低周波の共振現象と、高周波の非線形現象をコントロールする技術

「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

https://youtu.be/X_8gBnm4LUM

https://youtu.be/dVy_L5gTCEk

https://youtu.be/1CdBxANIU30

https://youtu.be/NWqlU4yJuz4

https://youtu.be/GOIOR5YUH-Y

超音波システム研究所は、
超音波の音圧測定データを解析（バイスペクトル解析・・）することで、
「超音波の（高調波の発生・・に関する）非線形現象」を、
目的に合わせて利用（制御）する技術を開発しました。

この技術により
複数の異なる周波数の「超音波振動子」を利用する場合、
高調波による超音波の伝搬状態を設定（管理）することが可能になります

従って、適切・あるいは有効な周波数の組み合わせ・・を確認できます

これは、洗浄・表面改質・化学反応の促進・・・に対して
効果的な伝搬状態を検出・確認出来る、ということで大変有効です

さらに、定在波の制御と組み合わせることで、
キャビテーションや加速度（音響流）の効果を
目的に合わせて変化させるダイナミック制御が可能になります
オリジナルの超音波伝搬状態の測定・解析技術により、
各種部品・・・の、
洗浄、攪拌、表面改質、化学反応・・・
表面状態に関する効果的な事例を多数確認しています。

■参考動画

　７２ｋHzの超音波照射事例
　http://youtu.be/u24smVvWra0

　２８ｋHzの超音波照射事例
　http://youtu.be/0jni8kJvYpc

　２８＋７２ｋHzの同時照射事例
　http://youtu.be/u1QSeVbgwaA

　注：自動解析処理を行っています
　　　測定状態に合わせた自動設定を行うため
　　　具体的な解析方法に関してはお問い合わせください

　超音波のダイナミック制御事例

　http://youtu.be/V3YIlxSfmls

　http://youtu.be/dNjCBv6RyrY

これは、新しい超音波解析・制御技術であり、
　超音波のダイナミック特性による一般的な効果を含め
　新素材の開発、攪拌、分散、洗浄、化学反応実験・・・
　に、１００ｋｇ以上の材料からナノレベルの粉末まで
　各種対象の操作技術として、
　　利用・発展できると考えています。

なお、今回の方法ならびに技術ノウハウを
コンサルティング事業として、展開しています。

注：超音波の設定、測定、解析、・・には多数のノウハウがあります

目的とご希望に合わせた、各種の技術を紹介します

＊

これは、ロシアのテキスト（注）にある

キャビテーションの線形性・非線形性と共振性・破裂性を

液循環、水槽構造、発振制御・・・・で、

ダイナミックに制御するという、超音波システム研究所のオリジナル技術です

注：超音波工学と応用技術

：ベ.ア.アグラナート/[他]共著青山忠明/訳遠藤敬一/訳：日ソ通信社

■参考：動画

https://youtu.be/4qAL-6Zc99k

https://youtu.be/EDhY2buoE38

https://youtu.be/cFjlbmLOrKE

https://youtu.be/22HLByHzji0

https://youtu.be/hgjpLtdP74A

https://youtu.be/wXJoC_52MUA

https://youtu.be/pfjYX7ZvcAc

超音波資料

超音波の測定解析資料

＊超音波の測定解析資料音圧測定解析システム「超音波テスターＮＡ」操作手順書（簡易版）
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/a27f907cd472f96cb65bfdae734e03ae.pdf

音圧測定解析システム「超音波テスターＮＡ」　仕様書　抜粋
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/e38cc1cf12893769f473033b9b703a5f.pdf

音圧測定解析システム「超音波テスターＮＡ」　見積もり資料
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/1d3ed28f158a77e2811b41c99bc8c7f6.pdf

超音波の音圧測定解析システム
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/6276f8682dfb73e51431dd9b93f0c530.pdf

超音波発振プローブ（タイプRA1）　仕様書
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/4c9100118b9aa86086e88491ad35c228.pdf

