超音波の音圧測定解析による「流水式超音波システム」

(超音波テスターによる<測定・解析・制御>の応用技術)

超音波システム研究所(所在地:東京都八王子市)は、
流れとかたちに関する「コンストラクタル法則」を利用した、
「流水式超音波システム」技術を応用しています。

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-流水式超音波システムの応用事例-

特殊レンズ・ガラス部品の精密洗浄
洗浄液、攪拌液、・・水質改善(洗浄、分子のナノ化)
複雑な形状・線材・粉末・・・の表面処理(応力緩和)
溶剤・洗剤・貴金属・ポリマー・・・・の化学反応制御
ナノレベルの攪拌・分散・洗浄・加工・・
フィルム形状、大型パイプ形状、・・
・・これまでは、難しかった材料・部品の表面改質
・・・・・・・

超音波利用に関して
流れの観察経験により
音響流を直感的に
とらえられると考えています

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音響流<一般概念>
有限振幅の波が
気体または液体内を伝播するときに、
音響流が発生する。

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音響流は、
波のパルスの粘性損失の結果、
自由不均一場内で生じるか、
または
音場内の
障害物(洗浄物・治具・液循環)の近傍か
あるいは
振動物体の近傍で
慣性損失によって生じる
物質の一方性定常流である。

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<参考>

1)振動について
ロイヤル・インスティテューション 133回「振動」より
機械工学の重要な一分野のほとんどすべてを、
ここに記述してみようと思っている
【著者】リチャード・ビジョップ
【訳者】中山秀太郎  出版社:講談社(1981年 ブルーバックス B-471)
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/d84ac354211817300e3ef1ba76e64a8d.pdf

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2)流れとかたち
すべてのかたちの進化は
流れをよくするという「コンストラクタル法則(constractal-law)」が支配している!
【著者】 エイドリアン・ベジャン Adrian Bejan  J. ペダー・ゼイン J. Peder Zane
【訳者】 柴田裕之 【解説者】 木村繁男  出版社:紀伊國屋書店 (2013年)

流れと音と形の観察:コンストラクタル法則
http://ultrasonic-labo.com/?p=7302

http://ultrasonic-labo.com/?p=1779

3)サイバネティクスはいかにしてうまれたか
【著者】 ノーバート・ウィナー
【訳者】 鎮目恭夫  出版社:みすず書房(1956年)

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・・・・・・・
絶えず移動するさざ波の塊を研究して、
これを数学的に整理することはできないものだろうか。
・・・・・・・・

水面をすっかり記述するという
手におえない複雑さに陥らずに、
これらのはっきり目に見える事実を
描き出すことができるだろうか。

波の問題は
明らかに平均と統計の問題であり、
この意味でそれは
当時勉強していた、ルベーグ積分と密接に関連していた
・・・・

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私は、自然そのものの中で
自己の数学研究の言葉と問題を
探さねばならないのだということを知るようになった。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

こうして、サイバネティクスの立場から見れば、
世界は一種の有機体であり、
そのある面を変化させるためには
あらゆる面の同一性を
すっかり破ってしまわなければならない
というほどぴっちり結合されたものでもなければ、
任意の一つのことが
他のどんなこととも同じくらいやすやすと
起こるというほどゆるく結ばれたものでもない。
・・・・・・

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・・・・・・
理想的には、
単振動とは遠い過去から遠い未来まで時間的に
不変に続いている運動である。
ある意味でそれは永遠の姿の下に存在する。音を発したり、止めたりすることは、
必然的にその振動数成分を変えることになる。この変化は、小さいかもしれないが、
全く実在のものである。有限時間の間だけ継続する音符は
ある帯域にわたる多くの
単振動に分解することができる。それらの単振動のどれか一つだけが
存在するとみる事はできない。
時間的に精密であることは
音の高さがいくらかあいまいであることを意味し、
また音の高さを精密にすれば
必然的に時間的な区切りがつかなくなる。
・・・・・・・

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上記を参考・ヒントにして
超音波伝播現象における
「非線形効果」を測定・利用する技術を
流れをよくするという「コンストラクタル法則(constractal-law)」で
整理することで、超音波利用技術にまとめています。

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超音波技術(アイデア)
http://ultrasonic-labo.com/?p=7031

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***

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「流水式超音波システム」による超音波の効果は
通常の超音波装置とは以下の点で大きく異なります。

流水の(流速、流量、タイマー・・)制御により
キャビテーションと音響流を
幅広い範囲でコントロールできます。

その結果、
高い音圧レベルの高い周波数(高調波)の
超音波伝搬状態が実現します。
この状態は、
以下の対応を可能にします。
1)複雑な形状の精密洗浄
2)分散の難しい、大きな状態からのナノ粒子の製造
3)ガラス容器との組み合わせによる
化学反応のコントロール
4)短時間での表面改質(あるいは薄い材料の表面改質)
5)その他 ・・・

