新しい音響流(超音波)制御技術

新しい音響流(超音波)制御技術

超音波システム研究所は、
ファインバブル(マイクロバブル)を含んだ流れを利用した
新しい音響流の制御技術を開発しました。

複雑な振動状態について、
1)線形現象と非線形現象
2)相互作用と各種部材の音響特性
3)音と超音波と表面弾性波
4)低周波と高周波(高調波と低調波)
5)発振波形と出力バランス
6)発振制御と共振現象
・・・
上記について
音圧測定データに基づいた
統計数理モデルにより
音響流の新しい評価方法で最適化します。

超音波洗浄、加工、攪拌、・・・表面検査、・・ナノテクノロジー、・・
応用研究・・・ 様々な対応が可能です。

<<実験動画>>

https://youtu.be/fRqs6QYLvpY

https://youtu.be/v9JODM7hbUA

https://youtu.be/gELVPzZY27Y

https://youtu.be/ZbVBB1zwG_Y

https://youtu.be/SigtbYL59dw

https://youtu.be/lM-r6-6h-yU

https://youtu.be/4Glrkoo5aRY

https://youtu.be/M5rGszX9x-o

https://youtu.be/8H5A9XyxJ0A

https://youtu.be/knnDUzng84s

https://youtu.be/htKZd3m4Gq8

https://youtu.be/mF6YoGWECvg

https://youtu.be/gEfj0fMEFow

https://youtu.be/KUkPjjRtkQY

https://youtu.be/pmrwXlVFzk8

https://youtu.be/YenTPN3pwIw

https://youtu.be/gtegSkrUNLw

https://youtu.be/6QIvYBosg4I

https://youtu.be/Sig0uTG2BcI

https://youtu.be/vwH9bTqfujs

https://youtu.be/5omyKvS4VS4

https://youtu.be/K6iYr-XpZ2M

https://youtu.be/by1nWmwWJXk

https://youtu.be/SsopIBl82JU

https://youtu.be/MhgES_VzFGw

https://youtu.be/9uTvxBHz5dY

https://youtu.be/MeVAyBIkDaI

https://youtu.be/FGFtvdGvKHE

<<< 超音波伝搬現象 >>>

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

超音波制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=16309

超音波洗浄について
http://ultrasonic-labo.com/?p=15233

脱気マイクロバブル発生液循環装置
http://ultrasonic-labo.com/?p=14443

「脱気・マイクロバブル発生装置」を利用した超音波システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1996

超音波洗浄器による<メガヘルツの超音波洗浄>技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1879

脱気マイクロバブル発生液循環システム追加の出張サービス
http://ultrasonic-labo.com/?p=2906

オリジナル技術(液循環)
http://ultrasonic-labo.com/?p=7658

<超音波のダイナミックシステム:液循環制御技術>
http://ultrasonic-labo.com/?p=7425

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

現状の超音波装置を改善する方法
http://ultrasonic-labo.com/?p=1323

超音波装置の最適化技術をコンサルティング提供
http://ultrasonic-labo.com/?p=1401

超音波プローブによる非線形伝搬制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=9798

超音波の発振・制御・解析技術による部品検査技術を開発
http://ultrasonic-labo.com/?p=2104

超音波の応答特性を利用した、表面検査技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=10027

表面弾性波を利用した超音波制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=14311

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

音と超音波の組み合わせ
http://ultrasonic-labo.com/?p=14411

超音波の非線形振動
http://ultrasonic-labo.com/?p=13908

<<< 音圧測定・解析 >>>

オリジナル技術(音圧測定解析)
http://ultrasonic-labo.com/?p=7662

オリジナル超音波プローブ
http://ultrasonic-labo.com/?p=8163

メガヘルツの超音波発振制御プローブ
http://ultrasonic-labo.com/?p=14808

超音波の発振・制御技術を開発
http://ultrasonic-labo.com/?p=1915


<<脱気ファインバブル(マイクロバブル)発生液循環装置

超音波システム研究所は、
超音波の制御を効率良く行うことができる
<<脱気ファインバブル(マイクロバブル)発生液循環装置>>の
製造・開発方法・・をコンサルティング対応しています。

