超音波の非線形現象を評価する技術

超音波の非線形現象を評価する技術 バイスペクトルの変化 ver2 2023.1.15 超音波システム研究 所 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（非線形現象の解析パラメータ）を設定・確認します。 注： 非線形特性（高調波の発生特性） 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

＜＜超音波の音圧データ解析・評価＞＞ 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/ バイスペクトルは、以下のように 周波数 f1、f 2、f1 + f 2 のスペクトルの積で表すことができる。 B( f1 , f 2 ) = X( f1 )Y( f 2 )Z( f1 + f 2 ) 主要周波数が f1 であるとき、 f1 + f1 = f 2、f1 + f 2 = f3 で表される f 2、f3という周波数成分が存在すれば、バイスペクトルは値をもつ。 これは主要周波数 f1 の 整数倍の周波数成分を持つことと同等であるので、 バイスペクトルを評価することにより、高調波の存在を評価できる。

＜＜超音波システム＞＞ 超音波の音圧測定・解析システムと超音波発振制御システム http://ultrasonic-labo.com/?p=1546 超音波発振システム（１ＭＨｚ、２０ＭＨｚ） http://ultrasonic-labo.com/?p=18817 超音波システム（音圧測定解析、発振制御） http://ultrasonic-labo.com/?p=19422

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

超音波計測装置（超音波テスター）を利用した測定事例 http://ultrasonic-labo.com/?p=1685 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 超音波の音圧測定解析データを公開 http://ultrasonic-labo.com/?p=2387 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

超音波システム（音圧測定解析、発振制御 10MHz タイプ） http://ultrasonic-labo.com/wp- content/uploads/a11b84107286cec4d7eb0b5e498d2636.pdf 超音波システム（音圧測定解析、発振制御 100MHz タイプ） http://ultrasonic-labo.com/wp- content/uploads/1b3c6538707aa2b25f8a161324b9421d.pdf

詳細に興味のある方は 超音波システム研究所にメールでお問い合わせください。 参考 バイスペクトルのダイナミック変化

参考動画（音圧データの解析動画） https://youtu.be/4TAYz1SF9O4 https://youtu.be/8GHsYyqoDuo https://youtu.be/jRrIg8Ar06A https://youtu.be/df5BUcMRQ6E https://youtu.be/ll9n4ouzTyE https://youtu.be/1pdJk8cgpDU https://youtu.be/ibHYqG6vLXo https://youtu.be/M3Sjr2B0uEU https://youtu.be/KsEoGqwbXYQ https://youtu.be/9GILWbi9PVY https://youtu.be/P6Kv8VPH3z0 https://youtu.be/oJzbsHVRWJk

https://youtu.be/9kMiLkI6KsQ https://youtu.be/g_vMBdb_Nt4 https://youtu.be/uO5VtSfQNnM https://youtu.be/HCbO5yRasO4 https://youtu.be/-VkEKRzdfE4 https://youtu.be/D2wmMmDbB9w https://youtu.be/23oOjb03SCM https://youtu.be/9vp2Ebd51ok https://youtu.be/nYj4bp-Onas https://youtu.be/ZGAxmikhT48 https://youtu.be/SIA2ytd6Krw https://youtu.be/8qR8atwq5VQ https://youtu.be/osKR8S0iuZc

https://youtu.be/O_gDAg-5yks https://youtu.be/OfpFzLi_y5A https://youtu.be/iFN1fNaGRn0 以上