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

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

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」を見つけます

この関係性からボールN個のジャグリング状態を設定して制御を行うと、

自然なシステムの状態に適した制御となり、効率の高い超音波システムとなります

<< 超音波のジャグリング制御 >>

制御できると超音波システムは  大変便利な道具(装置)になります

超音波照射による現象を 安定して効率よく利用するためには

超音波発振機や振動子以外の条件(注)に関する 検討や開発も必要です

注:水槽、洗浄液、装置の固定方法、治工具、液循環・・・

水槽や液循環・・・の影響も大きいのですが

現在使用中の超音波を効率用利用するための

単純ですが大きな改善が可能な

アイデアと方法を紹介します

( 具体例や実績は多数あります

20cc-1800リットルまで対応実績があります 

** 超音波システムの制御 **

この制御は簡単で、非常に効率が高いので是非利用してください

省エネルギーにもなります、広く普及させたいと考えています 特許申請は行いません

インターネットで公開し類似の特許が登録されないようにしています

詳細については「 超音波システム研究所 」にお問い合わせください

単純ですが、個別の要因(水槽、伝搬対象物、・・)により適切な設定が必要です

新しい超音波システムの制御

<< シャノンのジャグリング定理の応用 >>

注:JUGGLING THEOREM proposed by Claude E. Shannon

of the Massachusetts Institute of Technology

is schematically represented for the three-ball cascade.

( http://www2.bc.edu/~lewbel/jugweb/science-1.html より)

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 : 超音波の発振・出力時間

D : 循環ポンプの運転時間

H : 基本サイクル(キャビテーション・加速度のピークの発生する)

V : 脱気装置の運転時間

N : 超音波(発振)周波数の異なる振動子の数

説明

各種データの時系列変化の様子を解析(応答特性・・・)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

サイクル影響範囲を見つけます

この関係性からボールN個のジャグリング状態を設定して制御を行うと、

自然なシステムの状態に適した制御となり、

効率の高い超音波システムとなります

F・D・Vの関係は時間の経過とともにトレードオフの関係になります、

そのために各種の運転として他の条件を停止させた状態で

運転する方法が必要になります

これまでにも、結果としては適切と思える状態が発生することがありましたが

数時間、数日、数ヶ月後には適切でなくなり、

再調整することがありました

このような経験の中から適切なモデルを検討していましたが、

ジャグリングモデルは大変良く適合するとともに、

高い効率と安定性を示しました

超音波の目的(キャビテーションの効果、加速度の効果、 等)に対して、

装置の運転時間の調整で対応(最適化)することが可能です

但し、一般的な時間を提示できないのはシステムの系として

水槽やポンプの構造による影響が大きいため、

そこに合わせる(音響特性を考慮した最適化の)必要があるためです

参考動画

http://youtu.be/z9U_zAqYbME  http://youtu.be/4qllXYFuqBM

http://youtu.be/OVWyXfQY2Uk  http://youtu.be/83dDoHXLu5Y

http://youtu.be/az0kxOEKVHE  http://youtu.be/WGXBGfy3W1w

http://youtu.be/h6YM0HD7W8o  http://youtu.be/lyjmlQLUP48

参考として、単純な応用例

300リットルの水槽で30リットル毎分の循環ポンプと脱気装置の場合

超音波1              ——

超音波2      ——               ——

脱気装置  —      —       —

循環ポンプ      —       —       — ....

