超音波洗浄システムを最適化する方法

超音波洗浄システム最適化する方法

(超音波水槽と液循環の最適化技術を応用)

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(超音波の測定・解析に基づいた洗浄システムを開発)

超音波システム研究所は、
超音波の測定・解析に基づいて、
洗浄物、超音波水槽、液循環、・・による影響を考慮した
超音波洗浄システムを開発・改善する技術を開発しました。

この技術は、
複雑な超音波振動のダイナミック特性を
各種の関係性について解析・評価することで、
循環ポンプの設定方法(注)・・により、
キャビテーションと加速度の効果を
目的に合わせて設定する技術です。

注:具体的な条件に合わせた多数のノウハウがあります
例:液循環の場合
水槽と循環液と空気の
境界の関係性に関する設定がノウハウです。
オーバーフロー構造になっていない水槽でも対応可能です。

例:水槽の場合
超音波振動子に合わせた、設置方法により
キャビテーション・定在波の
伝搬周波数・音圧レベルの状態を調整します

具体的な対応手順

 1)現状の超音波照射状態を測定・解析する

 2)目的(洗浄物、数量、汚れ・・)を確認する

 3)これまでの状況を確認して
   超音波洗浄システムとしての総合評価を行う

 4)総合評価に基づいた
   問題点・改善点・・・の分析を行い
   効率的な改善方法を検討・整理・提案する

 5)改善の実施

   優先順位に合わせた、簡単な改善による変化の確認
   (超音波照射状態の測定解析 効果の確認)

   日常の超音波管理データの解析・評価に基づいた
   優先順位の低い大きな改善の実施タイミングを検討する
   (超音波照射状態の測定解析 効果の推定)

 6)超音波洗浄状態の管理方法を検討・整理・提案する

 7)継続的な改善につなげる
    測定・解析方法を検討・整理・提案する

 8)改善効果の測定・分析・・・

上記のように
 継続的な超音波の管理により
 個別の洗浄物・洗浄数・・に合わせた
 洗浄に最も効果的な超音波の状態を正確に把握することができます

 
超音波テスターを利用した計測・解析により
各種の関係性・応答特性(注)を検討することで
超音波の各種相互作用の検出により実現しています。

注:パワー寄与率、インパルス応答・・・

超音波の測定・解析に関して
サンプリング時間・・・の設定は
オリジナルのシミュレーション技術を利用しています
なお、今回の技術を
超音波洗浄、表面改質、化学反応実験・・・の改善技術として
最適化のコンサルティング提案・実施対応を行っています。

<コメント>
最適化とは、分析とテスト・確認を通して、
 洗浄システムを改善することであり、
 一度行えば終わりという作業ではありません。
計測・解析・改善・評価・最適化、そして再び計測というサイクルを
 何度も繰り返すことで、より良い改善に向かいます。
・・・・・・
重要なことは、
 常にパフォーマンスの改善を続けていくというプロセスを、
 「どのようにして導入していくのか(注)」ということです。

注:オリジナル製品:超音波テスターによる
音圧測定・解析による日常管理により実現できます

参考

音圧変化
http://youtu.be/Cju6S9cTZAE

パワースペクトル
http://youtu.be/UZE147Nsgvg

バイスペクトル
http://youtu.be/dHZnElHefqA

自己相関
http://youtu.be/8LN9M7GQfgQ

通信の数学的理論

  http://ultrasonic-labo.com/?p=1350

音色と超音波
  http://ultrasonic-labo.com/?p=1082

モノイドの圏
  http://ultrasonic-labo.com/?p=1311

物の動きを読む
  http://ultrasonic-labo.com/?p=1074

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

解析技術

1)多変量自己解析モデルによるフィードバック解析により

 超音波の安定性・変化について検討・評価を行います

 

2)インパルス応答特性の解析により

 各種の設定・治工具・・に関する検討・評価を行います

 

3)パワー寄与率の解析により

 超音波(周波数・出力)、水槽、液循環・・

 の最適化に関する検討・評価を行います

 

