メガヘルツの超音波発振制御と表面弾性波を最適化する技術
オリジナル非線形共振現象について
メガヘルツの超音波発振制御と表面弾性波を最適化する技術
超音波システム研究所は、
超音波発振制御プローブを発振することで発生する
各種対象との相互作用を利用して
超音波の非線形現象（注）をコントロールする技術を開発しました。
注：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調波の発生を
共振現象により高い振幅に実現させたことで起こる
超音波振動の共振現象
各種部材の超音波伝搬特性を目的に合わせて最適化することで
効率の高い超音波発振制御が可能になります。
超音波テスターの音圧データの測定解析により
表面弾性波のダイナミックな変化を、
利用目的に合わせて、コントロールするシステム技術です。
関連メディア
このカタログについて
| ドキュメント名 | オリジナル非線形共振現象について-Ver3 |
|---|---|
| ドキュメント種別 | 事例紹介 |
| ファイルサイズ | 2.9Mb |
| 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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オリジナル非線形共振現象について
2025.12.13 超音波システム研究所 ver4.0
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調波の発生を
共振現象により高い振幅に実現させたことで起こる
超音波振動の共振現象
参考実験外観
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実験 1：低周波（９－５０ｋＨｚのスイープ発振）
矩形波（Duty４７％）、出力１３V
結果
９－５０ｋＨｚの超音波伝搬状態は確認できる
音圧レベルが低い
高調波、低調波の発生は、非常に小さい
コメント
上記の原因
１）超音波素子面を振動させるエネルギー不足
２）超音波素子と伝搬対象（注射針）のサイズが、発振周波数に対して小さい
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実験２：高周波（３－２０MＨｚのスイープ発振）
矩形波（Duty４７％）、出力１３V
結果
幅広い範囲（1kHz～50MHｚ）の超音波伝搬状態を確認できる
音圧レベルが高い
高調波、低調波の発生が、ダイナミックに実現している
コメント
上記の原因
１）超音波素子面から伝搬対象（注射針）へ、超音波が効率よく伝搬する
２）振動系としての共振現象が発生している
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実験 3：高周波（３－２０MＨｚのスイープ発振）
2ｃｈ：矩形波（Duty４７％）、出力１１．５V スイープ発振
1ｃｈ：矩形波（Duty４３％）、出力１２．１V １１MHｚパルス発振
結果
パルス発振（１１MHｚ）の効果
低周波の共振現象が発生する頻度が低下した事による音圧レベルの低下
高調波（１００MHｚ付近まで）の広がり
コメント
複数のスイープ発振、パルス発振の組み合わせにより
相互作用による非線形現象（高調波の発生）が制御可能
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実験４：高周波（３－２０MＨｚのスイープ発振）
2ｃｈ：矩形波（Duty４７％）、出力１１．５V スイープ発振
1ｃｈ：矩形波（Duty４３％）、出力１２．１V １１MHｚパルス発振
結果
パルス発振の効果
音圧レベルの低下、共振現象（赤の矢印）の減少
高調波（１００MHｚ付近まで）の広がり（パワー周波数グラフで確認）
コメント
音圧レベルを高くするためには、単調なスイープ発振が有効
目的の伝搬状態の実現には、
複数のスイープ発振、パルス発振の組み合わせによる最適化が必要
（最適化：音圧測定解析に基づいた、発振波形に関する目的に合わせた設定）
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参考
一つの発振チャンネルから二種類の超音波プローブを発振制御する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=14350
２台のファンクションジェネレータを利用した、超音波制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=2295
超音波の非線形振動現象をコントロールする技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=11267
スイープ発振とパルス発振の組み合わせによる非線形発振制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1263
超音波の音圧・振動データから、新しい超音波利用を導く
http://ultrasonic-labo.com/?p=1811
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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（２０ＭＨｚ）
http://ultrasonic-labo.com/?p=18817
超音波洗浄器（水槽表面）の表面残留応力緩和・均一化処理
http://ultrasonic-labo.com/?p=19422
相互作用の確認に基づいた、超音波発振条件の最適化技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=13919
【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
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応用事例
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オリジナル非線形共振現象を制御可能にする、超音波プローブの製造技術を開発
２０２５．１０ 鉄めっき技術による、600MHz 以上の超音波伝搬制御技術を開発
２０２５．１１ 超音波機器の最適化技術（低周波振動モードの最適化）を開発
２０２５．１２ 超音波素子の、固定技術を開発（振動するものを固定する技術）
２０２５．１２ オリジナル非線形共振現象を制御可能にする技術を開発
２０２６． １ 超音波発振システム６０ＭＨｚの製造販売開始
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以上