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最終更新日:2024/08/02

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  • カタログ発行日:2022/1/26

超音波の音圧データ解析により、各種相互作用を最適化する技術1.00

基本情報超音波の音圧データ解析により、各種相互作用を最適化する技術

自己相関、バイスペクトル、パワー寄与率、インパルス応答

超音波システム研究所は、
 音圧測定解析装置(超音波テスター)による
 超音波の相互作用を測定解析する技術を利用して、
 「超音波の相互作用を測定・評価する技術」を開発しました。

開発した技術により
 「超音波の発振(発振機・振動子・・)」による
 対象物・超音波機器・治工具・・・を含めた、
 各種の相互作用を測定解析データに基づいて、
 目的に合わせた、超音波の相互作用を
 ダイナミックにコントロールすることが、可能になりました。

注:自己相関、バイスペクトル、パワー寄与率、インパルス応答

特に、
 高調波に関する超音波と対象物の相互作用を検出・確認することで
 複雑な形状や、精密部品の洗浄に対する効果的な
 制御(液循環、治工具、洗浄物の固定方法、・・・)が明確になります。

従って、適切な
 超音波周波数の選択や
 異なる超音波周波数の振動子の組み合わせ・・
 対象物に合わせた制御方法が決定できます。

これは、加工・洗浄・表面改質・化学反応の促進・・・に対して
 目的に合わせた
 効果的な超音波利用技術です。

メガヘルツの超音波システム(超音波の発振制御技術の応用)

メガヘルツの超音波システム(超音波の発振制御技術の応用) 製品画像

超音波システム研究所は、
超音波機器に関して、
メガヘルツの超音波発振制御プローブを利用することで、
1-900MHzの超音波伝搬状態制御を可能にする
超音波システム技術を開発しました。

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・溶接・めっき・・への新しい応用技術です。

各種材料の音響特性(表面弾性波)の利用により
 20W以下の超音波出力で、1000リッターの水槽でも、
 数トンの対象物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
 治工具(弾性体:金属・ガラス・樹脂)の利用です、
 対象物の条件・・・により
 超音波の伝搬特性を確認することで、
 オリジナル非線形共振現象(注1)として
 対処することが重要です

注1: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


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超音波セミナー:音圧測定解析と発振制御の実演

超音波セミナー:音圧測定解析と発振制御の実演 製品画像

※本セミナーは最大定員10名までの対面セミナーです。

超音波システム研究所は、
下記の通り超音波セミナーを行います。

タイトル
「超音波の音圧測定解析と発振制御技術」

ファインバブルを利用した、超音波洗浄・攪拌・加工に関する、
詳細なノウハウの説明を
超音波の測定解析が容易にできる「超音波テスターNA(200MHz)」と
超音波の発振制御が容易にできる「超音波発振システム(20MHz)」を
使用した、デモンストレーションを行いながら紹介します!

日時 2024年**月**日 13:00-16:00

会場:東京たま未来メッセ(東京都立多摩産業交流センター)
第7会議室(定員27名)

価格(税込) 18,700円 (本体価格:17,000円)
・2名同時申込の場合、
  33,000円(2名 本体価格:30,000円)

主催 超音波システム研究所


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ファインバブルによる音響流制御を利用した超音波洗浄機

ファインバブルによる音響流制御を利用した超音波洗浄機 製品画像

超音波システム研究所は、
 超音波の伝搬現象に関する測定・解析・評価技術に基づいて、
 超音波加工、攪拌、化学反応・・にも利用可能な、
 ファインバブルを利用した超音波洗浄機を開発しました。

推奨システム概要

1:超音波とファインバブルによる表面改質処理を行った
  超音波振動子

2:超音波とファインバブルによる表面改質処理を行った
  超音波専用水槽

3:脱気・ファインバブル(マイクロバブル)発生液循環システム

4:制御装置による、超音波と液循環の最適化制御システム

5:超音波テスターによる、音圧管理システム


注意:水槽・振動子・治工具については、エージング処理により
   音響特性の調整対応が可能です

*特徴

超音波専用水槽による効果的な洗浄装置です

効率の高い超音波利用により
通常の水槽では強度・耐久性が不十分となります
(通常の水槽を、超音波とファインバブルで表面改質対応します)

洗浄・攪拌・表面改質・・・対象と目的により
超音波(キャビテーション・音響流)を制御します


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超音波の最適化技術--共振現象と非線形現象の最適化技術--

超音波の最適化技術--共振現象と非線形現象の最適化技術-- 製品画像

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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超音波データの統計数理(R言語・環境による解析)

超音波データの統計数理(R言語・環境による解析) 製品画像

超音波システム研究所は、
 超音波利用に関して、
 <統計的な考え方>を利用した
 効果的な「測定・解析・評価方法」に関する技術を開発しています。

<統計的な考え方について>
 統計数理には、抽象的な性格と具体的な性格の二面があり、
 具体的なものとの接触を通じて
 抽象的な考えあるいは方法が発展させられていく、
 これが統計数理の特質である

