<超音波のダイナミック制御技術>を開発

超音波のダイナミック制御技術>を開発

表面改質効果を利用した

「超音波自動洗浄システム(洗浄・リンス・乾燥)」

http://youtu.be/H006JEQozmM

http://youtu.be/WfL-L5uVHZ4

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超音波システム研究所は、

 複数の異なる周波数の「超音波振動子」を利用する技術について、

 「音色」に関する評価・分析方法を応用・発展させ

 新しい<超音波のダイナミック制御技術>を開発しました。

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<超音波のダイナミックシステム「音色」>

超音波水槽内の超音波伝搬状態をシステムとしてとらえ、

音圧変化に関する「測定」「解析」「制御」を行う。

多くの超音波(水槽)利用の目的は、

水槽内の液体の音圧変化の予測あるいは制御にあります。

しかし、多くの実施例で

理論と実際の違いによる問題が多数指摘されています。

この様な事例に対して

1)障害を除去するものは

統計的データの解析方法の利用である

<超音波伝搬状態の計測・解析技術>

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2)対象に関するデータ解析の結果(評価)に基づいて

対象の特性を確認する

<洗浄対象物、攪拌対象物、治工具

     ・・・の音響特性を検出・評価する技術>

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3)特性の確認により

超音波の非線形現象と相互作用を考慮した、

目的に合わせた制御の実現に進む

<キャビテーション・音響流のコントロール技術>

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といった方法(展開)により

超音波を効率的な利用状態に改善し

目的とする超音波の利用を実現します。

 具体的には

  *:液循環のタイマー制御

   *:複数の異なる超音波振動子の出力制御

   *:専用水槽、マイクロバブル・・の最適化

   *:専用治工具(トレイ、カゴ、・・)の開発

・・・・・    実施例が、多数あります。

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 http://youtu.be/9JIBgCSRzbM

 http://youtu.be/DFK0VmuV45g

 http://youtu.be/XP0_o8vaJm8

 http://youtu.be/ymNmcS1KozM

 http://youtu.be/XyuMIQ_jCCw

http://youtu.be/cxSXlCRs-kY

http://youtu.be/Yvml8s3LTEc

今回開発した応用技術は

定在波の制御や、キャビテーション・加速度の効果を

一般的な超音波の周波数領域(20kHz~5MHzから

大きく広げた振動現象を

制御対象の範囲(0.1Hz~20MHzとしています。

対象物への具体的な伝搬周波数のスペクトル変化として

測定・解析・確認・制御する技術です。

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超音波の効果について

伝搬状態のスペクトルに関する、時系列変化を

超音波の音色(オリジナルの定義)として評価・分析することで

洗浄効果・表面改質・化学反の制御・・・応用・研究に関する

システムの制御パラメータとして利用可能にした技術です。

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従来の、音圧や伝搬周波数による評価とは異なり

0.1Hz~20MHzの振動領域に関する

超音波の音色(音の変化・・・)として、評価することで

新しい超音波の効果(伝播現象)について

目的に合わせた利用を可能にしました。

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特に、マイクロ・ナノレベルの物質に対する

  超音波の影響は、音色(パラメータ)による制御が有効です

周波数40kHzの超音波装置で

洗浄液に対して、8MHzの伝搬状態を実現させることも、

周波数72kHzの超音波照射で、

均一な金属のナノ粒子の分散と、粒子の表面改質を行うことも可能です。

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オリジナルの超音波伝搬状態の測定・解析技術により、

「音色」による評価技術と

パワースペクトル・バイスペクトルの変化の関係を確認しています。

■参考動画

 http://youtu.be/T_dzRj8_Tdk

 http://youtu.be/Z_tf0tI1K7Y

 http://youtu.be/nKuVUfZnisI

 http://youtu.be/hHcS1vt37P0

20110814d

 http://youtu.be/YHP5AipfWyQ

 http://youtu.be/oABfw0akMKM

 http://youtu.be/Jju4he5UArU

 http://youtu.be/B6i51kyeYG4

 http://youtu.be/hZUXN2YpcDA

 http://youtu.be/yyXYYTAe7oo

 http://youtu.be/bYT35zJcraE

IMG_1920ss

 http://youtu.be/50J3r1JPYVM

 http://youtu.be/aUFKLC7WN4s

 http://youtu.be/M1lhu1VN2EI

「音色」を考慮した「超音波発振制御」技術

  http://ultrasonic-labo.com/?p=1082

超音波の<ダイナミック特性を利用した制御>技術

 http://ultrasonic-labo.com/?p=1142

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

「超音波の非線形現象」を

目的に合わせてコントロールする技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=2843

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IMG_3565IMG_3505

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

IMG_935601

http://youtu.be/y1WDzB0oS2s

http://youtu.be/c92O7tqOktg

http://youtu.be/VOcOzyrT4uA

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20131127-0001_01d320131127-0001_01d2