超音波出力:2分 100-200ワット、 脱気装置 1分、 循環ポンプ 1分

ポイント

システムを「時間で移動するボールのジャグリング状態」として

捉えることが重要です

トレードオフの関係にあるパラメータを

適切にバランス運転することを可能にします

通信の理論を考えたシャノンが

ジャグリングの理論を考えた理由もそこにあるように思います

各種の運転・停止時間の設定により

キャビテーションと加速度の効果を 調整することが可能です

オリジナルの音圧測定解析装置:超音波テスターにより

応答特性の確認を行い、提案・実施しています

特に、複数の同じタイプの超音波振動子を

一つの水槽に入れて利用している場合

この制御を行うことで 洗浄・攪拌・改質・・・・の効果を大きく改善できます

現状の超音波装置の対策としては 最も効果的で実用的です

但し、装置の振動系の測定解析を行う必要があります

 装置の振動系の問題がある場合には 測定解析に時間がかかります

興味のある方はメールでお問い合わせください

<ダイナミック特性を利用した制御>

http://ultrasonic-labo.com/?p=1299

超音波伝搬状態の最適化技術

http://ultrasonic-labo.com/?p=1010

物の動きを読む数理(音圧・液温・Do濃度)

  http://ultrasonic-labo.com/?p=1074

インフォメーション  http://ultrasonic-labo.com/blog

参考

1)超音波洗浄器(基礎実験・確認)

超音波洗浄器の利用技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1318

超音波洗浄器の利用技術 No.2
http://ultrasonic-labo.com/?p=1060

超音波洗浄器(42kHz)による<メガヘルツの超音波洗浄>技術を開発
http://ultrasonic-labo.com/?p=1879

2)超音波利用(応用技術・ノウハウ)

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

推奨する「超音波(発振機、振動子)」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1798

超音波専用水槽の設計・製造技術を開発
http://ultrasonic-labo.com/?p=1439

超音波のダイナミック制御技術を開発
http://ultrasonic-labo.com/?p=2015

超音波洗浄システムを最適化する方法
http://ultrasonic-labo.com/?p=2710

「超音波の非線形現象」を利用する技術を開発
http://ultrasonic-labo.com/?p=1328

3)超音波測定(音圧測定・解析・評価)

音圧測定装置(超音波テスター)の標準タイプ
http://ultrasonic-labo.com/?p=1722

音圧測定装置(超音波テスター)の特別タイプ
http://ultrasonic-labo.com/?p=1736

超音波計測の特別システムをオーダーメイド対応
http://ultrasonic-labo.com/?p=1972
http://ultrasonic-labo.com/?p=1962
http://ultrasonic-labo.com/?p=1953
http://ultrasonic-labo.com/?p=1915

超音波機器の<計測・解析・評価>(出張)サービス
http://ultrasonic-labo.com/?p=1934

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

http://youtu.be/ondeeqoq63E

http://youtu.be/7WVTNWdHNQo

新しい超音波

コンサルティング事例

超音波技術

洗浄システム(推奨)

超音波の統計処理(基礎解析データ)

 Ultrasonic analysis

http://youtu.be/2AD8jn-OeLc

http://youtu.be/yHe050kvbRY

http://youtu.be/ll3702qSetw

http://youtu.be/kYFW4nPivuc

http://youtu.be/y1WDzB0oS2s

http://youtu.be/c92O7tqOktg

http://youtu.be/VOcOzyrT4uA

http://youtu.be/GeXtGWUgEhU

http://youtu.be/YoiT5_5G6l0

 

洗浄システム(推奨)

http://youtu.be/uvpciLAYOwg

http://youtu.be/ZyS9ExM8wm0

http://youtu.be/nmDH1kqu3yQ

http://youtu.be/lQt-53SOc98

http://youtu.be/LtzqNqiF12k

http://youtu.be/bKzrVQOx28c

http://youtu.be/YR–b4HS2hs

 

