矩形波を利用した超音波発振(スイープ発振、パルス発振)システム

--発振条件による非線形現象の最適化技術--

超音波システム研究所は、
オリジナル超音波プロ-ブの製造技術により
プローブの音響特性に基づいた、発振制御技術による
表面弾性波の非線形振動現象をコントロールする技術を開発しました。

ポイントは、超音波素子表面の表面弾性波について
伝搬特性と利用目的に合わせた、超音波伝搬部の最適化です。

そのために、
オリジナルプローブの超音波伝搬特性の動作確認
(音圧レベル、周波数範囲、非線形性、・・ダイナミック特性)による、
超音波伝搬状態に関するダイナミックな特性評価が重要です。

特に、複数の超音波プローブ(あるいは素子)による、
超音波の送受信について、
ダイナミックに変化する応答特性の測定・解析・評価が必要です。

接続状態と応答特性から、
音圧レベル・周波数・非線形性の利用範囲を決定します。

現状では、以下の範囲について対応可能となっています。

超音波プローブ:概略仕様
測定範囲 0.01Hz~200MHz
発振範囲 1.0kHz~25MHz
伝搬範囲 0.5kHz~900MHz以上(解析確認)
材質 ステンレス、LCP樹脂、シリコン、テフロン、ガラス・・・
発振機器 例 ファンクションジェネレータ
計測機器 例 オシロスコープ

各種対象(水槽、振動子、プローブ、治具、対象物・・・)について
基本的な超音波の音響特性(応答特性、伝搬特性)を確認することで、
利用目的に合わせた、超音波伝搬状態を、発振条件により実現します。

発振条件
1:出力
2:発振波形
3:スイープ発振の範囲・時間
4:パルス発振の周波数
5:スイープ発振とパルス発振の相互作用
6:超音波伝搬経路の音響特性

2種類以上の非線形共振型超音波発振制御プローブによる、
スイープ発振、パルス発振の発振条件の設定により
高い音圧レベルの共振現象と、
高調波の発生現象(10次以上の非線形現象)による、
900MHz以上の高周波伝搬状態を、ダイナミック制御します。

注意1(矩形波)
矩形波の発振波形は、通常の電圧波形としては問題ない場合でも
メガヘルツ超音波の発振となると
発振機器による、矩形波の精度が大きく異なり、
発振する超音波に影響します
上記について、測定解析確認に基づいた
発振条件の設定が超音波発振技術のノウハウとなります

注意2(任意波形)
任意波形を利用することも有効ですが
固有の特性を持った単調な発振には注意事項が多数あります
現状の技術では矩形波によるスイープ発振を推奨しています
(矩形波のdutyは大変重要なパラメータです
利用目的やプローブの特性に合わせて幅広い対応が可能です)

<<参考動画>>

超音波発振(スイープ発振、パルス発振)システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=2005

超音波発振システム(20MHz)の製造販売
http://ultrasonic-labo.com/?p=1648

超音波発振制御プローブによる音圧測定技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1722

超音波発振システム(60MHz)の開発
http://ultrasonic-labo.com/?p=1142

超音波による音響特性テスト(超音波洗浄の適性確認)
http://ultrasonic-labo.com/?p=15767

超音波の測定・解析に基づいた発振制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1454

音圧測定解析に基づいた、超音波の発振制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=12572

相互作用の確認に基づいた、超音波発振条件の最適化技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=13919

超音波プローブの相互作用を利用する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=14311

スイープ発振の組み合わせによる超音波制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1685

フィードバック解析技術を応用した、超音波の音圧データ解析技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=17849

超音波のダイナミック制御(音圧測定解析)
http://ultrasonic-labo.com/?p=18697

超音波の非線形振動現象をコントロールする技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=11267

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

<統計的な考え方>を利用した「超音波技術」
http://ultrasonic-labo.com/?p=3270

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

音圧測定解析に基づいた、超音波システムの開発技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1484

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