超音波の測定・解析・評価

超音波の音圧測定解析

超音波システム研究所は、
多変量自己回帰モデルによるフィードバック解析技術を応用した、
「超音波の伝搬状態を測定・解析・評価する技術」を利用して
超音波利用に関するコンサルティング対応を行っています。

超音波テスターを利用したこれまでの
計測・解析・結果（注）を時系列に整理することで
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・確認します。

注：
非線形特性（音響流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
新しい理解を深めています。

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による
実績が増えています。

特に、洗浄・加工・表面処理効果に関する評価事例・・
良好な確認に基づいた、制御・改善・・・が実現します。

＜統計的な考え方について＞
統計数理には、抽象的な性格と具体的な性格の二面があり、
具体的なものとの接触を通じて
抽象的な考えあるいは方法が発展させられていく、
これが統計数理の特質である

＜＜ 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/

＜＜　音圧測定・解析　＞＞

音圧解析の初歩
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/f98bae783ad048328016cdd7293e365a.pdf

超音波技術（R言語）
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/4e8bd13014b40d79f1ccb1f5bad9a249.pdf

非線形解析（バイスペクトル解析）操作手順書
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/e6c5ed91e8b9414fe04c7d2f49126d5a.pdf

超音波の音圧測定解析データ
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/6a0ec3b188e1337a2e724df9ea319fbf.pdf

応答特性の解析操作
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/e73fd98084303b245a10acc030122f13.pdf

＜＜参考＞＞
音圧計見積もり資料20190930
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/1d3ed28f158a77e2811b41c99bc8c7f6.pdf

SSP仕様書verNA40抜粋
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/e38cc1cf12893769f473033b9b703a5f.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

