ポータブル超音波洗浄器を利用した音響流(非線形現象)制御技術
(超音波と水槽の相互作用をコントロールする技術を応用)
超音波システム研究所は、
ポータブル超音波洗浄器と
超音波プローブによるメガヘルツの発振制御の組み合わせにより
「超音波の非線形現象(音響流)を制御する技術」を開発しました。
この技術は
変化する超音波の音圧データ(非線形)解析に基づいて
超音波(キャビテーション・音響流)のダイナミック特性を制御します。
具体的な対象物の構造・材質・音響特性に合わせ、
効果的な超音波(キャビテーション・音響流)伝搬状態を、
超音波・対象物・水槽・治具・洗浄液・・・の相互作用を測定確認して、
目的に合わせた最適な超音波プローブの発振条件(注)を設定します。
注:発振波形、発振出力、制御条件、・・・・
(例 矩形波 duty47% 13V スイープ発振 3-18MHz・・・)
特に、
音響流制御により発生する、高調波のダイナミック特性により
ナノレベルの対応(乳化・分散、洗浄、加工・・)が実現しています。
金属粉末をナノサイズに分散する事例から応用発展させ
材料開発、化学反応のコントロールシステム、・・・実用化しています。
超音波装置固有の
定在波やキャビテーションのダイナミック特性に基づいた
適切なキャビテーションと音響流のバランスを最適化する技術として
複数の超音波プローブによるメガヘルツの超音波発振条件により、
様々機器に対して、幅広い対応が可能になりました。
対応事例
半導体洗浄装置、機械加工装置、溶接装置、めっき処理プロセスへの追加、
自動車製造装置、医療機器製造装置、食品製造装置、・・・・
保守・メンテナンス装置、船舶、プラント、・・
これまでは、様々な、トレードオフの関係にある場合が多かったのですが
この技術により、各種の相互作用に対応した
超音波プローブの発振制御を設定対応します。
複数の超音波プローブを利用した、
10次以上の高調波を含んだ、
音響流のダイナミック制御が可能になりました。
オリジナル超音波伝搬状態の測定・解析技術により、
音響流の評価・・・・多数のノウハウ・・・を
コンサルティング対応しています。
超音波の伝搬特性
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)
<< 超音波の音圧データ解析 >>
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(発振部の発振)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
超音波振動現象の応答特性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。
注:解析には下記ツールを利用します
注:OML(Open Market License)
https://www.ism.ac.jp/ismlib/jpn/ismlib/license.html
注:TIMSAC(TIMe Series Analysis and Control program)
https://jasp.ism.ac.jp/ism/timsac/
注:「R」フリーな統計処理言語かつ環境
https://cran.ism.ac.jp/
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
<<超音波技術>>
超音波の音圧・振動データから、新しい超音波利用を導く
http://ultrasonic-labo.com/?p=1811
抽象代数モデルと超音波現象の実験・検討サイクル
http://ultrasonic-labo.com/?p=15065
超音波の非線形現象を評価する技術
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超音波の音圧測定解析
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コンサルティング対応<音圧測定・実験・解析・評価>
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超音波伝搬状態の測定・解析・評価システム
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超音波洗浄のメカニズムと効果的な活用法
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音圧測定解析に基づいた、超音波システムの開発技術
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超音波洗浄について
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