超音波の研究について
「キャビテーションの効果を安定させるには統計的な見方が不可欠」

<モデルについて>
モデルは対象に関する理解、予測、制御等を
効果的に進めることを目的として構築されます。

正確なモデルの構築は難しく、
常に対象の複雑さを適当に"丸めた"形の表現で検討を進めます。
その意味で、
モデルの構成あるいは構築の過程は統計的思考が必要です。

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)

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表面弾性波の相互作用をコントロールする超音波技術

表面弾性波の相互作用をコントロールする超音波技術 製品画像

超音波システム研究所は、
ファンクションジェネレータの一つの発振チャンネルから
 同時に2種類の超音波プローブを発振することで発生する
 相互作用を利用して
 超音波の非線形現象(注)をコントロールする技術を開発しました。

注: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

各種部材の超音波伝搬特性を目的に合わせて最適化することで
 効率の高い超音波発振制御が可能になります。

超音波テスターの音圧データの測定解析により
 表面弾性波のダイナミックな変化を、
 利用目的に合わせて、コントロールするシステム技術です。

実用的には、
 複数(2種類)の超音波プローブによる
 複数(2種類)の発振(スイープ発振、パルス発振)が
 複雑な振動現象(オリジナル非線形共振現象)を発生させることで
 高い音圧で高い周波数の伝搬状態、あるいは、
 目的の固有振動数に合わせた
 低い周波数の高い音圧レベルの伝搬状態を実現します。

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音圧データ解析に基づいた超音波洗浄システムの開発コンサルティング

音圧データ解析に基づいた超音波洗浄システムの開発コンサルティング 製品画像

超音波専用水槽(オリジナル製造方法)による効果的な装置です

効率の高い超音波利用により
通常の水槽では強度・耐久性が不十分です

洗浄・攪拌・表面改質・・・対象と目的により
複数の超音波と
脱気ファインバブル発生液循環装置を
音圧測定解析に基づいて発振制御します

様々な、組み合わせと
 使用(制御)方法を提案しています

ポイントは
目的の対象に合わせた超音波伝搬状態を実現させる
専用水槽内の「溶存酸素濃度分布」と「液循環」です

<<脱気ファインバブル(マイクロバブル)発生液循環装置>>

1)ポンプの吸い込み側を絞ることで、キャビテーションを発生させます。
2)キャビテーションにより溶存気体の気泡が発生します。
上記が脱気液循環装置の状態です

3)溶存気体の濃度が低下すると
キャビテーションによる溶存気体の気泡サイズが小さくなります。
4)適切な液循環により、
20μ以下のファインバブル(マイクロバブル)が発生します。
上記が脱気マイクロバブル発生液循環装置の状態です。

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超音波の測定解析と発振制御が容易にできる、超音波システム

超音波の測定解析と発振制御が容易にできる、超音波システム 製品画像

超音波システム研究所は、
超音波の測定解析が容易にできる
「超音波テスターNA(推奨タイプ)」と
超音波の発振制御が容易にできる
「超音波発振システム(20MHz)」
 をセットにしたシステムを製造販売しています。

利用目的(価格・性能:洗浄・加工・攪拌・検査・・)に合わせた
 システム構成(オーダーメードの超音波プローブ)を提案しています

オリジナル製品:
  超音波システム(音圧測定解析、発振制御 10MHzタイプ)
  型番:US-2022xxxx
 
 システム概要(標準システム)
 ::超音波テスターNA 10MHzタイプ
 ::発振システム20MHzタイプ

超音波プローブ:概略仕様
測定範囲 0.01Hz~100MHz
発振範囲 1kHz~25MHz
伝搬範囲 1kHz~900MHz以上
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

超音波の伝搬特性
1)振動モードの検出
2)非線形現象の検出
3)応答特性の検出
4)相互作用の検出


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超音波モデルに基づいた制御システムの開発技術コンサルティング

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超音波システム研究所は、
 超音波利用に関して、
 <統計的な考え方>に基づいて、抽象代数学を利用した
 効果的な「超音波発振制御システム」を開発しています。

<統計的な考え方について>
 統計数理には、抽象的な性格と具体的な性格の二面があり、
 具体的なものとの接触を通じて
 抽象的な考えあるいは方法が発展させられていく、
 これが統計数理の特質である

超音波の研究について
「キャビテーションの効果を安定させるには統計的な見方が不可欠」

<モデルについて>
モデルは対象に関する理解、予測、制御等を
効果的に進めることを目的として構築されます。

正確なモデルの構築は難しく、
常に対象の複雑さを適当に"丸めた"形の表現で検討を進めます。
その意味で、
モデルの構成あるいは構築の過程は統計的思考が必要です。

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(インパルス応答の解析)
4)相互作用の検出(パワー寄与率の解析)

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超音波の各種相互作用を評価する技術ー音圧データのパワー寄与率解析

