メガヘルツの超音波による、ナノレベルの攪拌技術

超音波洗浄器（４２ｋＨｚ ２６Ｗ）とメガヘルツの超音波による、 ＜＜ナノレベルの攪拌・乳化・分散・粉砕＞＞技術 －－非線形現象の制御による、超音波攪拌技術－－ 2023.07.15 超音波システム研究所 超音波システム研究所は、 「超音波の非線形現象（音響流）を制御する技術」を利用した 効果的な攪拌（乳化・分散・粉砕）技術を開発しました。 この技術は 表面検査による間接容器、超音波水槽、その他事項具・・の 超音波伝搬特徴（解析結果）を利用（評価）して 超音波（キャビテーション・音響流）を制御します。 さらに、 具体的な対象物の構造・材質・音響特性に合わせ、 効果的な超音波（キャビテーション・音響流）伝搬状態を、 ガラス容器・超音波・対象物・・の相互作用に合わせて、 超音波の発振制御により実現します。 特に、 音響流制御による、高調波のダイナミック特性により ナノレベルの対応が実現しています 1

金属粉末をナノサイズに分散する事例から応用発展させました。 超音波に対する 定在波やキャビテーションの制御技術をはじめ 間接容器に対する伝播制御技術・・・により 適切なキャビテーションと音響流による攪拌を行います。 これまでは、各種溶剤の効果と超音波の効果が トレードオフの関係にあることが多かったのですが この技術により 溶剤と超音波の効果を 適切な相互作用により相乗効果を含めて 大変効率的に利用（超音波制御）可能になりました。 オリジナルの超音波伝搬状態の測定・解析技術により、 音響流の評価・・・・多数のノウハウ・・・を確認しています。 2

＜＜参考動画＞＞ https://youtu.be/yBFwVnrToRI https://youtu.be/XilDLH909Cc https://youtu.be/365cX3W93L0 https://youtu.be/6jVkzkhvcFM https://youtu.be/-wvMjZrnKiA https://youtu.be/PjgtbtWMpeI https://youtu.be/9fDozqKhiro https://youtu.be/XBrjsoa3qus https://youtu.be/U4wjnfs6TZI https://youtu.be/hDU4o9e1-RM https://youtu.be/dFceCmUuMeM https://youtu.be/Ng8gmLrK4d8 https://youtu.be/ybCfQVajkeA https://youtu.be/EIrpDMZyPQU https://youtu.be/Fj_t7Jq6D4A https://youtu.be/zQ_tpeeaSQo https://youtu.be/qpStXSBthCk https://youtu.be/RjWaBloLqz8 https://youtu.be/sGEB8kZqff4 https://youtu.be/whyzzc0x5XU https://youtu.be/tjggX9TE4N8 https://youtu.be/UdAK6Q4gj98 3

https://youtu.be/GlpVMPEPqcw https://youtu.be/sCtpiklQr0w https://youtu.be/UrfEM6cIhk4 https://youtu.be/Rn8WXT0Ga-I https://youtu.be/ubQwVXhjov8 https://youtu.be/sv7BjWLm5Ig https://youtu.be/DfppSc9EJuE https://youtu.be/0cTNMAlY14M https://youtu.be/k7LmaTFNPmI https://youtu.be/_vd6QZ45fI0 4

原理の論理的な説明と 具体的な方法（技術）について コンサルティング対応しています。 オンライン個別コンサルティング：超音波技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=17520 ＜＜基礎技術＞＞ 超音波伝搬現象の分類 http://ultrasonic-labo.com/?p=10908 超音波発振による相互作用 http://ultrasonic-labo.com/?p=17204 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 5

＜＜超音波技術＞＞ 超音波と間接容器による、ナノレベルの攪拌技術を開発 http://ultrasonic-labo.com/?p=15865 超音波「攪拌・分散・乳化・粉砕」技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=5550 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 超音波と表面弾性波（オリジナル超音波システムの開発技術） http://ultrasonic-labo.com/?p=14264 6

オリジナル超音波プローブ http://ultrasonic-labo.com/?p=8163 オリジナル技術（表面弾性波の利用） http://ultrasonic-labo.com/?p=7665 表面弾性波を利用した超音波制御技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=14311 7

間接容器と定在波による音響流とキャビテーションのコントロール http://ultrasonic-labo.com/?p=1471 超音波を利用した、「ナノテクノロジー」の研究・開発装置 http://ultrasonic-labo.com/?p=2195 ナノレベルの攪拌技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=1066 ナノレベルの超音波＜乳化・分散＞技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=1620 8

