超音波プローブの製造・評価技術をコンサルティング提供-ver3

超音波プローブの製造・評価技術をコンサルティング提供 Ver3.0 ２０２５．５．１８ 超音波システム研究所 超音波システム研究所は、 ５００Ｈｚから９００ＭＨｚ以上の超音波伝搬状態を制御可能にする 超音波プローブを、利用目的に合わせて製造・評価する技術を開発しました。 超音波プローブ：概略仕様 測定範囲 ０．０１Ｈｚ～２００ＭＨｚ 発振範囲 ０．５ｋＨｚ～ ２５ＭＨｚ 伝搬範囲 ０．５ｋＨｚ～９００ＭＨｚ以上（解析確認） 材質 ステンレス、ＬＣＰ樹脂、シリコン、テフロン、ガラス・・・ 発振機器 例 ファンクションジェネレータ ＜金属・樹脂・ガラス・・・の音響特性＞を把握することで 発振制御により、音圧レベル、周波数、ダイナミック特性について 目的に合わせた伝搬状態を実現します

超音波伝搬状態の測定・解析・評価技術に基づいた、 精密洗浄・加工・攪拌・検査・・への新しい基礎技術です。 各種部材（ガラス容器・・）の音響特性（表面弾性波）の利用により ２０Ｗ以下の超音波出力で、３０００リッターの水槽でも、 数トンの構造物、工作機械、・・への超音波刺激は制御可能です。 弾性波動に関する工学的（実験・技術）な視点と 抽象代数学の超音波モデルにより 非線形現象の応用方法として開発しました。

ポイントは 超音波素子表面の表面弾性波利用技術です、 対象物の条件・・・により 超音波プローブの伝搬特性を確認（注１）することで、 オリジナル非線形共振現象（注２、３）として 対処することが重要です

注１：超音波プローブの伝搬特性 １）振動モードの検出（自己相関の変化） ２）非線形現象の検出（バイスペクトルの変化） ３）応答特性の検出（インパルス応答特性の解析） ４）相互作用の検出（発振電圧と受信電圧の相互作用：パワー寄与率を解析） 注：「R」フリーな統計処理言語かつ環境 autcor：自己相関の解析関数 bispec：バイスペクトルの解析関数 mulmar：インパルス応答の解析関数 mulnos：パワー寄与率の解析関数 注２：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 注３：過渡超音応力波 変化する系における、ダイナミック加振と応答特性の確認 時間経過による、減衰特性、相互作用の変化を確認 上記に基づいた、過渡超音応力波の解析評価 注４：ダイナミック制御の基本 発振制御は、スイープ発振とパルス発振の組み合わせにより 利用目的に合わせた、音圧レベル、周波数範囲の ダイナミックな変化状態を制御設定で実現します その結果、超音波プローブは、以下の４タイプになります 発振型（共振タイプ、非線形タイプ） 測定型（共振タイプ、非線形タイプ）

特許情報 特開2021-178278（出願のみなし取下げ） 超音波処理装置及び超音波処理方法 【課題】 超音波の発振により、被処理液中の物質を分散させたり、 使用済みの洗浄液等に含まれる油等の汚れを分解したりすることが 簡単にできる超音波処理装置を提供することにある。 特開2021-175568（出願のみなし取下げ） 流水式超音波洗浄機 【課題】超音波洗浄機利用について、 超音波洗浄効果の主要因である音響流を測定解析評価することで、 洗浄目的に合わせてコントロールすること。 特開2021-171909（出願のみなし取下げ） 超音波加工 【課題】機械加工時・加工部（刃物・加工油・加工表面）の各種管理が難しく、 加工後、加工表面残留応力のバラツキにより、精度、強度 （特に、金属疲労強度）の低下・表面の不均一化・・が発生する。 特開2021-161532（出願のみなし取下げ） 超音波めっき 【課題】大量にめっき処理を行った後の、強度 （特に、金属疲労強度）の低下、変色などを抑制する、超音波めっき方法の提供。 特開2021-159990（出願のみなし取下げ） 超音波溶接 【課題】溶接時に、超音波の振動を、共振現象を押さえて伝搬させ、 金属が溶融した状態の流動性を含めた溶接時の温度変化が安定的になり、 表面残留応力のバラツキが小さく疲労強度を向上させる。 特開2021-125866（出願のみなし取下げ） 超音波発振制御 【課題】超音波利用について、超音波の伝搬周波数の範囲と、 測定解析の周波数範囲を広げることで、目的に合わせた超音波伝搬現象を 効率よく効果的に実現できるようにすること。 （超音波発振制御プローブの製造技術の一部は特開2021-125866 に記載しています） この技術を、コンサルティング提供します 興味のある方はメールでお問い合わせ下さい

＜＜ 超音波の音圧データ解析 ＞＞ 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/

製造技術写真 ＜圧電素子の調整＞

＜超音波受信部材の調整＞

＜ノウハウ＞

＜＜超音波プローブの製造技術＞＞ オリジナル超音波プローブ http://ultrasonic-labo.com/?p=8163 メガヘルツの超音波発振制御プローブを製造する技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=9232 超音波プローブの伝搬特性テスト http://ultrasonic-labo.com/?p=14570 超音波発振システム（２０ＭＨｚ）の製造販売 http://ultrasonic-labo.com/?p=1648 超音波素子（圧電素子）の調整技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=1584 超音波プローブの製造・評価技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=15285 ポリイミドフィルムに鉄めっきを行った部材を利用した超音波プローブ http://ultrasonic-labo.com/?p=13404 以上