4)その他(表面弾性波の伝搬)の解析により

 対象物と目的に合わせた、洗浄・攪拌・分散・改質・・・

 の検討・評価を行います

 

 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とで実現しています。
 具体的な超音波伝播周波数の状態により、

 解析の有効性を考慮する必要があるため

 すべてに適応する設定はありません。

 (事前のシミュレーション検討・確認を行っています
  具体的な装置に合わせた
   測定・解析方法を提案します)

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

洗浄システム(推奨)

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マイクロバブルを利用した超音波システム

https://youtu.be/khUE5ueofRw

https://youtu.be/20dxalMoydc

https://youtu.be/NIz_AVRuQA8

https://youtu.be/SlwW4vUzzSc

https://youtu.be/LQftDUCApmM

img_024500 img_024000

img_0237img_0249img_0246

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/kEtYSMongFo

http://youtu.be/IClPosabdVc

http://youtu.be/_DG-pAi5BWY

http://youtu.be/pM6-TcdBW9Q

http://youtu.be/_2WCzXzI6s0

http://youtu.be/pHY5xuxBj5U

 

http://youtu.be/ZA5oNTT3YxY

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

http://youtu.be/PEP2A2L_bAE

 

http://youtu.be/M9doTWJqfNo

http://youtu.be/iOYQ1UnsESw

http://youtu.be/Y-aqEhZtFZI

http://youtu.be/1LfvY3-f5-4

http://youtu.be/V48rP7-S9Uw

http://youtu.be/monb_H6pBek

http://youtu.be/lxXXbL_HJgk

 

http://youtu.be/7KRLE_qEAzw

http://youtu.be/lDzGCDfO_uQ

http://youtu.be/jV9qjzYIshs

http://youtu.be/zmyva0Nx_aI

http://youtu.be/uubltXrF7rk

http://youtu.be/kWoGNMj5wmc

http://youtu.be/NOxwvjKyoLI

http://youtu.be/yHk7R5gjQT4

http://youtu.be/h5O462OyPYE

超音波洗浄技術

http://youtu.be/GcJ6MXMOIIA

http://youtu.be/Fg13hyYBfhw

http://youtu.be/Onu8oGP6SCo

http://youtu.be/JUP81vz4qcE

通信の数学的理論
 http://ultrasonic-labo.com/?p=1350

音色と超音波
 http://ultrasonic-labo.com/?p=1082

モノイドの圏
 http://ultrasonic-labo.com/?p=1311

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

 超音波システム研究所は、
 2種類の超音波(振動子)による
 目的に合わせた超音波制御を実現する
 超音波システムのカスタム対応技術を開発しました。

システム概要

1:2種類の超音波振動子(標準タイプ 28kHz,72kHz)

2:超音波専用水槽(標準タイプ 内側寸法:500*310*340mm)

3:脱気・マイクロバブル発生液循環システム

4:超音波出力と液循環量の最適化制御システム

*特徴

超音波専用水槽による効果的な装置です

効率の高い超音波利用により
通常の水槽では強度・耐久性が不十分です

洗浄・攪拌・表面改質・・・対象と目的により
2種類の超音波(振動子)を組み合わせて制御します

<組み合わせ事例>
1:38kHz、70kHz
2:25kHz、38kHz
3:24kHz、68kHz
4:33kHz、28kHz
5:33kHz、40kHz
6:33kHz、71kHz
・・・・・

様々な、組み合わせと
使用(制御)方法を提案しています

標準タイプの組み合わせは
28kHz、72kHzの状態です
(実測値事例 25.7kHz 71.4kHz)