参考

＜＜超音波の音圧測定解析＞＞

https://youtu.be/Ib5B1tfU7gc

https://youtu.be/SJPqdzJ2Hg8

https://youtu.be/I1lY4E6M994

https://youtu.be/KrmOUXjVV-8

https://youtu.be/mxPS9-MnfnI

https://youtu.be/FECzRVk3Gyo

https://youtu.be/Di5c1zKvXTs

https://youtu.be/VqLII1hG4DM

https://youtu.be/2H3tZbsUtj0

https://youtu.be/mbmOQ59OIM0

https://youtu.be/77PtSq9dXY8

音圧データ・データ解析

https://youtu.be/Z9M_52oMx6k

https://youtu.be/XtGdiK9oYgo

https://youtu.be/uqEHypPQpqA

https://youtu.be/rVLP4U6zaJM

https://youtu.be/EZca3R24e1Q

https://youtu.be/c–M8Y8F61U

https://youtu.be/rv6fiFIrzYk

https://youtu.be/XPlhtOjJuKQ

https://youtu.be/b8pRGHSdtR4

https://youtu.be/rNKQRbdQs5g

https://youtu.be/rSpg2VKgWgo

https://youtu.be/_KSEHiEc5QM

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

https://youtu.be/WHdeRJjCThc

https://youtu.be/3AoZaZhDYQw

https://youtu.be/Blp8TdH_TLk

https://youtu.be/L4iWYoGyLaE

https://youtu.be/xV65X6tdd94

https://youtu.be/5n5k5mOC65g

https://youtu.be/5EOK3Zhpv1k

https://youtu.be/wbuzGwurABY

https://youtu.be/sWDcHgjP-LM

音圧測定

https://youtu.be/8MJKBYpQxB0

https://youtu.be/e7b0jthWRXI

https://youtu.be/XOJVfiYUnXM

https://youtu.be/nizy7fSn38o

https://youtu.be/QBU2N9XA-hs

https://youtu.be/L3I7LcPt6S0

https://youtu.be/lXcpbNYL33w

https://youtu.be/RMtuCVt7MFU

音圧データ解析

https://youtu.be/lCwwo0lisY8

https://youtu.be/9Pmldb_FlXM

https://youtu.be/s7-JeKC9aHE

https://youtu.be/CRjIae1A1Os

https://youtu.be/x9BMpclCmAc

https://youtu.be/oRiTsW4HdOo

https://youtu.be/TJocnP6cCdo

https://youtu.be/Ihs_OMuNEH4

https://youtu.be/jU8lVNA0lfU

https://youtu.be/c-L6pHKJOQI

音圧データ

https://youtu.be/My8UR9kJMhs

https://youtu.be/T5foQUoNkoo

https://youtu.be/HBdZDMcc4r4

https://youtu.be/MfLX-L4NtyU

https://youtu.be/yDLApMP-KJc

https://youtu.be/xv-hnfvwBsQ

https://youtu.be/bD98_hAF53w

https://youtu.be/Snxf3R0cSSM

https://youtu.be/UWcA18uuAlA

https://youtu.be/1OEWikfEjq8

https://youtu.be/OT1P5n4duos

https://youtu.be/dWB2AwR4jew

https://youtu.be/Vi7KEJJfKTM

https://youtu.be/v8KSzIFfdJQ

https://youtu.be/8-my5pnkWKw

https://youtu.be/hzEQ_Rt1BnQ

https://youtu.be/qrwx2YiDsAY

https://youtu.be/q-oYgpFsPAg

https://youtu.be/BraO04wjFfY

https://youtu.be/Phl8dga3Pz0

https://youtu.be/_VtBgoDnmQA

https://youtu.be/qKymif6i7Xw

https://youtu.be/peenxKC3KzA

https://youtu.be/4OcoNRiDEeo

https://youtu.be/etRv1griIPQ

https://youtu.be/qwJRkwLFi8s

https://youtu.be/UqYiasF4Qlc

超音波技術：多変量自己回帰モデルによるフィードバック解析
http://ultrasonic-labo.com/?p=15785

統計的な考え方を利用した超音波
http://ultrasonic-labo.com/?p=12202

超音波の非線形振動
http://ultrasonic-labo.com/?p=13908

超音波＜測定・解析＞システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1000

超音波プローブの発振制御による振動評価技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=15285

超音波の音圧測定解析システム「超音波テスターＮＡ」
http://ultrasonic-labo.com/?p=16120

オリジナル実験による超音波伝搬現象の分類

超音波システム研究所は、
オリジナル実験（超音波伝搬状態の測定・解析）により、
超音波振動が伝搬する現象に関する分類方法を開発しました。

この分類方法は、
超音波の伝搬状態に関する
主要となる周波数（パワースペクトル）の
ダイナミック特性（非線形現象の変化）により
線形・非線形の共振効果を推定します。

これまでのデータ解析から
効果的な利用方法を
以下のような
４つのタイプに分類することができました。

１：線形型
２：非線形型
３：ミックス型
４：変動型

上記の各タイプに基づいた装置開発・制御設定・・・
成功事例が多数あります。

特に、
安定性・変化の状態・・・に関して
周波数成分による詳細な分類により、
目的と効果に対する、効率のよい
各種条件の設定・調整が可能になりました。

さらに、洗浄に関しては
汚れの特性やバラツキに関する情報が得られにくいため
このような分類をベースに実験確認することで
効果的な超音波制御が、実現します。

その他の応用事例
超音波洗浄機の評価、超音波振動子の評価、・・・
超音波加工・溶接・曲げ・・・振動現象の制御
超音波による化学反応促進・抑制（例　めっき）処理
表面を伝搬する超音波振動の特性による表面検査・表面処理
液体・気体・弾性体（粉末・・）に対する
超音波（攪拌・乳化・分散・粉砕・表面の均一化・・・・）処理
その他

この分類の本質的なアイデアは、
超音波による定在波の特徴を、抽象代数学の
「導来関手」に適応させるということです。

抽象的ですが
超音波の伝搬状態を計測解析するなかで
定在波に関する的確な対応・制御事例から
時間経過とともに変化する状態を捉えるために
「導来関手」とスペクトルシーケンスの関係を
線形・非線形の共振効果に対応した
複体の変化により分類することにしました。

なお、超音波システム研究所の「非線形制御技術」は、
この方法による、
具体的な技術（例　超音波制御システム）として対応しています。

応用技術として
非線形性の発生状態に関する研究開発を進めています。
「超音波利用の最も大きな効果が、非線形状態の変化にある」
という考え方が一歩進んだと考えています。