さらに、
効率的な超音波照射を実現するとともに
ナノバブルの発生を促進します。
一定時間の超音波照射により
ナノバブルの量がマイクロバブルの量より多くなます。

その結果、
流水の制御と合わせることで
非常に安定した超音波制御が実現します。
(ナノバブル・キャビテーション、音響流、伝搬状態・・・について
各種計器による、計測・解析により関係性を確認しています)

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超音波装置の最適化技術をコンサルティング提供
http://ultrasonic-labo.com/?p=1401

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

「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

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超音波の非線形現象(音響流)をコントロールする技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1996

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

小型ポンプによる「音響流の制御技術」
http://ultrasonic-labo.com/?p=7500

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超音波の組み合わせ制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=7277

小型超音波振動子による「超音波伝播制御」技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1602

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
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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
http://ultrasonic-labo.com/?p=1972

224

超音波<計測・解析>事例
http://ultrasonic-labo.com/?p=1705

オリジナル超音波システムの開発技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1546

超音波洗浄システム
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ノウハウ<超音波振動子の設置、脱気・マイクロバブル発生液循環>
http://ultrasonic-labo.com/?p=1538洗浄セミナー(2016.3.3 金属部品の洗浄)
http://ultrasonic-labo.com/?p=2211
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<< 流水式超音波制御技術 >>

https://youtu.be/xO76YAJVYTU

https://youtu.be/Dm9QLWwA88E

https://youtu.be/oSdUNrsXhLg

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https://youtu.be/wAcpHDF7EVE

https://youtu.be/TLPk3A2n1S4

https://youtu.be/zKLfdxoUbtY

https://youtu.be/CVXYVMvxEsk

https://youtu.be/DPBcfuxXMLI

https://youtu.be/5pU9etH9vN0

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超音波の「音響流」制御による「表面改質技術」
http://ultrasonic-labo.com/?p=2047

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

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

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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小型ポンプによる「音響流の制御技術」
http://ultrasonic-labo.com/?p=7500

超音波<キャビテーション・音響流>技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=2950

「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

「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

超音波の音圧測定解析による「流水式超音波システム」
http://ultrasonic-labo.com/?p=9762

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超音波霧化技術に関する実験動画

超音波伝搬状態の変化を
超音波テスターで測定・解析しています。

音圧測定装置:超音波テスターの特徴(標準的な仕様の場合)

*測定(解析)周波数の範囲
仕様 0.1Hz から 10MHz
*超音波発振
仕様 1Hz から 100kHz
*表面の振動計測が可能
*24時間の連続測定が可能
*任意の2点を同時測定
*測定結果をグラフで表示
*時系列データの解析ソフトを添付

超音波プローブによる測定・解析システムです。
測定したデータについて、
位置や状態と、弾性波動を考慮した解析で、
各種の音響特性として検出します。

充電式超音波洗浄器:ホーン部の表面改質処理

https://youtu.be/RM8PVqyyNtI

https://youtu.be/RP1tohygAVw

https://youtu.be/04lZbpphtsg

超音波洗浄器の利用技術

http://ultrasonic-labo.com/?p=1318

超音波洗浄器の利用技術 no.2
http://ultrasonic-labo.com/?p=1060

オリジナル技術(音圧測定解析)
http://ultrasonic-labo.com/?p=7662

音と超音波の組み合わせ技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=12463

超音波プローブによる非線形伝搬制御
http://ultrasonic-labo.com/?p=9798

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

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

空中超音波の伝搬状態を評価する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1552

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

流水式超音波システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=9762

物の表面を伝搬する超音波
http://ultrasonic-labo.com/?p=1566


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

現状の超音波装置を改善する方法
http://ultrasonic-labo.com/?p=1323

小型ポンプによる「音響流の制御技術」
http://ultrasonic-labo.com/?p=7500

 

超音波の非線形現象(音響流)をコントロールする技術

<<音響流の利用技術>>

1)2種類の超音波を利用した洗浄
2)流水式超音波洗浄(超音波シャワー)
3)表面を伝搬する高調波(1MHz以上)の利用
4)ガラス・樹脂・ステンレス・・各種容器の音響特性を利用
5)キャビテーションと定在波の最適化(音圧測定解析)を利用
6)その他(非線形現象、相互作用・・)
流れる水に超音波を伝搬させ、
シャワー状にして洗浄対象を洗浄する・・・

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