ポイントは
超音波の正確な発振周波数の測定・解析・確認と
解析と超音波利用目的に基づいた
超音波伝搬状態を実現させる
専用水槽内の「液体」と「液循環」です

液循環とタイマー制御による超音波照射条件を適正に設定することで、
キャビテーションと加速度(音響流)の効果を、
目的に合わせた状態にコントロールできます。

*具体的な使用事例
 超音波洗浄
 超音波攪拌
 超音波分散
 表面改質
 超音波加工
 化学反応促進
 ナノテクノロジー・・・

参考動画

http://youtu.be/YJCIPxaTh5c

http://youtu.be/LBCKMltWfkc

http://youtu.be/Z82czu_oUBU

http://youtu.be/N6BP8w_-_vM

http://youtu.be/CUYMthQI3C0

http://youtu.be/ZsFSkejWtPA

http://youtu.be/oe-d4rKY2qY

http://youtu.be/OSddCfHs6O4

http://youtu.be/AFHJ14DomWk

http://youtu.be/FMGrcrkeU8o

http://youtu.be/_nFEb8EURas

http://youtu.be/yoPxdJRmmmw

http://youtu.be/qqZdxk-QRNs

http://youtu.be/3KC2FwM04tE

http://youtu.be/F225WBKDNuw

http://youtu.be/szCtb93et6A

http://youtu.be/1Ze7oGW64bk

http://youtu.be/_sqXXG11A1Y

http://youtu.be/MzInz2Fn_f4

http://youtu.be/zxg-08O1zCQ

http://youtu.be/MfQ8tVoB9hQ

http://youtu.be/MbTEM6PfC7s

http://youtu.be/TpwInsJ4L6k

http://youtu.be/kUtlGFxHYj8

http://youtu.be/mV84kOcVpEQ

http://youtu.be/KrbS60ZRZpA

http://youtu.be/cAFdDGdeMDw

http://youtu.be/qtHbuF-erv4

洗浄システム(推奨)
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/52cc97c1a13fd294f53af526edd69990.pdf

http://youtu.be/kEvr3YcRk6c

http://youtu.be/Poimi2tpWeg

http://youtu.be/LR0g4uEQ4kk

http://youtu.be/yiU-nGaORdI

http://youtu.be/4ycuS1CdZqE

http://youtu.be/akxs2xKaZDA

http://youtu.be/6Lth_C0ExxM

http://youtu.be/QVin6aWA8mM

http://youtu.be/bk1pplFQbIA

http://youtu.be/nzyefJSXM9M

超音波システム研究所は、
4種類の異なる周波数の「超音波振動子」を利用して
超音波の非線形現象を制御する技術を開発しました。

非線形現象の制御は、
オリジナル装置(超音波テスター)による
音圧測定解析評価技術に基づいて行っています。

<参考動画>

この動画で使用している超音波
MIRAE ULTRASONIC TECH. CO
 1)パワー洗浄シリーズ(28KHz 300W)
 2)パワー洗浄シリーズ(40KHz 50W)
 3)精密洗浄シリーズ(72KHz 300W)
株式会社カイジョー 
 4)投込振動子型超音波洗浄機 200G (38kHz 150W)

以下の動画は
超音波の発振制御と、マイクロバブル・ナノバブル発生液循環装置により
超音波の非線形現象をコントロールしている様子です

https://youtu.be/hEZKEzcZJSo

https://youtu.be/k60zfGe8lGU

https://youtu.be/_iqRjwjerIg

https://youtu.be/P7fgU61H0hc

https://youtu.be/Cpelw0VOz1g

https://youtu.be/mB4zpYcAabk

https://youtu.be/QQ7GQSuqnxs

https://youtu.be/rBZy7XFCznk

https://youtu.be/t_gP-m9aofs

https://youtu.be/zA9uM4pBSmw

https://youtu.be/dKQMCvjpLJ4

https://youtu.be/VOuhg3IQT0M

https://youtu.be/-OBCrHM67DU

https://youtu.be/Kf-bSYAxHpo

https://youtu.be/Iv89Pea-Ijs

https://youtu.be/kecurYswL-Q

https://youtu.be/3zw4ZA_7gow

https://youtu.be/VO_GO-OdfbE

https://youtu.be/fa-mxJ-y05E

https://youtu.be/9lVzEIiKq7I

https://youtu.be/CSv2TuYdMsM

https://youtu.be/K-swmkHgF_E

20141113c

IMG_84942

20120512c

(超音波の測定・解析に基づいた制御システムを開発)