<<脱気ファインバブル(マイクロバブル)発生液循環装置>>

1)ポンプの吸い込み側を絞ることで、キャビテーションを発生させます。
2)キャビテーションにより溶存気体の気泡が発生します。
上記が脱気液循環装置の状態です

3)溶存気体の濃度が低下すると
キャビテーションによる溶存気体の気泡サイズが小さくなります。
4)適切な液循環により、
20μ以下のファインバブル(マイクロバブル)が発生します。
上記が脱気マイクロバブル発生液循環装置の状態です。

5)上記の脱気ファインバブル(マイクロバブル)発生液循環装置に対して
超音波を照射すると
ファインバブル(マイクロバブル)を超音波が分散・粉砕して
ファインバブル(マイクロバブル)の測定を行うと
ウルトラファインバブルの分布量がファインバブルの分布量より多くなります
上記の状態が、超音波を安定して制御可能にした状態です。

超音波液循環技術の説明

1)超音波専用水槽(オリジナル製造方法)を使用しています。
(材質は、樹脂・ステンレス・ガラス・・対応可能です)
2)水槽の設置は
1:専用部材を使用
2:固有振動と超音波周波数・出力の最適化を行っています。
(水槽の音響特性に合わせた対応を実施します)
3)超音波振動子は専用部材を利用して設置しています
(専用部材により、定在波、キャビテーション、音響流の
利用状態を制限できます)
4)脱気・ファインバブル(マイクロバブル)発生装置を使用します。
(標準的な、溶存酸素濃度は5-6mg/l)
5)水槽と超音波振動子は表面改質を行っています。

上記の設定とファインバブル(マイクロバブル)の拡散性により
均一な洗浄液の状態が実現します。

均一な液中を超音波が伝搬することで
安定した超音波の状態が発生します。

この状態から
目的の超音波の効果(伝搬状態)を実現するために
液循環制御を行います
(水槽内全体に均一な音圧分布を実現して、
超音波、脱気装置、液循環ポンプ、・・の運転制御がノウハウです)

目的の超音波状態確認は音圧測定解析(超音波テスター)で行います。

ポイントは
適切な超音波(周波数・出力)と液循環のバランスです
液循環の適切な流量・流速と超音波キャビテーションの設定により
超音波による音響流・加速度効果の状態をコントロールします。

ファインバブル(マイクロバブル)の効果で
均一に広がる超音波の伝搬状態を利用します。

液循環により、以下の自動対応が実現しています。

溶存気体は、水槽内に分布を発生させ
レンズ効果・・・の組み合わせにより、超音波が減衰します。

適切な液循環による効率の良い超音波照射時は、
大量の空気・・が水槽内に取り入れられても
大きな気泡となって、水槽の液面から出ていきます。

しかし、超音波照射を行っていない状態で
オーバーフロー・・により
液面から空気を取り込み続けると、超音波は大きく減衰します。

この空気を取り入れる操作は必要です
多数の研究報告・・がありますが
液循環の無い水槽で、長時間超音波照射を行い続け
溶存気体の濃度が低下すると
音圧も低下して、キャビテーションの効果も小さくなります。
(説明としては、キャビテーション核の必要性が空気を入れる理由です
液面が脱脂油や洗剤の泡・・・で覆われた場合も空気が遮断され
同様な現象になります)

さらに、
超音波照射により、脱気は行われ
溶存気体の濃度は低下して、分布が発生します
単純な液循環では、この濃度分布は解消できません。

この濃度分布の解決がファインバブル(マイクロバブル)の効果です。

脱気・ファインバブル(マイクロバブル)発生液循環が有効な理由です。

注:
オリジナル装置(超音波測定解析システム:超音波テスター)による
音圧測定解析を行い
効果の確認を行っています。

上記の液循環状態に対して
超音波プローブによるメガヘルツの超音波発振制御を行うことで
超音波の非線形現象が幅広い周波数帯で発生するとともに
ダイナミックな超音波の変化を実現します。

気体の流量・流速分布・・・を適切に設定することで
目的に合わせた、非線形現象を発生させることができます。

<脱気・ファインバブル(マイクロバブル)発生液循環システム>による非線形制御技術

<<キャビテーションのコントロール>>
超音波システム研究所は、
目的に合わせた効果的な超音波のダイナミック制御を実現する、
<脱気・マイクロバブル発生液循環システム>に関して
メガヘルツの超音波発振制御とのくみあわせにより
超音波の非線形現象をコントロールする技術を開発しました。