http://youtu.be/EDzRR2HIicc

http://youtu.be/srtt9sB3QvI

http://youtu.be/sNCkUVASWQ8

IMG_1161

http://youtu.be/hUI1LDVLrHs

http://youtu.be/KrmilHHZcvo

http://youtu.be/z70zR6Lej4U

http://youtu.be/xfyy08j1BkA

http://youtu.be/_XV6lIXQfvs

http://youtu.be/RLiE3EA1DqQ

http://youtu.be/fsguFXvNBRY

http://youtu.be/3HmDYlBk8mE

http://youtu.be/r72hCOo3sGk

http://youtu.be/eZj7g0OVgXA

http://youtu.be/lP4Tm1PfZZ4

http://youtu.be/8aBpNrnFDCI

http://youtu.be/6PclbUeVGpI

音圧解析結果(スライドショー)

http://youtu.be/eXjx0Mfd2fI

http://youtu.be/6G-p6627rRE

http://youtu.be/3i1TQw_C8nw

http://youtu.be/EsNIMsdRb0s

http://youtu.be/WMnLWVvNWB4

http://youtu.be/tlBzGhjW8m0

http://youtu.be/JMaJxulfKk8

注:タイマーセットはワザワ製です

http://youtu.be/JUEXtqEMGvI

http://youtu.be/GxODHC26m0Y

http://youtu.be/aC1wDqCTxG8

応用例(1セットの超音波と2セットの液循環を制御)

http://youtu.be/S8IaNmz0lVU

http://youtu.be/_Ly3sPRKekU

http://youtu.be/orjoD4M_2Jg

http://youtu.be/Fz6ap6VjBps

http://youtu.be/r2MLFZtZtJ8

http://youtu.be/_9bJvH5EBLE

http://youtu.be/JAQTneBHWio

http://youtu.be/EBPYDnJJYK8

http://youtu.be/fDvVrFHEB-s

http://youtu.be/RmYWsGc0KkQ

http://youtu.be/PiQsc66Yc4k

http://youtu.be/XzOmmmny_1c

<<超音波制御実験1>>

http://youtu.be/jHbASB0O-NI

http://youtu.be/Kzs2PGub8Hg

http://youtu.be/Kzs2PGub8Hg

http://youtu.be/RE4L9KQ-Q8I

http://youtu.be/1EozyUujZ-c

http://youtu.be/J2l9k2rfJ7A

http://youtu.be/QPvRsudyyag

http://youtu.be/x7Uke4oYzxc

http://youtu.be/iosAB2qRyh8

http://youtu.be/RLFwxrjZaSk

<<超音波制御実験2>>

http://youtu.be/Hk1-GSvoPqE

http://youtu.be/3HMO3vy_5kw

http://youtu.be/03ikQaWo6e4

http://youtu.be/h-91Z3SXNZQ

http://youtu.be/8saNYIbO8ag

http://youtu.be/0F1UQu3VgFU

http://youtu.be/k5ozLDanU_0

http://youtu.be/o3du0qEANrw

http://youtu.be/0824_GBFvMA

http://youtu.be/VCoBDDoMZKQ

http://youtu.be/qt-M_PU3hoQ

http://youtu.be/MzBdjSuCCPo

http://youtu.be/_I7eoQbzKw8

http://youtu.be/j4ueBO5upvc

3種類の異なる周波数の「超音波振動子」を利用する技術を開発

https://youtu.be/_yVTspYci2w

https://youtu.be/e-_JvB6pDFc

https://youtu.be/kGAsu6sLzMk

https://youtu.be/OMR98g2Zi_I

https://youtu.be/2WHYNumb7uI

https://youtu.be/7uo41vHDdIU

https://youtu.be/Q1PL6Uju-Yk

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/1IEeLPiAi4o

https://youtu.be/4HmK6EfRSTE

https://youtu.be/WlNBcW9vR7c

https://youtu.be/NWqlU4yJuz4

https://youtu.be/GOIOR5YUH-Y

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.
表面弾性波の「測定・解析・評価・制御」技術により、
対象物(水槽・振動子・治工具・樹脂容器・・・)の
音響特性(パワースペクトル、インパルス応答・・・)を利用して
洗浄・表面改質・加工・化学反応・・・を行う技術を開発しました。
.
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.
参考動画<<超音波制御技術>>
.
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超音波システム(推奨::超音波システム研究所)

