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超音波システムの最適化技術

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－－共振現象と非線形現象の最適化技術－－

超音波システムの最適化技術
共振現象と非線形現象を制御可能にする超音波伝搬システム
－－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から、
共振現象と非線形現象を制御可能にする超音波伝搬システムについて、
目的に合わせて最適化する技術を開発しました。

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、
超音波のダイナミックな伝搬状態を実現する技術です。

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
（超音波加工、ナノレベルの精密洗浄、攪拌。・・実績が増えています）

注：オリジナル技術製品（超音波の音圧測定解析システム）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 超音波システムの最適化技術
ドキュメント種別 製品カタログ
ファイルサイズ 3.9Mb
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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超音波システムの最適化技術 Ver1 共振現象と非線形現象を制御可能にする超音波伝搬システム －－共振現象と非線形現象の最適化技術－－ 2023．12．18 超音波システム研究所 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から、 共振現象と非線形現象を制御可能にする超音波伝搬システムについて、 目的に合わせて最適化する技術を開発しました。 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、 超音波のダイナミックな伝搬状態を実現する技術です。 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 （超音波加工、ナノレベルの精密洗浄、攪拌。・・実績が増えています） 注：オリジナル技術製品（超音波の音圧測定解析システム）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）
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超音波の伝搬特性 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（パワー寄与率の解析） 解析には下記ツールを利用します 「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 ＜特許出願済み＞ 特開 2021-125866 超音波制御（超音波発振制御プローブ） 特開 2021-159990 超音波溶接 特開 2021-161532 超音波めっき 特開 2021-171909 超音波加工 特開 2021-175568 流水式超音波洗浄 超音波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 特願 2023-195514 メガヘルツ超音波とファインバブルを利用した超音波めっき
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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、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 伝搬状態のダイナミックな変化により、 共振現象と非線形現象の複雑な状態になります。 時間経過とともに、以上の経過を繰り返す中で、 振動系としてのシステムによる、固有の振動モードが発生します。 この振動モード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 新しい超音波発振制御技術（注）を開発しました。 注：共振型伝搬システム、非線形型伝搬システム 超音波洗浄の場合 共振型伝搬状態：キャビテーションモード 非線形型伝搬状態：音響流モード 上記の振動モードに関する無限のプロセス 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ます。
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ノウハウ資料
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例 超音波洗浄 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 ７．７ＭＨｚ（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 １ＭＨｚ～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 １１．３ＭＨｚ（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 ９～２０ＭＨｚ（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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＜＜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) 注：TIMSAC(TIMe Series Analysis and Control program) 注：「R」フリーな統計処理言語かつ環境
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超音波洗浄のメカニズムと効果的な活用法 http://ultrasonic-labo.com/?p=18171 超音波技術（コンサルティング対応） http://ultrasonic-labo.com/?p=1401 超音波のダイナミック制御技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=15848 超音波の相互作用を評価する技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=12202 ＡＩＣ（情報量規準）を利用した超音波技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=1074 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 超音波洗浄機の音圧測定システム http://ultrasonic-labo.com/?p=1609 超音波による音響特性テスト（超音波洗浄の適性確認） http://ultrasonic-labo.com/?p=15767
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音響流（超音波）制御技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=1258 音圧測定・解析に基づいた、超音波のコントロール技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=15028 超音波振動子の表面残留応力緩和技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=1798 超音波「音圧測定解析装置（超音波テスターＮＡ）」 http://ultrasonic-labo.com/?p=1722 超音波振動子のファンクションジェネレーター発振 http://ultrasonic-labo.com/?p=1179 非線形現象をコントロールする超音波システム http://ultrasonic-labo.com/?p=2015 超音波発振制御システム（２０ＭＨｚ） http://ultrasonic-labo.com/?p=18817 超音波の相互作用を評価する技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=1478
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超音波水槽のダイナミック液循環システム http://ultrasonic-labo.com/?p=14869 １００ＭＨｚ以上の超音波伝搬状態を利用可能にする技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=14411 超音波めっき技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=3272 ＡＩＣ（情報量規準）を利用した超音波技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=1074 超音波伝搬状態の測定・解析・評価システム http://ultrasonic-labo.com/?p=1000
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オリジナル超音波実験 http://ultrasonic-labo.com/?p=1745 メガヘルツ超音波による精密洗浄技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=1152 超音波振動子の表面残留応力緩和技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=1798 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 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 超音波洗浄機の「脱気ファインバブル（マイクロバブル）発生液循環装置」 http://ultrasonic-labo.com/?p=1779 脱気ファインバブル発生液循環装置を利用した超音波洗浄機 http://ultrasonic-labo.com/?p=1251
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ウルトラファインバブルとメガヘルツ超音波の音響流制御技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=14443 ノウハウ＜超音波振動子の設置、脱気・マイクロバブル発生液循環＞ http://ultrasonic-labo.com/?p=1538
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以上