超音波の非線形制御システムを開発する技術

超音波の非線形制御システムを開発する技術 2025．3．2 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（音圧測定解析評価・発振制御）を利用した 超音波の伝搬特性・伝搬経路を考慮した、 表面弾性波のダイナミック制御技術を開発しました。 超音波の非線形制御システムを開発するための基礎技術です。 目的（洗浄・加工・攪拌・化学反応・・）に合わせた 様々な応用を実現しています。 各種材質・構造・サイズ・・・に対する メガへルツ超音波の基礎実験を公開しています。 ポイントは 超音波伝搬に関する非線形現象を 効率の高い状態で制御可能にする 振動システムとしての 発振条件の設定（波形・出力・周波数・変化・・・）です。

具体的な技術として 水槽・治工具・・・と超音波の相互作用による 非線形現象（バイスペクトル）を 目的（洗浄、攪拌、加工、溶接、表面処理、応力緩和処理、検査・・） に合わせて制御する、具体的なシステム技術を開発しました。 例 標準システム 1（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 ベースとなる超音波振動子 １台 ＯＮＯＦＦ制御 ３８ｋＨｚ １５０Ｗ（出力最大） メガヘルツの超音波発振制御プローブ１ 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２ スイープ発振 3-20MHz(出力 5W）

例 標準システム 2（水槽内の液量が ２０００リットルを超える場合） 超音波とファインバブルで表面改質処理したステンレス水槽 （液循環を考慮した水槽設計が望まれる オーバーフロー水槽構造により、塩ビ水槽での対応も可能） 脱気ファインバブル発生液循環装置 ２台 ＯＮＯＦ制御 （ＯＮＯＦＦ制御は個別設定） ベースとなる超音波振動子 １台 ＯＮＯＦＦ制御 ４０ｋＨｚ ６００Ｗ（出力２５０Ｗ） メガヘルツの超音波発振制御プローブ ３本 メガヘルツの超音波発振制御プローブ１ パルス発振 ８．３ＭＨｚ（出力８Ｗ） メガヘルツの超音波発振制御プローブ２ スイープ発振 １０～１８ＭＨｚ（出力１５Ｗ） メガヘルツの超音波発振制御プローブ３ パルス発振 １７．１ＭＨｚ（出力８Ｗ）

例 標準システム 3（縦・横・高さの最大サイズが２５ｍ以内の装置場合） 注１：メガヘルツ超音波の伝搬状態に対する確認が必要 注２：超音波の伝搬効率が悪い場合、最適な専用プローブを開発 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 １３．３ＭＨｚ（出力１５Ｗ） メガヘルツの超音波発振制御プローブ２ スイープ発振 １１～２０ＭＨｚ（出力１５Ｗ）

例 標準システム 4（縦・横・高さの最大サイズが１００ｍ以上の装置場合） 注１：メガヘルツ超音波の伝搬状態に対する確認が必要 注２：超音波の伝搬効率が悪い場合、最適な専用プローブを開発 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 スイープ発振 ６０ｋＨｚ～２０ＭＨｚ（出力１０Ｗ） メガヘルツの超音波発振制御プローブ２ パルス発振 １５．１ＭＨｚ（出力１０Ｗ）

超音波の伝搬状態の測定・解析技術を利用した結果、 １）５０次以上の高調波の制御を実現 ２）２０ｋＨｚ以下の共振現象と非線形現象を 利用目的に合わせて最適化 （精密洗浄では非線形現象を優先 バラツキの多い対象の分散では、開始時は共振現象を優先 対象が小さくなるにつれて、非線形現象を優先 一定のレベルになった後は、 共振現象と非線形現象をバランス良く変化させる 機械加工では、装置の振動モードに合わせて、 共振現象と非線形現象の変化の範囲を最適化・調整する）

メガヘルツ超音波の表面弾性波制御技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=5267 超音波（音圧測定解析、発振制御）システム http://ultrasonic-labo.com/?p=1173 超音波の音圧データ解析：自己相関・バイスペクトル http://ultrasonic-labo.com/?p=1703 表面弾性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=8792 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=2420 超音波発振制御プローブの開発技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=9798 超音波プローブによる、非線形制御技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=1566

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以上