https://youtu.be/LBCKMltWfkc

https://youtu.be/DSXAW6r5LIE

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https://youtu.be/6mhUg6-334Q

https://youtu.be/_chhrQmL3tI

https://youtu.be/a150RTuacSc

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表面検査による特徴(解析結果)を利用(評価)して
超音波の伝搬状態を目的に合わせた制御を決定することで
効果的な洗浄・加工・攪拌・・表面処理・・・が実現します

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参考

対象物の振動モードに合わせた、超音波制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1131

オリジナル技術リスト
http://ultrasonic-labo.com/?p=10177

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********脱気と曝気の非線形制御*******************
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ポンプ利用(脱気と曝気)による超音波の非線形制御技術

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
 空気(気体)をバブリングすることで
 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。

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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。
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。
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・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。

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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。

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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。脱気・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。

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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。

もうひとつは
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)

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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マイクロバブルの効果です。

脱気・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。

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上記の液循環状態に対して
ポンプから空気(気体)をバブリングすることで
水槽底面の表面弾性波の効果を利用して
マイクロバブルの発生効率が高くなるとともに
ダイナミックな超音波の変化を実現します。

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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。

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以下の動画は
超音波のダイナミック制御を実現させています

<<参考動画>>

https://youtu.be/8r9mLpX6zKI

https://youtu.be/sqWSP-eKs4s

https://youtu.be/RNqiJwr1a8E

https://youtu.be/w7TOWZsi_pw

https://youtu.be/xCh4MBgVXK4

https://youtu.be/Vwc3BBdRKVM

https://youtu.be/ixI6JzSaMZ0

https://youtu.be/fTRIrla9yCg

https://youtu.be/uu_Tv5rJmQ8

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音圧データの解析

https://youtu.be/7t8iElCnGMU

https://youtu.be/laPTqG_le3Q

https://youtu.be/0B61F730x34

https://youtu.be/tNVQpOlCsjo

https://youtu.be/Nx03K4clRnA

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上記の技術により
目的の超音波利用に合わせた
水槽の構造設計や液循環位置(ポンプへの吸い込み口、吐出口)は
非常に重要ですが
目的・サイズ・洗浄液・・によりトレードオフの関係が発生する場合があり、
一般的な設定はありません
(具体的な数値は、コンサルティング対応しています)

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適切な設定が実現すると
マイクロバブルは超音波作用によりナノバブルに分散します
ナノバブルによる超音波の安定性は、マイクロバブルに比べて大きく
非線形現象の制御がより簡単になります
(具体的な制御は、音圧測定・・・コンサルティング対応しています
洗剤の使用や撹拌・・では、
通常の洗浄とは反対の設定を行う成功事例が多い傾向にあります)

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

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

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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

超音波制御装置(制御BOX)
http://ultrasonic-labo.com/?p=4906

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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://ultrasonic-labo.com/?p=1753

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

img_0207

超音波洗浄機の<計測・解析・評価>(出張)サービス
http://ultrasonic-labo.com/?p=1934

超音波測定解析の推奨システムを製造販売
http://ultrasonic-labo.com/?p=1972

「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

img_1283img_3606

超音波洗浄機の「流れとかたち・コンストラクタル法則」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1779

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

超音波とマイクロバブルによる表面改質(応力緩和)技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=5413

img_1260
超音波による金属・樹脂表面の表面改質技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1004超音波による「金属部品のエッジ処理」技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=2894超音波の「音響流」制御による「表面改質技術」
http://ultrasonic-labo.com/?p=2047「超音波の非線形現象」を目的に合わせてコントロールする技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=2843

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超音波資料
http://ultrasonic-labo.com/?p=1905

複数の異なる「超音波振動子」を同時に照射するシステム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1224

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

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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

対象物の振動モードに合わせた、超音波制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1131

オリジナル技術リスト
http://ultrasonic-labo.com/?p=10177

上記の技術について
「超音波コンサルティング」対応します

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詳細に興味のある方は
超音波システム研究所にメールでお問い合わせください。
脱気と曝気の組み合わせに関しては、沢山のノウハウがあります。

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