術

超音波の発振制御技術

超音波システム研究所は、
シャノンのジャグリング定理を応用した「超音波制御」方法について
超音波データのバイスペクトル解析による、
超音波伝搬現象に関する分類方法に基づいた
制御設定を行う方法を開発しました

この技術を、コンサルティング提案・実施対応しています。

超音波伝搬現象を、安定して効率よく利用するためには
超音波の伝搬特性として、発振機や振動子以外の条件に関する
応答特性・相互作用の検討や
専用治工具の開発も必要です

発振波形や制御条件を検討することで
新しい超音波の効果(注1:オリジナル非線形共振現象)を発見できます
非線形現象を主要因とした、超音波現象を目的に合わせて利用することで
効率の高い超音波利用が実現します

特に、ナノレベルの超音波技術での実績が増えています

注1: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

<制御について>

各種データの時系列変化の様子を解析・評価して、
時間で移動するボールのジャグリング状態に相当する
超音波伝搬現象の「サイクル」と、「影響範囲」について
超音波の分類から
線形型、非線形型、ミックス型、変動型として
論理モデルを構成します

この論理モデルからボールN個のジャグリング状態を設定して制御を行い、
音圧測定解析により、モデルの調整を行うと、
システムの状態に適した制御が実現し、
効率の高い超音波システムとなります


<< シャノンのジャグリング定理の応用 >>

注:JUGGLING THEOREM proposed by Claude E. Shannon

シャノンのジャグリング定理

( F + D ) * H = ( V + D ) * N

F : ボールの滞空時間(Flight time)
D : 手中にある時間(Dwelling time)
H : 手の数(Hands)
V : 手が空っぽの時間(Vacant time)
N : ボールの数(Number of balls)

<< 応用 >>

F : 超音波1の発振制御
D : ベースとなる超音波2の発振制御
H : 基本サイクル
(音圧データの解析結果:バイスペクトルを数値化したパラメータ)
V : 振動(固有振動・・)装置・・の運転制御
N : 超音波(発振)機器の数

ポイント(ノウハウ)は、非線形現象の発生状態を
対象物による相互作用を考慮した
測定解析評価に基づいて、コントロールすることです。


参考動画

https://youtu.be/6HNLQq4Ycz4

https://youtu.be/PiUyS0iZC4Q

https://youtu.be/FmCGucHv2K8

https://youtu.be/WcUQtsRETQE

https://youtu.be/hZZAa61YdM0

https://youtu.be/QOTGDf0agls

https://youtu.be/aEvyC2PZQyw

https://youtu.be/ljiKYZ98IDE

https://youtu.be/9UaLGMrMOMc

https://youtu.be/xqljBwVVxlw

<<超音波の音圧測定・解析 No.2>>

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
超音波振動現象の相互作用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。



<< 音圧測定・解析 >>

音圧解析の初歩
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/f98bae783ad048328016cdd7293e365a.pdf

超音波技術(R言語)
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/4e8bd13014b40d79f1ccb1f5bad9a249.pdf

非線形解析(バイスペクトル解析) 操作手順書
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/e6c5ed91e8b9414fe04c7d2f49126d5a.pdf

超音波の音圧測定解析データ
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/6a0ec3b188e1337a2e724df9ea319fbf.pdf

応答特性の解析操作
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/e73fd98084303b245a10acc030122f13.pdf


参考

音圧データ・データ解析

https://youtu.be/L4iWYoGyLaE

https://youtu.be/xV65X6tdd94

https://youtu.be/wbuzGwurABY

https://youtu.be/Z9M_52oMx6k

https://youtu.be/XtGdiK9oYgo


参考

超音波伝搬現象の分類
http://ultrasonic-labo.com/?p=10908

超音波洗浄機の「流れとかたち・コンストラクタル法則」
http://ultrasonic-labo.com/?p=17107

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

超音波発振による相互作用
http://ultrasonic-labo.com/?p=17204

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

超音波振動子を、超音波の利用目的に合わせて制御する方法
http://ultrasonic-labo.com/?p=9888

シャノンのジャグリング定理を応用した「超音波制御」方法
http://ultrasonic-labo.com/?p=1753

超音波<発振制御>技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=5267

オリジナル超音波システムの開発技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1546

表面弾性波の利用技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=7665

精密測定プローブ
http://ultrasonic-labo.com/?p=11267

超音波<計測・解析>事例
http://ultrasonic-labo.com/?p=1705

<樹脂の音響特性>を利用した超音波システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=7563

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

超音波振動子の設置方法による、超音波制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1487

超音波水槽の新しい液循環システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1271

超音波とマイクロバブルによる表面改質(応力緩和)技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=5413

超音波洗浄機を改良
http://ultrasonic-labo.com/?p=1179

超音波<キャビテーション・音響流>技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=2950

オリジナル超音波技術によるビジネス対応
http://ultrasonic-labo.com/?p=9232

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