超音波の各種相互作用を評価する技術ー音圧データのパワー寄与率解析 製品画像

超音波振動の相互作用を測定解析評価する技術を開発
--音圧データのフィードバック解析:パワー寄与率の解析--

超音波システム研究所は、
超音波の音圧測定による、時系列データを解析することで、
 各種相互作用を測定解析評価する技術を開発しました。
その結果、相互作用の評価に基づいた
 超音波利用状態を最適化する技術に発展しています。

具体的には、以下のような事例があります
1)超音波の発振周波数・出力レベルの選択基準の最適化
2)超音波の発振制御条件の最適化
3)水槽・超音波(振動子)の設置に関する最適化
4)液循環装置・制御条件の最適化
5)水槽・超音波の設計条件の最適化
6)洗浄液・洗剤・溶剤・・の最適化
7)隣接水槽、治具・・との最適化

目的に合わせた、オリジナル超音波システムの開発が可能です。

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超音波装置の改善・改良 <音圧データの計測・解析・評価>

超音波装置の改善・改良 <音圧データの計測・解析・評価> 製品画像

超音波の音圧測定・解析・評価技術を応用

超音波システム研究所は、
超音波の非線形性に関する「測定・解析・制御」技術を応用した、
超音波の<解析・評価>方法(システム技術)を開発しました。

この技術を利用した
超音波装置の<計測・解析・評価>対応を行います。

具体的な対応・費用・・・については
メールでお問い合わせください

*コメント*

現状、超音波利用に関して

利用目的に対して最適な超音波の状態を

検出・確認することは大変難しいと思います

そこで、超音波に関する日常管理に「音圧データ」を取り入れることで

最終評価状態(不良率、歩留まり、・・・)との関係を

統計データの蓄積と解析を通して、解決したいと考えて実施してきました

時系列データの解析技術(注)を利用して分析することで

効果的な改善が実現するようになりました

このような改善を継続した結果

低出力の超音波発振制御にによる成功例が増えたことで

オリジナル製品:超音波システム(音圧測定解析、発振制御)を、

2021年3月より製造販売しています
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超音波の音圧測定データ解析(R言語)

超音波の音圧測定データ解析(R言語) 製品画像

超音波システム研究所は、
オリジナル製品(超音波テスター)を利用した、全く新しい、
 <<表面弾性波の伝搬状態をコントロール技術>>を開発しました。

これまでに開発した、超音波の音圧測定解析技術について、
 超音波の非線形現象に関する「測定・解析・評価」技術を応用します。

建物や道路の振動・騒音、機器・装置・壁・配管・机・手すり・・・
溶接時の金属が溶解する瞬間の振動、機械加工時の瞬間的な振動、・・
 に関して、新しい振動現象に基づいた対策が可能になりました。

この技術について、コンサルティング対応しています。

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

 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
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超音波を利用した「振動計測技術」をコンサルティング対応

超音波を利用した「振動計測技術」をコンサルティング対応 製品画像

超音波システム研究所(所在地:東京都八王子市)は、
オリジナル製品(超音波テスター)を利用した全く新しい、
 <<振動計測技術>>を開発しました。

これまでに開発した、超音波の音圧測定解析技術について、
 超音波の非線形現象に関する「測定・解析・制御」技術を応用します。

ものの表面を伝搬する超音波のダイナミック特性を
 測定・解析・評価したデータの蓄積から、
 低周波(0.1Hz)~高周波(200MHz)の振動状態を
 <測定・解析・評価>できる技術を開発しました。

建物や道路の振動・騒音、機器・装置・壁・配管・机・手すり・・・
溶接時の金属が溶解する瞬間の振動、機械加工時の瞬間的な振動、・・
 に関して、新しい振動現象に基づいた対策が可能になりました。

これは、新しい方法および技術です、
 これまでの解析結果から
 様々な応用事例が発展しています。

 特に、標準測定時間として連続72時間のデータ採取が可能ですので
  非常に低い周波数の振動や
  不規則に変動する振動に対しても計測が可能です 


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取扱会社 超音波の音圧データ解析により、各種相互作用を最適化する技術

超音波システム研究所

2008. 8 超音波システム研究所 設立 ・・・ 2012. 1 超音波計測・解析システム製造販売開始 ・・・ 2023. 8 スペクトル系列を利用した、超音波制御技術を開発 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 2023. 9 100MHz以上の超音波御技術開発 2023.10 メガヘルツ超音波めっき技術開発 2023.11 非線形現象の制御技術を開発 2024. 1 超音波振動の相互作用を測定解析評価する技術を開発 2024. 2 メガヘルツ超音波による表面処理技術を開発 2024. 4 共振現象と非線形現象の最適化技術を開発 2024. 5 音と超音波の組み合わせに関する最適化技術を開発 2024. 6 水槽と超音波と液循環に関する最適化・評価技術を開発 2024. 7 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を開発 2024. 8 シャノンのジャグリング定理を応用した超音波制御方法を開発 2024. 9 ポータブル超音波洗浄器を利用した音響流制御技術を開発 2024.10 メガヘルツ超音波を利用した「振動技術」を開発

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