http://youtu.be/_2WCzXzI6s0

http://youtu.be/pHY5xuxBj5U

振動子の設置方法による、超音波制御事例

http://youtu.be/8yvYOnUkdMw

http://youtu.be/sVboyzvNY-s

http://youtu.be/ev5LTW43VC0

http://youtu.be/qhsGLfKxdE4

http://youtu.be/pY0hlwXCin0

http://youtu.be/-cy-CJMF_ZM

http://youtu.be/ZA5oNTT3YxY

http://youtu.be/0BfStG4gq-A

http://youtu.be/PEP2A2L_bAE

http://youtu.be/Oc1PiM00Z9U

http://youtu.be/XyacKifLj5s

http://youtu.be/9TBMqqN6uYs

http://youtu.be/9ulD56DvOEE

http://youtu.be/wN3raEVKyBs

http://youtu.be/inCjgdt6UCE

http://youtu.be/dcw0nh_xBSM

http://youtu.be/BRU4Ew_3MRs

http://youtu.be/wBRPoc954eY

http://youtu.be/Rscf31o2qvs

http://youtu.be/YR–b4HS2hs

http://youtu.be/Yz1gy9rpJfU

http://youtu.be/-4KImbAeTm0

http://youtu.be/ysvPvPwU2N0

 

http://youtu.be/IzrAE6neOLY

http://youtu.be/arS4HinUliM

http://youtu.be/Zye7eFrXXXc

http://youtu.be/trtwwPxVTCk

http://youtu.be/yvMucD8YB9U

http://youtu.be/3oEcFd1q7qE

http://youtu.be/RnzDQ6DFCbA

http://youtu.be/EYsjVOJhPd4

http://youtu.be/3HDLOTxkpmQ

http://youtu.be/qT2QGxsThdE

http://youtu.be/ZOXnHeybgRk

http://youtu.be/mmYQVuFQQRg

http://youtu.be/ihsfziOvj8M

 

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」方法を、実現する  制御装置(制御BOX)を開発しました。

