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超音波の音圧測定解析事例　No.1（R言語）

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超音波システム研究所
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超音波の伝搬状態を測定・解析・評価する技術

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/

このカタログについて

ドキュメント名 超音波の音圧測定解析事例　No.1（R言語）
ドキュメント種別 製品カタログ
ファイルサイズ 5.1Mb
取り扱い企業 超音波システム研究所 (この企業の取り扱いカタログ一覧)

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低周波の共振現象と、高周波の非線形現象を制御可能な超音波プローブの発振制御方法
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このカタログの内容

Page1

超音波技術（R言語） 超音波の音圧測定解析事例 No.1 音圧測定解析 音圧解析結果 超音波システム研究所
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音圧測定解析実験
Page15

解析ソフトについて TIMSAC for R package 統計数理研究所 November 1, 2006 TIMSAC(TIMe Series Analysis and Control program package) は，統計数理研 究所で開発された時系列データの解析，予測，制御のための総合的プログラムパッ ケージです．・・・ TIMSAC はFORTRANで書かれたプログラムですが，ユーザーが作成した FORTRAN，C，Java のプログラムにこのライブラリをリンクすることにより，よ り扱い易い環境が実現されました． バイスペクトルの解析関数 bispec() : バイスペクトルの計算 自己相関の解析関数 autcor() : 直接法による自己共分散関数の計算 ３）TIMSAC for R package http://jasp.ism.ac.jp/ism/timsac/ その他 統計的な考え方を利用した超音波 http://ultrasonic-labo.com/?p=12202 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 超音波制御技術（特許出願済み） http://ultrasonic-labo.com/?p=16309 メガヘルツの超音波発振制御プローブ http://ultrasonic-labo.com/?p=14570 メガヘルツの超音波を利用する超音波システム技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=14350
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参考データ 解析結果 自己相関（最大 ２００Ｌａｇ） 音圧データ１：青 音圧データ１：赤 音圧データ２：青 音圧データ２：赤 バイスペクトル（最大周波数 ６２ＭＨｚ） 音圧データ１：青 音圧データ１：赤 音圧データ２：青 音圧データ２：赤 １００μ秒でこのような音圧変化を実現することが、新しい超音波制御技術です
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その他 インパルス応答 mulmar Multivariate Case of Minimum AIC Method of AR Model Fitting Description Fit a multivariate autoregressive model by the minimum AIC procedure. Only the possibilities of zero coefficients at the beginning and end of the model are considered. The least squares estimates of the parameters are obtained by the householder transformation. Usage mulmar(y, max.order = NULL, plot = FALSE) Arguments y a multivariate time series. max.order upper limit of the order of AR model, less than or equal to n=2d where n is the length and d is the dimension of the time series y. plot logical. If TRUE, daic[[1]]; : : : ;daic[[d]] are plotted.
Page18

パワー寄与率 mulnos Relative Power Contribution Description Compute relative power contributions in differential and integrated form, assuming the orthogonality between noise sources. Usage mulnos(y, max.order = NULL, control = NULL, manip = NULL, h) Arguments y a multivariate time series. max.order upper limit of model order. Default is 2p n, where n is the length of time series y. control controlled variables. Default is c(1 : d), where d is the dimension of the time series y. manip manipulated variables. Default number of manipulated variable is ’0’. h specify frequencies i=2h (i = 0; : : : ;h). Value nperr a normalized prediction error covariance matrix. diffr differential relative power contribution. integr integrated relative power contribution 以上