超音波システム研究所は、
超音波水槽内の液体に伝搬する
超音波の状態を測定・解析する技術を応用して、
水槽の構造・強度・製造条件・・・による影響と
液循環の状態を
目的に合わせた超音波(音響流・キャビテーション)の伝搬状態に
設定・制御する技術を開発しました。

MVIa6601

この技術は、
複雑な超音波振動のダイナミック特性(注1)を
各種の関係性について解析・評価することで、
循環ポンプの設定方法(注2)により、
超音波による物理的な刺激、化学反応・・の効果を
目的に合わせて設定する技術です。

注1:超音波システム研究所のオリジナル技術
「音色」を考慮した「超音波発振制御」技術を利用しています

「音色」を考慮した「超音波発振制御」技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1082

20120423a

注2:水槽と循環液と空気の
境界の関係性に関する設定がノウハウです。
オーバーフロー構造になっていない水槽でも対応可能です。

具体的な対応として
現状の水槽による、超音波の伝搬状態を
目的とするキャビテーション・加速度の効果を最適にする
非線形現象(バイスペクトル)として設定・制御することができます。

超音波テスターを利用した計測・解析により
各種の関係性・応答特性(注3)を検討することで
超音波の各種相互作用の検出により実現しました。

注3:パワー寄与率、インパルス応答・・・

超音波の<ダイナミック特性を考慮した制御>技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1142

MVI_0543y

超音波の測定・解析に関して
サンプリング時間・・・の設定は
オリジナルのシミュレーション技術を利用しています

超音波伝搬実験に関する「シミュレーション」技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1291

なお、今回の技術を
超音波システムの液循環方法の改良技術として
コンサルティング対応しています。

IMG_4988

超音波水槽の構造・大きさと
超音波(周波数、出力、台数・・)に合わせた
<超音波>と<水槽>と<液循環>のバランスによる
超音波の最適な出力状態を測定・解析データとともに
提案・改良・報告します。

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本来は、水槽の新規製作、新規設置、新規超音波の固定、・・・
が最もよいのですが、
現実的には、現状の改良として
液循環ポンプの追加改良で実現させることが
これまでの事例から
費用と効果の最適化になると判断して
提案しています。必要性と要望により
新規設計・開発にもコンサルティング対応します。
MVIzn49

IMG_3018

https://youtu.be/0szHFJPMkDQ

https://youtu.be/OPGcV-8tdcI

https://youtu.be/CFCUl0Mw_Wc

https://youtu.be/NBIp1p8fKiY

20100704a

超音波洗浄システムの製造販売
http://ultrasonic-labo.com/?p=7378

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

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

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

20100706c

<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

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

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

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20150508aa
20141113a

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これまでの実績から
 洗浄システムに対して
 洗浄物との相互作用は忘れがちですが
 非常に重要です
 洗浄物自身の特徴が高い洗浄効果を実現している事例が多数あります

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こういったことから
 洗浄物の形状・製造方法・・・について
 詳細に調べると、より用洗浄方法に発展します
 (具体例は多数あるのですが、
  各メーカーの秘密事項となるため公開出来ません)

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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。
(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・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。

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。

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。

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。

<<動画>>

https://youtu.be/4CcI2-c4oQ0

https://youtu.be/LiRrgRupqcw

https://youtu.be/wQ9uFl62WCE

https://youtu.be/5QrqFuu9ktk

https://youtu.be/N0XOaXubaZU

https://youtu.be/0BLCfmOpW2w

https://youtu.be/MlQaf4Cy6VA

https://youtu.be/lt9vctebrms

https://youtu.be/gZc6Zlnm9OQ

https://youtu.be/q3LCfJx9HJo

上記の技術に関して、
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)

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)

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

<超音波のダイナミック制御技術>
http://ultrasonic-labo.com/?p=2301

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

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

 

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