「超音波の非線形現象」を目的に合わせてコントロールする技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=2843 磁性・磁気と超音波（Ultrasonic and magnetic） http://ultrasonic-labo.com/?p=3896 超音波攪拌（乳化・分散・粉砕）技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=3920 超音波キャビテーションの観察・制御技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=10013 超音波の伝播現象における「音響流」を利用する技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=1410 9

２種類の異なる「超音波振動子」を同時に照射するシステム http://ultrasonic-labo.com/?p=2450 超音波振動子の設置方法による、超音波制御技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=1487 推奨する「超音波（発振機、振動子）」 http://ultrasonic-labo.com/?p=1798 超音波とファインバブル（マイクロバブル）による洗浄技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=18101 10

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超音波発振システム20MHzタイプ USP-2021-20MHz 超音波の発振を行うシステム 内容 超音波発振専用プローブ ２本 ファンクションジェネレータ １式 説明書 １式（ＵＳＢメモリー） ファンクションジェネレータ（FY3224S） KKmoon D D S 信号発生器 12 ビット 250MSa/s 正弦波 24MHz 仕様： 主な特徴周波数範囲の正弦波 ノーマルモード：0Hz〜24MHz 方形波：0Hz〜6MHz 出力変調 周波数スイープ 波形タイプ正弦/方形/のこぎり波、任意波形リフティング 波形長：2048 ポイント サンプリングレート：250MSa/s 波形の振幅分解能：12 ビット 最小周波数分解能：10MHz 振幅範囲 5mVp-p〜20Vp-p 出力インピーダンス：50Ω（±10％） 12

オリジナル超音波発振制御プローブ（推奨タイプ ２本セット） 超音波発振プローブ UPP-2023 品番 ３００Ａ３０：タイプＳ１ コード長さ ５００－２０００ｍｍ 先端部（圧電素子） 直径４０－８０ｍｍ 重量 ４０－７０ｇ 接続プラグ ＢＮＣ 最大出力 ２０Ｖ（推奨 １０－１５Ｖ） 最大発振周波数 ２４ＭＨｚ（推奨 ２０ＭＨｚ以下） 注：最大出力、最大発振周波数以下の範囲で使用してください 注意 プローブの先端部（超音波発生部分）を水槽内の液に入れる場合 プローブは、対象物あるいは治工具・・に、 洗濯バサミの圧力程度で固定すると応力分布と伝搬効率が最適化します あるいは、下記写真のように自然放置（つるす、置く）してください （大きな負荷がかかると低周波の共振現象発生の原因になります ） 注意：プローブの先端部は振動の発生部です、取り扱いに注意してください 13

超音波プローブのカスタム対応 利用目的に合わせたプローブを開発・製造・販売します 14

超音波発振制御システムのカスタム対応 プローブ１，３ スイープ発振 プローブ２ パルス発振 15

＜参考＞ 超音波プローブ（発振型、測定型、共振型、非線形型）の製造技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=1566 超音波プローブ http://ultrasonic-labo.com/?p=11267 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 超音波伝搬現象の分類３ http://ultrasonic-labo.com/?p=17540 超音波の最適化技術１ http://ultrasonic-labo.com/?p=15226 超音波の最適化技術２ http://ultrasonic-labo.com/?p=16557 超音波制御技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=16309 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 統計的な考え方を利用した超音波 http://ultrasonic-labo.com/?p=12202 超音波洗浄に関する非線形制御技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=1497 超音波システム（音圧測定解析、発振制御） http://ultrasonic-labo.com/?p=19422 メガヘルツ超音波の効果１ http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/adfb30ef89e6f5a76e9a04e70a0ca395.pdf メガヘルツ超音波の効果２ http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/513b007f36fc8fb58a2b9c1f558d289c.pdf 表面残留応力の緩和処理技術０ http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/03bb44a2f578d71fd8d08cdc0a55a3a7.pdf 表面残留応力の緩和処理技術１ http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/9331da789c89d57b60089985daf25223.pdf 表面残留応力の緩和処理技術２ http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/21dec0bb4d122601d2edf8428a70f36d.pdf 表面残留応力の緩和処理技術３ http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/58ef187250e6b810f299dc1bf7bb0bc6.pdf 【本件に関するお問合せ先】 メールアドレス info@ultrasonic-labo.com ホームページ http://ultrasonic-labo.com/ 16

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