超音波の＜音圧計測・解析・評価＞（出張）サービス
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/3a3282b25d92d63852ebd34dc1c81038.pdf

超音波とファインバブル資料

＊超音波とファインバブル資料コストを下げて品質を改善した超音波洗浄機の事例
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/44b5b12b07f104e6bfb9c495337cc0ac-1.pdf

超音波とファインバブル（マイクロバブル）による洗浄技術
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/336c334bc64bb2c257afeda978ec9767.pdf

ファインバブルと超音波による、表面処理技術
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/815f8d82b266d80c3e51c5e14714aa8c.pdf

超音波振動子の表面改質
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/42acec116b84a6ff20ab904da7600269-1.pdf

マイクロバブル・ナノバブル制御による、樹脂・金属の表面改質
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/be286d705105ef8b1bc8254d3968b8ee.pdf

脱気ファイン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/wp-content/uploads/e9ef2a2ec7d2e320a97835ce135d51ac.pdf
．

超音波と間接容器による、ナノレベルの攪拌技術を開発
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/caba01280584e00dee72bf2821b89def.pdf

ナノレベルの液体分散　簡易作業手順書
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/b20d59ac432db02af4406d97e662fcf6.pdf

超音波「攪拌・分散・乳化・粉砕」技術を開発
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/6724468dff71a7d72594c98ac9edce89.pdf

洗浄システム　設計仕様書
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/9261806f917bb43b39245a7352951726.pdf

メガヘルツの超音波発振制御プローブを利用した実験動画
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/a104fe317245a14a580879a8004ec9e6.pdf

線材の音響特性を利用した超音波発振制御技術を開発
（低周波の共振現象と、高周波の非線形現象のコントロール技術）

超音波システム研究所は、
線材の表面弾性波による非線形振動現象を利用した
超音波の発振制御技術を開発しました。

各種材質の線材（ステンレス、銅、樹脂・・・）について
基本的な音響特性（応答特性、伝搬特性）を確認することで
ステンレスとテフロンチューブの組み合わせ・・・
複雑な音響特性を可能にします。
その結果、目的の超音波伝搬状態を、発振制御により可能になります。

２種類の超音波発振制御プローブにより、
利用目的と相互作用の測定・解析確認に基づいた
スイープ発振とパルス発振の条件設定を行います。

特に、低周波の共振現象を制御するために
高周波の非線形現象を利用します。
そのために、音圧測定は１００ＭＨｚ以上の測定範囲が必要となります。

ポイントは、音圧データの測定・解析に基づいた
システムのダイナミックな振動特性を評価することです。
目的に適した超音波の状態を示す
新しい評価基準（パラメータ）を設定・確認（注）しました。

注：
非線形特性（高調波のダイナミック特性）
応答特性
ゆらぎの特性
相互作用による影響

統計数理の考え方を参考に
対象物の音響特性・表面弾性波を考慮した
オリジナル測定・解析手法を開発することで
振動現象に関する、詳細な各種効果の関係性について
新しい技術として開発しました。

詳細な、発振制御の設定条件は
超音波プローブや発振機器の特性も影響するため
実験確認に基づいて決定します。

その結果、
超音波の伝搬状態と対象物の表面について
新しい非線形パラメータが大変有効である事例が増えています。

複数の超音波発振・液循環・・・各種制御の組み合わせは、
以下の項目を目的に合わせて最適化します。

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（オリジナル非線形共振現象（注１））
・・・
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（スペクトルシーケンス　（注２））により
表面弾性波の新しい評価方法で最適化します。

（注１）オリジナル非線形共振現象
オリジナル発振制御により発生する高次の高調波を
ダイナミックな時間経過の変化で発生する共振現象により
高い振幅で高い周波数を実現させたことで起こる
超音波振動の共振現象

（注２）超音波の変化を、抽象代数の圏論やコホモロジーの
スペクトルシーケンスに適応させるといった
オリジナル方法を利用した表現（統計数理モデル）