スイープ発振とパルス発振の組み合わせによる
超音波制御技術
2021.5.16 超音波システム研究所
超音波システム研究所は、
表面弾性波の非線形振動現象を利用した
スイープ発振とパルス発振の組み合わせによる
超音波の発振制御技術を開発しました。
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。
対象物や水槽、治工具・・の固有振動数や
システムの振動系似合わせた、低周波の共振現象を利用することで
３０Ｗ程度の出力でも３０００－５０００リットルの水槽内に
高い音圧を伝搬することが可能になります。
ダイナミックな変化として、同時に、
１ＭＨｚの発振に対する１０次、３０次、１００次・・の高調波の発生も実現出来ます。
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（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
新しい技術として開発しました。
詳細な、スイープ発振とパルス発振・・・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）
モノイドの圏 http://ultrasonic-labo.com/?p=1311
超音波伝搬現象の分類１ http://ultrasonic-labo.com/?p=10908
超音波伝搬現象の分類２ http://ultrasonic-labo.com/?p=17496
超音波伝搬現象の分類３ http://ultrasonic-labo.com/?p=17540
超音波の最適化技術１ http://ultrasonic-labo.com/?p=15226
超音波の最適化技術２ http://ultrasonic-labo.com/?p=16557
超音波実験写真（表面弾性波の応用） http://ultrasonic-labo.com/?p=2005
超音波実験写真（システム技術） http://ultrasonic-labo.com/?p=1516
超音波発振システム（１ＭＨｚ、２０ＭＨｚ） http://ultrasonic-labo.com/?p=18817
超音波プローブによる非線形伝搬制御技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=9798
超音波システムの＜測定・評価・改善＞技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=4968
超音波＜計測・解析＞事例 http://ultrasonic-labo.com/?p=1703
超音波の音圧測定解析システム（オシロスコープ 100MHz タイプ）
http://ultrasonic-labo.com/?p=17972
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
制御ノウハウ部分についてはコンサルティング対応しています
＜実験機器＞
１：音圧測定解析システム（超音波テスターＮＡ100MHz タイプ）
１．内容
超音波洗浄機の音圧測定専用プローブ １本
超音波測定汎用プローブ １本
オシロスコープセット １式
（・帯域幅(-3dB)：100MHz ・最大サンプリングレート：1Gサンプル/s）
解析ソフト・説明書・各種インストールセット １式
２．特徴（標準的な仕様）
＊測定（解析）周波数の範囲 仕様 ０．１Ｈｚ から １００ＭＨｚ
＊超音波発振 仕様 １Ｈｚ から １ＭＨｚ
＊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システム。
超音波洗浄機の音圧測定専用プローブを水槽に入れて音圧測定を行う。
測定したデータについて、位置・状態・弾性波動を考慮した解析で、
各種の音響性能として検出。
写真１：超音波テスターＮＡ（オシロスコープ 100MHzタイプ）
超音波の音圧測定解析システム（オシロスコープ 100MHz タイプ）
http://ultrasonic-labo.com/?p=17972
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
２：超音波発振システム20MHzタイプ
（超音波システム研究所オリジナル製品 最大発振周波数25MHz）
内容 超音波発振専用プローブ ２本 ファンクションジェネレータ １式 説明書 １式
超音波発振システム 20MHz タイプ
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/cec37b87b71060c758e71ebe14a0b5c4.pdf
３：超音波発振システム1MHzタイプ
（超音波システム研究所オリジナル製品 最大発振周波数1MHz）
内容 超音波発振専用プローブ １本 ファンクションジェネレータ １式 説明書 １式
超音波発振システム 1MHz タイプ
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/e0dfe8aa5c17a3d8a890d9fd403bc8ca.pdf
興味のある方はメールでお問い合わせ下さい
超音波システム研究所 メールアドレス info@ultrasonic-labo.com