注:株式会社ワザワ様との共同開発により制御装置を製作しました。

この装置により、2000リットリ以上の水槽・容器に対する

液循環にも対応可能となります

http://youtu.be/ZaA5q1ZenHw

http://youtu.be/BCNQq-pZSaQ

http://youtu.be/5sNVJBqfSlI

http://youtu.be/OGDFcCh-aQ8

http://youtu.be/gxuKG_-jw6g

http://youtu.be/TLeZoS22IRU

http://youtu.be/TLeZoS22IRU

http://youtu.be/QZsFtJ-ohX0

http://youtu.be/DyhjfLifSXk

http://youtu.be/HyrXqEkCLwc

http://youtu.be/7wIWXxeU6Os

http://youtu.be/36qQsZdFwAc

http://youtu.be/biKIoMIPjgs

http://youtu.be/Lc_FAncmmYU

http://youtu.be/OjQDrZZZSTY

http://youtu.be/kD2OfTw2TvM

http://youtu.be/1Is0MSAAFR4

新しい超音波(測定・解析・制御)技術

http://ultrasonic-labo.com/?p=1454

物の動きを読む<統計的な考え方>

http://ultrasonic-labo.com/?p=1074

超音波の洗浄・攪拌・加工に関する「論理モデル」

http://ultrasonic-labo.com/?p=3963

3種類の異なる周波数の「超音波振動子」を利用する技術

http://ultrasonic-labo.com/?p=3815

株式会社 ワザワ 超音波事業部

http://ultrasonic-labo.com/?p=3272

有限会社 共伸テクニカル 超音波事業部

http://ultrasonic-labo.com/?p=3270

興味のある方は、メールでお問い合わせください

 制御装置(制御BOX)は、製造販売対応します

http://youtu.be/kWoGNMj5wmc

http://youtu.be/NOxwvjKyoLI

http://youtu.be/yHk7R5gjQT4

http://youtu.be/h5O462OyPYE

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://youtu.be/A9LedFnjjz8

http://youtu.be/v1xBOkzwiNM

http://youtu.be/A59HqSjwn3E

http://youtu.be/lp5cPIWJYuo

http://youtu.be/EDzRR2HIicc

http://youtu.be/srtt9sB3QvI

http://youtu.be/sNCkUVASWQ8

http://youtu.be/wj4FPz6ck7c

http://youtu.be/LJgkhIUboQk

http://youtu.be/seEv_5ay14E

http://youtu.be/hUI1LDVLrHs

http://youtu.be/KrmilHHZcvo

http://youtu.be/z70zR6Lej4U

<超音波のダイナミックシステム>

http://youtu.be/mKz3uXrC8cI

http://youtu.be/WaS3dGBnUQA

http://youtu.be/8V3tA_QR8dM

http://youtu.be/9oBbFyTgzMo

参考

https://youtu.be/3A06KmCwjC0

https://youtu.be/OH_1JTNT85Q

https://youtu.be/kthP_shA5hs

https://youtu.be/rFe0Xnli5mA

https://youtu.be/ROrceGbo3I4

https://youtu.be/qxQda3SKamU

https://youtu.be/kOjKpE_yiF4

https://youtu.be/0MPUPg-8TUM

https://youtu.be/aFZzvaCygjY

https://youtu.be/7QFcgZSOruk

https://youtu.be/1IEeLPiAi4o

https://youtu.be/4HmK6EfRSTE

https://youtu.be/WlNBcW9vR7c

https://youtu.be/Njzc0VgPUHk

https://youtu.be/aXxiHQdDeKk

https://youtu.be/omEtg6NQFlM

https://youtu.be/FXwBXCC9lQ8

https://youtu.be/sIHqeKHokbg

https://youtu.be/QNn_v1dICz4

https://youtu.be/DlE1fTvsmCw

https://youtu.be/lfAs8NiDLys

https://youtu.be/Eb63Z-EyQMA

<<音響流の利用技術>>

1)2種類の超音波を利用した洗浄
2)流水式超音波洗浄(超音波シャワー)
3)表面を伝搬する高調波(1MHz以上)の利用
4)ガラス容器の音響特性を利用
5)キャビテーションと定在波の最適化(音圧測定解析)を利用
6)その他(非線形現象、相互作用・・)

以下の動画は、
上記に関する基礎実験の様子です

https://youtu.be/ZhIuQNnqQAc

https://youtu.be/pTQzqdR77eU

https://youtu.be/2Ehr_eVuM70

https://youtu.be/VE3RcF_0YS4

https://youtu.be/oJ5iyaF76cY

https://youtu.be/EklQnqaGGNU

https://youtu.be/dU2kUoREGZU

https://youtu.be/ZCMws_5HvJw

https://youtu.be/t2xUhqIvBQg

https://youtu.be/N6ESh1c17_U

https://youtu.be/-a1FXXvVXVI

https://youtu.be/p3d2vBAq2_0

https://youtu.be/G_3oSL4xjs0

https://youtu.be/VUJ1_4mLADc

音響流の制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=5457

超音波の「音響流」制御による
「表面改質技術」
http://ultrasonic-labo.com/?p=2047

「流水式超音波システム」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1258

超音波の伝播現象における
「音響流」を利用する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1410

液循環ポンプによる
「音響流の制御システム」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1212

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

間接容器と定在波による
音響流とキャビテーションのコントロール
http://ultrasonic-labo.com/?p=1471

3種類の異なる周波数の「超音波振動子」を利用する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=3815

2種類の異なる「超音波振動子」を同時に照射するシステム
http://ultrasonic-labo.com/?p=2450

樹脂・金属・セラミック・ガラス・・の表面改質に関する書籍
http://ultrasonic-labo.com/?p=7530

 

超音波測定解析の推奨システム(超音波テスターNA)を製造販売測

超音波システム研究所は、オリジナル技術による、

音圧測定装置(超音波テスター)の推奨システムを製造販売しています。

新しい超音波の発し・測定・解析技術です。

超音波の伝搬状態に関する、
 管理・検討に適した
 超音波発振・計測・解析システム(超音波テスターNA)を、
 販売開始しました。(2015.08.27)

超音波測定解析の推奨システム

 

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