超音波システム研究所
最終更新日:2022-10-04 18:48:31.0
超音波の音圧測定解析操作(簡易版)Ver33.00
基本情報超音波の音圧測定解析操作(簡易版)Ver3
<<超音波の音圧データ解析・評価>>Ver3
<<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。
<統計的な考え方>を利用した、超音波の測定・解析・評価技術
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
科学の中の統計学 赤池 弘次 (編集)より
<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。
<モデルと現状のシステムとの関係性について>
( 考察する場合の注意事項 )
1)先入観や経験は正しくないことがあると考える必要があります
2)モデルの本質を考えるためには、
圏論を利用することが有効だと考えています
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メガヘルツの超音波洗浄器(音響流のコントロール技術)
超音波システム研究所は、
超音波洗浄器に関して、
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、
1-100MHzの音響流(超音波伝搬状態)制御を可能にする
超音波洗浄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・・・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、
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として
対処することが重要です
様々な分野への利用が可能になると考え
各種コンサルティングにおいて提案実施しています。
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超音波洗浄機の改良技術(コンサルティング対応)
超音波システム研究所は、
オリジナル製品:超音波システム(音圧測定解析、発振制御)による
超音波洗浄機の改良(コンサルティング対応)を行っています。
現状の超音波洗浄機に対して
音圧測定・解析に基づいた、改良方法を提案・実施します。
具体的には、
超音波の測定解析が容易にできる
「オリジナル製品:超音波テスターNA(推奨タイプ)」による
超音波洗浄機の測定・確認により
改善レベルについて打ち合わせ相談します。
改善レベルに合わせて
超音波の発振制御が容易にできる
「オリジナル製品:超音波発振システム(1MHz、20MHz)」
の利用を提案します。
水槽や洗浄液、洗浄物や洗浄レベルの状態・・・により
脱気ファインバブル発生液循環装置を提案します。
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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超音波の音圧データ解析:自己相関・バイスペクトル
超音波システム研究所は、
多変量自己回帰モデルによるフィードバック解析技術を応用した、
「超音波の伝搬状態を測定・解析・評価する技術」を利用して
超音波利用に関するコンサルティング対応を行っています。
超音波テスターを利用したこれまでの
計測・解析・結果(注)を時系列に整理することで
目的に適した超音波の状態を示す
新しい評価基準(パラメータ)を設定・確認します。
注:
非線形特性(音響流のダイナミック特性)
応答特性
ゆらぎの特性
相互作用による影響
統計数理の考え方を参考に
対象物の音響特性・表面弾性波を考慮した
オリジナル測定・解析手法を開発することで
振動現象に関する、詳細な各種効果の関係性について
新しい理解を深めています。
その結果、
超音波の伝搬状態と対象物の表面について
新しい非線形パラメータが大変有効である事例による
実績が増えています。
特に、洗浄・加工・表面処理効果に関する評価事例・・
良好な確認に基づいた、制御・改善・・・が実現します。
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超音波発振制御プローブの製造技術(コンサルティング対応)
超音波システム研究所は、
500Hzから100MHzの超音波伝搬状態を制御可能にする
超音波プローブの製造技術を開発しました。
超音波プローブ:概略仕様
測定範囲 0.01Hz~100MHz
発振範囲 0.5kHz~100MHz
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
<金属・樹脂・ガラス・・・の音響特性>を把握することで
発振制御により、音圧レベル、周波数、ダイナミック特性について
目的に合わせた伝搬状態を実現します
希望により、Microsoft Teams meetingによる
オンライン対応も行います
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音圧測定解析に基づいた、超音波システム開発コンサルティング2
下装置を利用した、超音波システム開発をコンサルティング対応します
<<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。
5)上記の脱気ファインバブル(マイクロバブル)発生液循環装置に対して
超音波を照射すると
ファインバブル(マイクロバブル)を超音波が分散・粉砕して
ファインバブル(マイクロバブル)の測定を行うと
ウルトラファインバブルの分布量がファインバブルの分布量より多くなります
上記の状態が、超音波を安定して制御可能にした状態です。
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超音波の発振制御技術(コンサルティング対応)
超音波伝搬状態の測定・解析・評価技術に基づいた、
オリジナル非線形共振現象(注1)の制御技術です。
精密洗浄・加工・攪拌・検査・表面処理・・・への新しい応用技術です。
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
