<超音波のダイナミックシステム:液循環制御技術>

超音波システム研究所は、
ダイナミックシステムの統計的解析と制御に基づいた、
(赤池弘次/共著 中川東一郎/共著 : 出版 サイエンス社(1972))
オリジナルの音圧測定解析技術(超音波テスター)による、
超音波のダイナミック液循環制御技術を開発しました。

<超音波のダイナミックシステム:液循環制御>

超音波水槽内の液循環を
システムとしてとらえ、解析と制御を行う

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。

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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

2)対象に関するデータの解析の結果に基づいて
対象の特性を確認する
洗浄対象物、攪拌対象物、治工具・・・の
音響特性を検出する技術

3)特性の確認により
制御の実現に進む
キャビテーションのコントロール技術

といった方法により
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た
液循環効果の利用例が多数あります

物の動きを読む

http://ultrasonic-labo.com/?p=1074

ポイント(ノウハウ)は
液循環制御による
超音波の変化を測定解析することです!

超音波の研究について

キャビテーションの効果を安定させるには統計的な見方が不可欠

赤池 弘次 (Hirotugu Akaike)

ダイナミックシステムの統計的解析と制御 :赤池弘次/共著 中川東一郎/共著:サイエンス社

生体のゆらぎとリズム コンピュータ解析入門:和田孝雄/著:講談社

AIC:赤池情報量規準 (Akaike Information Criterion 統計モデルの相対的評価)

考え方(全体を貫く基本的な概念):

多くの真実らしき断片を見据え、その奥にある統一的メカニズムを描像する。

<統計的な考え方について>

統計数理は以下のように考えられています

統計的な物の見方というのは、

1)我々がどのように自分が持っている知識や情報を

利用しようとするのかと言うことに関係する

(すなわち、主観的な発想に基づいている

2)具体的な経験・知識に基づいた心の枠組みで考える

(すなわち、具体的である

3)物事の量的な特性に対するいろいろな考え方が豊かになっていく展開

(すなわち、抽象的である

まとめ

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

http://youtu.be/bSlR4psXzlk

http://youtu.be/QyUOK3l-HBM

http://youtu.be/o6lZKT01uL8

IMG_1945 IMG_19302

http://youtu.be/wlPo6DTe_rU

http://youtu.be/DGVmu1F3CoM

http://youtu.be/QeAbGKbmd0Y

http://youtu.be/YptjKlguFCI

http://youtu.be/1C5KSeqIZkw

http://youtu.be/KEBHgvudF0k

IMG_13762 IMG_1869

http://youtu.be/LHogrQy5fnA

http://youtu.be/TIXbM17WBak

http://youtu.be/NOyGq5rVPwk

http://youtu.be/-7X2udiPiTI

http://youtu.be/KGZOxzugiUM

http://youtu.be/UOb3d36P89s

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http://youtu.be/Sexzu1Sw0kc

http://youtu.be/BW7BbTaFY9U

http://youtu.be/jwClTtG8fXc

http://youtu.be/xl7_1kh3kCM

http://youtu.be/ZfQu1QmjTKY

http://youtu.be/38QAb0FPqWI

http://youtu.be/23w_xUIlbMU

http://youtu.be/Q8GDeAeNNw4

http://youtu.be/hRYAmWwVzTQ

IMG_9689 IMG_5263

http://youtu.be/eSCmUHXJv_U

http://youtu.be/gm2IT2zevWs

http://youtu.be/_2czVqyLZes

http://youtu.be/vD-lRMD3XYE

http://youtu.be/-n6mNyXbj14

http://youtu.be/Z6UC2gqXxRQ

http://youtu.be/4ne-Zn7ablQ

http://youtu.be/UUIw4npuFlo

http://youtu.be/hoC9cfen-ys

IMG_5232 IMG_5160

http://youtu.be/t6_jAMn6KFM

http://youtu.be/X2jYVkIN0d4

http://youtu.be/AxEjhEBTHQg

http://youtu.be/5L51Af1sN38

http://youtu.be/N68mW71p1lA

http://youtu.be/o5F5HhJxKTQ

http://youtu.be/F8_oxsnW8Xw

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http://youtu.be/rvSdMntJS9I

http://youtu.be/iYifGg4e_Io

http://youtu.be/-kd-4XutIeE

http://youtu.be/n3siEsmvvnw

http://youtu.be/E1Se8OQhMrU

20160608a

http://youtu.be/Ag4gtJwC7oE

http://youtu.be/JCLoDEZ6vz4

http://youtu.be/Fc4lSRl6AT4

http://youtu.be/MBn8ekZqPiI

http://youtu.be/SkHWRijvG-M

http://youtu.be/lx5sUB5HiOs

20160608b

http://youtu.be/4fe43bdt5EY

http://youtu.be/aNQvMqNWDfA

http://youtu.be/lCaA3sidui4

http://youtu.be/ztTt9smUKR4

http://youtu.be/eREjiUAt5p4

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

超音波システム(超音波洗浄機)の
測定・評価・改善技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=4968

<<超音波制御装置>>
株式会社 ワザワ 超音波事業部
http://ultrasonic-labo.com/?p=3272

<<超音波専用水槽>>
有限会社 共伸テクニカル 超音波事業部
http://ultrasonic-labo.com/?p=3270

「超音波の非線形現象」を利用する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1328

超音波による
金属部品のエッジ処理」技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=2894

間接容器と定在波による
音響流とキャビテーションのコントロール
http://ultrasonic-labo.com/?p=1471

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

超音波洗浄ラインの超音波伝搬特性を
解析・評価する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=2878