<音響流とキャビテーションのバランスを最適化する>
1)洗浄液が淀まない洗浄水槽を使用する
2)強度について、特別に弱い部分のない洗浄水槽を使用する
3)洗浄液の分布を均一にする(Do濃度、液温、流速 等)
4)振動子の上面の洗浄液の流れを調節する
(流量・流速・バラツキをコントロールする)
5)超音波の周波数と出力にあわせた液循環を行う
6)機械設計としての洗浄水槽の強度は超音波周波数に対して設定する
7)洗浄水槽の製造方法を明確にして、超音波の水槽による減衰レベルを設定する
8)流体に対する洗浄水槽の特性を明確にする(例 コーナー部の設計)
9)超音波の周波数・出力に対する洗浄水槽の特性を明確にする
(振動子・振動板の位置と水槽の関係を調整する
洗浄水槽の超音波伝播特性を明確にする)
10)洗浄システムとしての制御構造などとの最適化を行う

以上のパラメータを念頭に超音波洗浄を検討する(あるいは、現状の洗浄を見直す)

コメント
音響流とキャビテーションは相反する現象だと考えています
しかし、どちらかをなくすことは大変難しいため
バランスを調整し、最適化することが重要だと考えています

<<参考>>

https://youtu.be/PPMWn8cgDrE

https://youtu.be/B12fGliNSik

https://youtu.be/V4Xd-JIKLw0

https://youtu.be/VuIYoksIDiQ

https://youtu.be/mBqZ4ZBJfmw

https://youtu.be/G3XESZA2vt0

https://youtu.be/sxoQ2C2cM-E

https://youtu.be/xknr63RUHrI

https://youtu.be/FzQ0d7mFJ_k

https://youtu.be/9AvffqJ_OuM

小型・脱気マイクロバブル発生液循環システム

https://youtu.be/GJtg_jXYWbg

https://youtu.be/tFOenqyo7uk

https://youtu.be/48l0OdGbBXs

脱気・マイクロバブル発生液循環システム

https://youtu.be/EaE296dCz6o

https://youtu.be/H-LchfzrNpI

https://youtu.be/7kEeCqDjdhU

https://youtu.be/vCeBsF_9uBs

https://youtu.be/R6fMGivGI9k

***

https://youtu.be/sqBeLqjn8Vc

https://youtu.be/V75sqHnZHlw

https://youtu.be/MmVFEyQ_q8k

https://youtu.be/0z38etCnAa0

https://youtu.be/Yk7Pj9bwbAQ

https://youtu.be/8R1utv5rHt0

https://youtu.be/ZLeq6VVy–4

https://youtu.be/t4Vxt9chGQ8

https://youtu.be/lo1j52FqvEY

https://youtu.be/pyIeghwirOk

https://youtu.be/HvupJgMZYDM

https://youtu.be/jkJnlTUNnqw

https://youtu.be/X7_lr7_f1Kk

https://youtu.be/jtfLkpYk9dY

https://youtu.be/vzaJNK_Ltd4

https://youtu.be/gu-b1h2y7go

https://youtu.be/8kHBsAT6ASI

https://youtu.be/OLuJU2_TPys

https://youtu.be/5quyvz_LXZs

脱気マイクロバブル発生液循環装置
http://ultrasonic-labo.com/?p=14443

「脱気・マイクロバブル発生装置」を利用した超音波システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1996

超音波洗浄器による<メガヘルツの超音波洗浄>技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1879

脱気マイクロバブル発生液循環システム追加の出張サービス
http://ultrasonic-labo.com/?p=2906

オリジナル技術(液循環)
http://ultrasonic-labo.com/?p=7658

<超音波のダイナミックシステム:液循環制御技術>
http://ultrasonic-labo.com/?p=7425

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

現状の超音波装置を改善する方法
http://ultrasonic-labo.com/?p=1323

超音波装置の最適化技術をコンサルティング提供
http://ultrasonic-labo.com/?p=1401

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