正弦波と矩形波の組み合わせを利用した、 メガヘルツ超音波の発振制御技術

正弦波と矩形波の組み合わせを利用した、 メガヘルツ超音波の発振制御技術 ―共振現象と非線形現象を最適化する発振制御技術を開発― ２０２６．１０．３ 超音波システム研究所 超音波システム研究所は、オリジナル超音波プロ－ブの音響特性に基づいた、 メガヘルツ超音波の発振制御による共振現象と非線形現象を最適化する技術を開発 しました。これまでに開発した超音波の制御技術に対して 表面弾性波の非線形振動現象を測定解析評価する技術を応用しています。 正弦波と矩形波を組み合わせることで、音圧測定解析に基づいた共振現象と非線形 現象の最適化を実現しました。 https://youtu.be/V-00_veO4Go https://youtu.be/WCLkMIE7gwE https://youtu.be/xSqsi3AsWvs

・・・ ２０２１．９ 複数の超音波をスイープ発振制御技術開発 ２０２２．１２ 超音波の非線形現象を評価する技術を開発 ２０２３．８ スイープ発振とパルス発振の組み合わせ技術を開発 ２０２４．１１ 相互作用・応答特性による、音圧解析・評価技術を開発 ２０２５．８ 相互作用による、超音波発振条件の最適化技術を開発 ２０２６．３ 矩形波による発振技術を公開（コンサルティング対応） ２０２６．３ スイープ発振による超音波のダイナミック制御技術を開発 ２０２６．８ 新しい、超音波システム（測定・発振）を製造販売開始 ２０２６．８ ２種類のスイープ発振による共振・非線形の制御技術を開発 ２０２６．８ 正弦波と矩形波の組み合わせ発振技術を開発 ２０２６．９ 任意波形の組み合わせによる相互作用を最適化する技術を開発 ２０２６．９ 超音波の音速測定技術を開発 ２０２６．１０ 超音波の応答特性（閉鎖系・開放系）による分類技術を開発 ポイントは、 超音波伝搬現象に関する各種特性・伝搬経路・・・に関して、 表面弾性波の伝搬状態と利用目的に合わせて、 正弦波と矩形波の発振条件（出力・波形・周波数・・・）を最適化することです。

そのために、 オリジナルプローブの超音波伝搬特性の動作確認 （音圧レベル、周波数範囲、非線形性、・・ダイナミック特性）による、 超音波伝搬状態に関するダイナミックな特性評価が重要です。 特に、複数の超音波プローブ（あるいは素子）による、 超音波の送受信について、 ダイナミックに変化する応答特性の測定・解析・評価・・・により システム全体の新合計を評価することが必要です。 超音波伝搬部の接続状態と応答特性から、 音圧レベル・周波数・非線形性・共振性の利用範囲を決定します。

https://youtu.be/O-UyNo57OEs https://youtu.be/araJz69Wqcs https://youtu.be/3R80yGhje9Y 現状では、以下の範囲について対応可能となっています。 超音波プローブ：概略仕様 測定範囲 ０．０１Ｈｚ～２００ＭＨｚ 発振範囲 １．０ｋＨｚ～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 計測機器 例 オシロスコープ 各種対象（水槽、振動子、プローブ、治具、対象物・・・）について 基本的な超音波の音響特性（応答特性、伝搬特性）を確認することで、 利用目的に合わせた、超音波伝搬状態を、発振条件により実現します。

発振条件 １：出力 ２：発振波形（正弦波、矩形波、あるいは任意波形） ３：正弦波のスイープ発振あるいはパルス発振の設定 ４：矩形波のスイープ発振あるいはパルス発振の設定 ５：２種類のスイープ発振の相互作用 ６：超音波伝搬経路の音響特性 ２種類の非線形共振型超音波発振制御プローブによる、 ２種類の発振条件の設定により、 ２０ＭＨｚ以下の発振で、高い音圧レベルの共振現象と、 高調波の発生現象（１０次以上の非線形現象）による、 ９００ＭＨｚ以上の高周波伝搬状態を、ダイナミック制御します。 https://youtu.be/SCOat70TyHU https://youtu.be/aQXsKGZ4VGU 注意１（矩形波） 矩形波の発振波形は、通常の電圧波形としては問題ない場合でも メガヘルツ超音波の発振となると 発振機器による、矩形波の精度が大きく異なり、 発振する超音波に影響します 上記について、測定解析確認に基づいた 発振条件の設定が超音波発振技術のノウハウとなります 注意２（任意波形） 任意波形を利用することも有効ですが 固有の特性を持った単調な発振には注意事項が多数あります 現状の技術では矩形波によるスイープ発振を推奨しています （矩形波の波形精度とｄｕｔｙは大変重要なパラメータです 利用目的やプローブの特性に合わせて幅広い対応が可能です）

＜＜参考動画＞＞ https://youtu.be/gibsJ5NJ6EE https://youtu.be/fQAPgw6mgh4 https://youtu.be/sPJmbL_0Ums https://youtu.be/iLiw9VEfBeQ https://youtu.be/zb6BGQnAtFQ ＊＊＊ https://youtu.be/hM7KoiBpLt4 https://youtu.be/RByVaZ4805U https://youtu.be/hM7KoiBpLt4 https://youtu.be/aEhI_DdmJxA https://youtu.be/LQRsCBY_Ixk

＜＜参考＞＞ 矩形波を利用した超音波発振（スイープ発振、パルス発振）システム http://ultrasonic-labo.com/?p=2149 超音波発振（スイープ発振、パルス発振）システム http://ultrasonic-labo.com/?p=2005 超音波発振システム（２０ＭＨｚ）の製造販売 http://ultrasonic-labo.com/?p=1648 超音波発振制御プローブによる音圧測定技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=1722 https://youtu.be/gibsJ5NJ6EE https://youtu.be/s1fsRRcLsvU 超音波発振システム（６０ＭＨｚ）の開発 http://ultrasonic-labo.com/?p=1142 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

https://youtu.be/z84SWLKA_-M https://youtu.be/4actJwcJw_M 超音波の測定・解析に基づいた発振制御技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=1454 音圧測定解析に基づいた、超音波の発振制御技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=12572 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 スイープ発振の組み合わせによる超音波制御技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=1685 フィードバック解析技術を応用した、超音波の音圧データ解析技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=17849 超音波のダイナミック制御（音圧測定解析） http://ultrasonic-labo.com/?p=18697 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

超音波伝搬現象の分類 http://ultrasonic-labo.com/?p=10908 ＜統計的な考え方＞を利用した「超音波技術」 http://ultrasonic-labo.com/?p=3270 抽象代数モデルと超音波現象の実験・検討サイクル http://ultrasonic-labo.com/?p=15065 音圧測定解析に基づいた、超音波システムの開発技術 http://ultrasonic-labo.com/?p=1484 以上