各種材料の音響特性(表面弾性波)を効率よく利用するため、
表面の残留応力分布の緩和処理が簡単に実現できます。
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
オリジナル発振制御方法(注2)を応用発展しました。
注2:オリジナル発振制御方法
2種類の超音波発振を行います
一つは、スイープ発振制御を行います
もう一つは、パルス発振制御を行います
詳細な設定は、目的・対象物・治工具・・
システムとしての振動系から論理モデルに基づいて設定します
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超音波発振(スイープ発振、パルス発振)システム
超音波システム研究所は、
超音波の発振制御技術による
表面弾性波の非線形振動現象をコントロールする技術を開発しました。
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、発振制御により実現します。
2種類以上の非線形共振型超音波発振制御プローブによる、
スイープ発振、パルス発振の発振条件の設定(注)により
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、
100MHz以上の高周波伝搬状態を、ダイナミック制御します。
注:精密洗浄事例
スイープ発振 70kHz~15MHz 15W
パルス発振 13MHz 8W
この技術は、低出力の超音波発振を効率よく利用する方法です
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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
システム概要(推奨システム)
超音波システム(音圧測定解析、発振制御 100MHzタイプ)
型番:US-2022XXXX
::超音波テスターNA 100MHzタイプ
::発振システム20MHzタイプ
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ファンクションジェネレータ(1式)を利用した超音波システム
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:
システム概要(標準システム)
超音波システム(音圧測定解析、発振制御 10MHzタイプ)
::超音波テスターNA 10MHzタイプ
::発振システム20MHzタイプ
価格 281,050円(税込:消費税10%)
システム概要(推奨システム)
超音波システム(音圧測定解析、発振制御 100MHzタイプ)
::超音波テスターNA 100MHzタイプ
::発振システム20MHzタイプ
価格 354,000円(税込:消費税10%)
注:USBオシロスコープの機種変更(価格変更)のため
2022年8月1日 より上記の価格となります
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小型ポンプと、超音波プローブによる超音波制御技術
超音波システム研究所は、
小型ポンプを利用した液循環により
超音波の伝搬状態に関して、非線形現象をダイナミックに制御する
「超音波制御技術」を開発しました。
超音波テスターによる解析で、非線形現象を評価します。
超音波(超音波洗浄機、超音波プローブ、・・)の複雑な変化を、
超音波発振と超音波受信による音圧の時系列データ解析で、各種の相互作用を確認します。
相互作用の確認に基づいて、超音波プローブによる発振制御条件を最適化する事で、
目的に合わせた、ダイナミックな超音波コントロールシステムを実現します。
実用的には、超音波洗浄の場合、
現状の液循環装置について、ON/OFF制御(あるいは流量・流速・・・の制御)を
装置の設置状態、対象物を含めた表面弾性波に関する、超音波の伝搬特性を考慮して
超音波の出力・発振周波数・制御条件・・・を最適化します。
特に、ポンプの振動特性を利用して、
液体と気体を交互に循環させる・・・により、
新しい超音波・マイクロバブルの非線形効果を実現しています。
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超音波の非線形振動現象をコントロールする技術を開発
超音波システム研究所は、
2台のファンクションジェネレータを利用することで
全く新しい超音波のダイナミック制御技術を開発しました。
2種類の異なる波形による(スイープ)発振により、
超音波の非線形現象(注)をコントロールする技術を実現しました。
注:非線形(共振)現象
オリジナル発振制御により発生する(10次以上の)高調波の発生を
低周波の振動現象と共振することで
高い振幅の高調波の発生を実現させた
超音波振動の非線形(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。
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取扱会社 超音波の音圧測定解析操作(簡易版)Ver3
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(超音波テスターNA)製造販売開始 ・・・・ 2022. 7 非線形現象を利用した、洗浄・攪拌技術を開発 2022.12 超音波の非線形現象を評価する技術を開発 2023. 1 共振現象と非線形現象の最適化技術を開発 2023. 2 超音波技術開発に関する西田幾多郎モデルを開発 2023. 6 超音波の非線形振動現象に基づいた最適化技術を開発 2023. 6 超音波プローブの製造方法を開発 2023. 8 抽象数学における、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以上の超音波伝搬制御技術を開発 2023.10 メガヘルツの超音波めっき(特許出願) 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
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