抽象代数モデルと超音波現象の実験・検討サイクル（共振現象と非線形現象の最適化技術）
超音波システム研究所は、
オリジナル超音波システム（音圧測定解析・発振制御）による、
超音波伝搬状態の各種解析結果を、
抽象代数モデルに基づいて、超音波振動の相互作用を最適化（注）する、
超音波＜ダイナミック制御＞技術を開発しました。
注：共振現象（低調波）と非線形現象（高調波）を
論理モデルに基づいて発振制御条件の設定によりコントロールする
これまでの制御技術に対して、
各種伝搬用具を含めた、超音波振動の伝搬経路全体に関する
新しい測定・評価パラメータ（注）により
超音波利用の目的（洗浄、攪拌、加工・・） に合わせた、
最適な制御状態を設定・実施する技術です。
これは具体的な応用がすぐにできる方法・技術です
コンサルティングとして提案・対応しています
（ナノレベルの精密洗浄や攪拌実績が増えています）
注：オリジナル技術（超音波テスター）により
水槽、振動子、対象物、治工具・・・の
伝搬状態に関するダイナミックな変化を測定・解析・評価します。
（パラメータ：
パワースペクトル、自己相関、バイスペクトル、
パワー寄与率、インパルス応答特性、ほか）
このカタログについて
| ドキュメント名 | 共振現象と非線形現象の最適化技術 |
|---|---|
| ドキュメント種別 | 製品カタログ |
| ファイルサイズ | 5Mb |
| 登録カテゴリ | |
| 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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このカタログの内容
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共振現象と非線形現象を制御可能にする超音波発振制御プローブ
－－抽象代数モデルと超音波現象の実験・検討サイクル－－ ver2.0
（共振現象と非線形現象の最適化技術） 2023．11．26
超音波システム研究所は、
オリジナル超音波システム（音圧測定解析・発振制御）による、
超音波伝搬状態の各種解析結果を、
抽象代数モデルに基づいて、超音波振動の相互作用を最適化（注）する、
超音波＜ダイナミック制御＞技術を開発しました。
注：共振現象（低調波）と非線形現象（高調波）を
論理モデルに基づいて発振制御条件の設定によりコントロールする
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説明
一つのスイープ発振条件に対する、もう一つのスイープ発振条件による違い
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これまでの制御技術に対して、
各種伝搬用具を含めた、超音波振動の伝搬経路全体に関する
新しい測定・評価パラメータ（注）により
超音波利用の目的（洗浄、攪拌、加工・・） に合わせた、
最適な制御状態を設定・実施する技術です。
これは具体的な応用がすぐにできる方法・技術です
コンサルティングとして提案・対応しています
（ナノレベルの精密洗浄や攪拌実績が増えています）
注：オリジナル技術（超音波テスター）により
水槽、振動子、対象物、治工具・・・の
伝搬状態に関するダイナミックな変化を測定・解析・評価します。
（パラメータ：
パワースペクトルの変化、自己相関の変化、パワースペクトルの変化、
音圧レベルの変化、パワー寄与率、インパルス応答特性、・・・）
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基本的な考え方（現象とモデルの統合）
振動現象の継続により、共振現象が成長することで、
より大きな共振現象の発生とともに
振動波形の崩れ・変化による、共振現象の減衰・非線形現象の発生が起きます。
非線形現象による振動の伝搬（流れ）が発展すると
伝搬の分布・バラツキによる非線形現象の小さい部分から
共振現象が生まれ、非線形現象は減衰します。
時間経過とともに、以上の経過を繰り返します。
このサイクルをコントロールすることが
共振現象と非線形現象の最適化技術となります。
この技術を応用して
共振現象と非線形現象の組み合わせを実現する
超音波発振制御プローブの製造技術を開発しました。
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超音波洗浄の場合（キャビテーションと音響流に関する無限のプロセス）
超音波を発振する
単調な振動を継続すると、共振現象が発生する
（超音波振動による、キャビテーションが共振現象を起こす）－＞
その結果：－＞共振現象が継続して成長すると、非線形現象が発生する
（波形の変化・キャビテーションの破壊が起きる）－＞
その結果：－＞音響流が発生する
その結果：－＞音響流が継続して成長すると、流れの分布が発生する
その結果：－＞流れの小さい部分から、キャビテーションが発生する
その結果：－＞キャビテーションが継続すると、共振現象が発生する
・・・
以上のような、無限のプロセスの測定解析評価により
超音波（キャビテーションと音響流）のダイナミック制御が実現出来る
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例 超音波洗浄
標準システム（水槽内の液量 ２０００リットルまでの場合）
超音波とファインバブルで表面改質処理した水槽
（水槽材質は、ステンレスでも、ガラス・塩ビ・アクリル・・でも可能）
脱気ファインバブル発生液循環装置 １台 ＯＮＯＦ制御
ＯＮ：２１３秒 ＯＦＦ：３１秒
ベースとなる超音波振動子 １台 ＯＮＯＦＦ制御
４０ｋＨｚ ６００Ｗ（出力１５０Ｗ）
ＯＮ：５７秒 ＯＦＦ：１７秒
メガヘルツの超音波発振制御プローブ ４本
メガヘルツの超音波発振制御プローブ１ パルス発振
３ＭＨｚ（出力１０Ｗ）
メガヘルツの超音波発振制御プローブ２ スイープ発振
６０ｋＨｚ～２０ＭＨｚ（出力１２Ｗ）
メガヘルツの超音波発振制御プローブ３ パルス発振
１１ＭＨｚ（出力１０Ｗ）
メガヘルツの超音波発振制御プローブ４ スイープ発振
４～２０ＭＨｚ（出力１２Ｗ）
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例 超音波加工
メガヘルツの超音波発振制御プローブ ２本
メガヘルツの超音波発振制御プローブ１ パルス発振
１３ＭＨｚ（出力１０Ｗ）
メガヘルツの超音波発振制御プローブ２ スイープ発振
５～２０ＭＨｚ（出力１０Ｗ）
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参考動画
https://youtu.be/_ulj0kns52E https://youtu.be/k7bvVJTYfaw
https://youtu.be/pO7bdn4Ufqg https://youtu.be/ShC5aT6JgKc
https://youtu.be/rC9jISUAUyg https://youtu.be/_8ZlAv7n2VU
https://youtu.be/4X1r2Ux9rMM https://youtu.be/EtFfMG3Byk8
