超音波プローブの発振制御による表面検査技術

超音波システム研究所は、
対象物の表面を伝搬する超音波データの解析実績から
メガヘルツの超音波発振による、新しい表面検査技術を開発しました。

超音波プローブの発振制御による
「音圧・振動」測定・解析技術を応用した方法です。

目的（対象物の表面を伝搬する振動モード）に合わせた
超音波プローブの開発対応による、
コンサルティング・評価技術の説明対応を行っています。

新しい超音波発振制御技術の応用です。
対象物の音響特性に合わせた、
メガヘルツの超音波伝搬状態に関する非線形現象を利用することで
対象物の表面状態に関する新しい特徴を検出することが可能です。

特に、発振・受信の組み合わせによる
応答特性を利用した
基板部品の表面検査や、精密洗浄部品の事前評価・・・に関して、
超音波振動の新しい評価パラメータとなる基本技術です。

表面弾性波の伝搬現象に関する、超音波のダイナミック特性を
測定・解析・評価に基づいて
論理モデルを構成・修正しながら検討することで
目的（評価）に合わせた効果的な利用を可能にしました。

超音波の送受信について

対象物を伝搬する特性を検出するために
対象物の振動特性に対応した、
以下の組み合わせを標準として測定・解析・評価します

＜標準測定＞

送信　：超音波プローブ　発振型（共振・非線形タイプ）

受信１：超音波プローブ　測定型（共振タイプ）
受信２：超音波プローブ　測定型（非線形タイプ）

参考：超音波プローブのタイプ
１）超音波プローブ　発振型（共振タイプ）
２）超音波プローブ　発振型（非線形タイプ）
３）超音波プローブ　測定型（共振タイプ）
４）超音波プローブ　測定型（非線形タイプ）
５）超音波プローブ　発振型（共振・非線形タイプ）

超音波プローブの概略仕様
発振・測定範囲　０．０１Ｈｚ～１００ＭＨｚ
コード長さ　１０ｃｍ～
対象材質　ステンレス、樹脂、セラミック、ガラス・・・

検査装置・対象物・治具・・の音響特性を、
評価パラメータに合せて発振制御することで、
効果的な送受信データから表面状態を検出します。

この技術は、超音波洗浄に関して
洗浄バラツキを発生する原因を明確にします。
従って、超音波制御による
表面処理・洗浄・攪拌・加工・・対応・対策を可能にします。

参考（実験動画）

https://youtu.be/qvYp05XvoWc

https://youtu.be/Emk8VMi5no8

https://youtu.be/4eXwsvoc8SM

https://youtu.be/agKe3X7DgEA

https://youtu.be/uOTHUQFksdI

https://youtu.be/9tCOPcgZ5aw

https://youtu.be/AOb-B7jULEI

https://youtu.be/8pa9aMrwwjU

https://youtu.be/s3SelVR5UMg

https://youtu.be/dWt1eOtwxmQ

https://youtu.be/YpAERDTJBQk

https://youtu.be/c6OX-grK6As

https://youtu.be/hvLMjuTPTmA

https://youtu.be/p1nhaEcNAiE

https://youtu.be/DMNCzgr__zw

https://youtu.be/XO6lJK87vS4

https://youtu.be/C4poSVVnQD4

https://youtu.be/feIFDAQ3yQc

https://youtu.be/9wzvBzssuP0

https://youtu.be/8zkFrTNwUyQ

https://youtu.be/HqJ_UNIGXaM

https://youtu.be/C1cpqZXPIhc

https://youtu.be/UsIZiME4Nas

https://youtu.be/wTaqG5SQED8

＊＊＊

https://youtu.be/iRnqc-48pNI

https://youtu.be/ayVm6UILg6A

https://youtu.be/9UdKAOdBTek

https://youtu.be/dyqg8QW-D-8

https://youtu.be/MGvpQV6vBJs

https://youtu.be/dcqnSny2rH0

https://youtu.be/ygRQB8pHrB8

https://youtu.be/-Zf1l9EN8AY

https://youtu.be/l6akWsWFa30

https://youtu.be/ZIu3M3sFDEo

https://youtu.be/1ycm1AjfVJw

https://youtu.be/jaRDUKJpUTk

https://youtu.be/3Fm4g_MG3CE

https://youtu.be/unmGuAFkTOw

https://youtu.be/yW-J8pQitcc

https://youtu.be/e3ptugnIeGw

https://youtu.be/GjzDDvihBG4

https://youtu.be/lZE778fRipQ

https://youtu.be/ahJiOAjWzfM

https://youtu.be/c_9PAP1PYbo

https://youtu.be/ej7cmLH5QGM

https://youtu.be/9d19PBSPgzg

https://youtu.be/3u1eMYDdiWo

https://youtu.be/h6DkDB_mjkM

https://youtu.be/TSI0ldpQF5w

https://youtu.be/1xOLNC0z9Kk

https://youtu.be/2TYfVurWieA

https://youtu.be/IP2lSqW9AKk

＜＜超音波の音圧測定・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/