音圧測定装置(超音波テスター)の標準タイプ
http://ultrasonic-labo.com/?p=1722

音圧測定装置(超音波テスター)の特別タイプ
http://ultrasonic-labo.com/?p=1736

超音波装置の最適化技術をコンサルティング提供

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複数の異なる超音波振動子を利用するシステムにおいて

通常は、2桁以上異なる周波数の組み合わせが推奨されていますが

超音波システム研究所は、オリジナル技術により、

低周波領域(1kHz-100kHz)の発振機を組み合わせることで

高調波(数メガヘルツ)のキャビテーション効果を、

低い周波数の振動が増大させることが可能になります。

さらに、相互作用として、低周波のキャビテーションに高調波の振動を追加する現象により

非線形現象の利用をコントロールすることが可能になります。

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これは、ロシアのテキストにある

キャビテーションの線形性・非線形性共振性・破裂性

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

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超音波システム(38kHz、72kHz) 

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超音波システム研究所は、
2種類の異なる周波数の超音波(振動子)による
目的に合わせた超音波の非線形現象(音響流)制御を実現する
推奨超音波システム(洗浄、加工、撹拌・・)技術を開発しました。

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推奨システム概要

1:2種類の超音波振動子(標準タイプ 38kHz,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:制御BOXによる、超音波出力と液循環の最適化制御システム

5:超音波テスターによる、音圧管理システム

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超音波

MIRAE ULTRASONIC TECH. CO
1)精密洗浄シリーズ(72KHz 300W)

株式会社カイジョー
2)投込振動子型超音波洗浄機 200G (38kHz 150W)

注意:水槽については、エージング処理により
通常の水槽でも調整対応可能です

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*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

推奨タイプの組み合わせは
38kHz、72kHzの状態です
(主要周波数の実測値事例 33.7kHz 71.4kHz
水槽により数値は大きく変化します)

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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
以下の技術です

1)マイクロバブルを利用した、専用水槽内の「液体」の均一化
2)超音波の非線形現象(音響流)制御としての「液循環」
3)超音波の発振制御(注)

注)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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治工具と各種の制御により、超音波照射状態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。

-システムの応用事例-
ガラス製の水槽を利用した精密洗浄
間接容器を利用した表面改質
ナノレベルの攪拌・乳化・分散・粉砕
各種の化学反応処理
メッキ液・コーティング液の開発
ナノ粒子の製造
複雑な形状へのコーティング・・表面処理
表面の残留応力の緩和処理
水の改質(ラジカル化)
表面弾性波を利用した目的のサイズの霧化
・・・・・・・

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https://youtu.be/ny63lC3eDm8

https://youtu.be/K4Mye2phgO0

https://youtu.be/H9w5VuuYIgM

https://youtu.be/qMn9aOb4vYI

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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

「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

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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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

「流水式超音波システム」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1258

液循環ポンプによる「音響流の制御システム」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1212

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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

超音波発振・計測・解析システム(超音波テスター)
http://ultrasonic-labo.com/?p=7662

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

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超音波洗浄ラインの超音波伝搬特性を解析・評価する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=2878

マイクロバブルを利用した超音波洗浄機
http://ultrasonic-labo.com/?p=11902

超音波の発振・制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1915

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オリジナル超音波技術によるビジネス対応
http://ultrasonic-labo.com/?p=9232

超音波(伝搬状態)測定・解析に特化した、超音波コンサルティング
http://ultrasonic-labo.com/?p=1852

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--超音波とマイクロバブルによる表面改質(応力緩和)技術 --

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超音波システム研究所は、
超音波とマイクロバブルによる表面付近の残留応力を緩和する技術を
超音波振動子に適応させる方法を開発(公開)しました。

超音波とマイクロバブルによる、残留応力を緩和する技術により
金属疲労・・に対する疲れ強さの改善を行うことが
超音波振動子の表面の均一化と超音波発振の効率化につながることで
超音波の使用状況が大きく変わることを経験してきました。

特に、洗剤や溶剤を利用した超音波洗浄においては
超音波が対象物の音響特性に合わせて
条件設定により、効果的な反射・屈折・透過を起こすことで
目的に合わせた超音波制御が実現しました。

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この技術を
コンサルティング対応として提供します

これは、新しい超音波による表面処理技術であり、
音響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・・・
に大きな特徴的な固有の操作技術として、
利用・発展できると考えています。

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超音波とマイクロバブルを利用した
表面処理(応力緩和)技術をコンサルティング対応として
以下の事項を提供します

1:原理の説明
2:具体的な装置の説明(必要であれば設計・製造)
3:操作方法・作業ノウハウの説明
4:新しい超音波利用技術の説明

実績・事例
1:超音波水槽の表面改質
2:超音波振動子の表面改質
3:金属部品の表面改質
板金部品、ネジやボルト、・・・
4:樹脂部品の表面改質
レンズ、コーティング・塗装部品、・・

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***

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脱気マイクロバブル発生液循環システム

https://youtu.be/61DgHj_FvPc

https://youtu.be/1GqNWzN0Z38

https://youtu.be/x_GW0RKSwtw

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超音波による金属・樹脂の表面改質技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1004

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

<脱気・マイクロバブル発生液循環システム>
http://ultrasonic-labo.com/?p=7658

「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

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_8767 img_8755 img_8742 img_8603 img_8600 img_8572 img_8479 img_8334 img_7156 img_7066 img_7047 img_7052

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。

液体の流量・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/glWfqnQyI0Q

https://youtu.be/WdACnNNV0yY

https://youtu.be/tFOenqyo7uk

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

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

 

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