https://youtu.be/rSG8reO7nX8 https://youtu.be/HXKAecpoNuQ
https://youtu.be/jWkPr5AV2Wo https://youtu.be/9ksrt7wqQAE
Page9
https://youtu.be/bKt1zcm3-iE https://youtu.be/2HuQS_E7CRk
https://youtu.be/_TkuihuvZX8 https://youtu.be/YwxcwVfltJU
https://youtu.be/AtPra4Umxc4 https://youtu.be/3hR9xA5J_4I
https://youtu.be/UI5dyhMNLbc https://youtu.be/CPEb_2TvxKg
Page10
超音波システム（音圧測定解析、発振制御）
https://youtu.be/gH9JAjPuOuM https://youtu.be/GFRmsmsETUk
https://youtu.be/6QjZ5YDQ9Mo https://youtu.be/r4LNYFd5gBg
https://youtu.be/5ZOoHhOMJh4 https://youtu.be/kycwbZ1H_0E
Page11
https://youtu.be/2YWioAovOMg https://youtu.be/eFTwB1w6l9E
https://youtu.be/k-TZ1wq4XG8 https://youtu.be/GCP2QXOB38Y
https://youtu.be/nPzO44vzCKo https://youtu.be/m_RjEB9peeg
https://youtu.be/Wq_pvaYGFBU https://youtu.be/sQd4cLphzWU
https://youtu.be/p2-qua_uN5M https://youtu.be/k-K7SIMVs74
Page12
スライドショー（音圧データ解析結果）
https://youtu.be/rvwHSVPeCw4 https://youtu.be/A_Ud7K3wv-E
https://youtu.be/igi_Fb6lwlg https://youtu.be/9MlAhjRcfZY
共振現象と非線形現象を制御可能にする超音波発振制御プローブ
https://youtu.be/uECGEzHZRVI https://youtu.be/MrMNFOR71U4
https://youtu.be/slXmm2J1SU0 https://youtu.be/q4stoM_0lzw
https://youtu.be/vA0c9-Y9k0I https://youtu.be/Cy4M5e6LkuM
Page13
https://youtu.be/LFCpPxdMVtQ https://youtu.be/nj_tz6frETU
https://youtu.be/YPgAJuruxyI https://youtu.be/wIg1Vru31WM
https://youtu.be/1epN5eHI8Sk https://youtu.be/ju-DKhs6MeA
https://youtu.be/5eYwa6AOxsQ https://youtu.be/GhgCkCFwaTo
https://youtu.be/lVAosJsvdrk https://youtu.be/RNgd3Bv2K0o
https://youtu.be/3KG9SBT-6tA https://youtu.be/oaPhLhpXRs4
https://youtu.be/o2aG8i0zSBA https://youtu.be/fRQN8jFuhWQ
Page14
https://youtu.be/3Ty70eV4FSE https://youtu.be/cqGs5Y-M-kE
https://youtu.be/QM6v0nQeTx4 https://youtu.be/nO-wlF8qdww
Page15
＜＜＜ 論理モデル ＞＞＞
通信の数学的理論
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音色と超音波
http://ultrasonic-labo.com/?p=1082
モノイドの圏
http://ultrasonic-labo.com/?p=1311
物の動きを読む＜統計的な考え方＞
http://ultrasonic-labo.com/?p=1074
超音波の洗浄・攪拌・加工に関する「論理モデル」
http://ultrasonic-labo.com/?p=3963
超音波（論理モデルに関する）研究
http://ultrasonic-labo.com/?p=1716
Page16
＜＜＜ 超音波技術 ＞＞＞
超音波制御技術
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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
超音波発振システム（２０ＭＨｚ）の製造販売
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２００ＭＨｚ以上の超音波伝搬現象による表面改質処理
http://ultrasonic-labo.com/?p=2433
超音波と表面弾性波
http://ultrasonic-labo.com/?p=14264
Page17
超音波＜発振制御＞技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=5267
表面弾性波の利用技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=7665
超音波の非線形現象をコントロールする技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=14878
超音波洗浄器による＜メガヘルツの超音波＞技術を開発
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オリジナル超音波実験
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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
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非線形共振型超音波発振プローブ 実験動画
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Page20
超音波システム１ http://ultrasonic-labo.com/?p=1546
超音波システム２ http://ultrasonic-labo.com/?p=18817
超音波システム３ http://ultrasonic-labo.com/?p=19422
【本件に関するお問合せ先】
超音波システム研究所
メールアドレス info@ultrasonic-labo.com
ホームページ http://ultrasonic-labo.com/