超音波システム研究所
最終更新日:2023-11-21 17:05:58.0
超音波を利用した、機械加工振動の計測技術3.00
基本情報超音波を利用した、機械加工振動の計測技術
―音圧データの非線形解析(バイスペクトル)に基づいた振動特性調査―
■ はじめに
超超音波システム研究所は、0.1Hz~300MHzの振動測定評価を可能にする、超音波プローブを2012年に開発し、様々な振動測定に利用して来た。振動現象に関するのダイナミック特性を解析・評価する新しい評価パラメータ(発振・受振に関する相互作用)を開発した。超音波テスター(オリジナル音圧測定解析システム)を利用した計測・解析は、振動伝搬現象に関する各種の相互作用・応答特性(注)を検討(統計処理)することで、低周波と高周波の相互作用がダイナミックに変化する振動現象の有効利用(洗浄、加工、攪拌、溶接、・・・自動車、半導体、食品、インフラ、鉄道、造船・・・)に関して、新しい振動伝播制御方法(非線形振動現象の解析評価技術)として実用化している。
今回、新型切削ドリルに関して、切削性能が非常に高いと言うことで、類似製品との比較測定を行い、新型切削ドリルの振動特性を明確にした。
メガヘルツの超音波振動を利用した、機械加工技術
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)と
メガヘルツの超音波発振制御プローブにより
物(工具・対象物・・・)の
音響特性(振動の応答特性・非線形現象)を利用する、
「超音波発振制御(加工)技術」を開発しました。
この開発した技術により
「超音波の発振・出力制御」による
対象物への非線形振動現象をコントロール可能にした、
超音波のダイナミック制御(バイスペクトルの変化)を実現します。
オリジナルの超音波発振制御プローブにより、
超音波振動の非線形効果として利用・制御可能になりました。
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(制御)技術です。
刃物(ドリル、リーマー、カッター、ナイフ・・)の音響特性や
加工油・治工具・対象物のサイズ・材質・・に対する相互作用もあり
解析(自己相関・インパルス応答・寄与率・バイスペクトル)は、
複雑ですが、音圧測定データの
解析結果に基づいた各種の最適化が可能になります
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超音波の発振制御システム(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)により、
対象物に伝搬する表面弾性波(超音波振動)の、
非線形現象をコントロールする技術を開発しました。
<<超音波の非線形現象をコントロールする技術>>
1)ファンクションジェネレータによる発振制御を
対象物の音響特性に合わせて、
発振出力、波形、変化・・・させる制御設定技術
2)超音波発振電圧の変化を、制御可能にする
超音波発振制御プローブの、発振面の調整を含めた製造技術
3)100メガヘルツの超音波振動変化を、計測可能にする
超音波測定プローブの、発振面の調整を含めた製造技術
4)スイープ発振条件の最適化技術
上記の技術を利用して
目的に合わせた
超音波の伝搬状態をコントロール(最適化)します。
注:対象物の音響特性と超音波の発振制御による相互作用について
非線形現象に関する音圧データの解析評価に基づいて
超音波のダイナミック制御・・・・を行います
(超音波テスターで、音圧の測定・解析・確認・評価を行っています)
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音圧測定解析に基づいた、超音波のダイナミック制御技術を開発
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:
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。
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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超音波の音圧測定プローブを製造・開発する技術を提供
超音波システム研究所は、
0.1Hz~800MHzの超音波伝搬状態を測定可能にする
超音波プローブ・音圧測定解析システムの製造・開発技術を、
コンサルティング提供します。
超音波の音圧測定解析システム(超音波テスター:標準システム)
1.内容
超音波洗浄機の音圧測定専用プローブ 1本
超音波測定汎用プローブ 1本
オシロスコープセット 1式
解析ソフト・説明書・各種インストールセット 1式(USBメモリー)
2.特徴(標準的な仕様の場合)
*測定(解析)周波数の範囲
仕様 0.1Hz から 10MHz
*超音波発振
仕様 1Hz から 100kHz
*表面の振動計測が可能
*24時間の連続測定が可能
*任意の2点を同時測定
*測定結果をグラフで表示
*時系列データの解析ソフトを添付
超音波プローブによる測定システムです。
超音波プローブを対象物に取り付けて発振・測定を行います。
測定したデータについて、
位置や状態と、弾性波動を考慮した解析で、
各種の音響性能として検出します。 (詳細を見る)
超音波プローブの伝搬特性テスト
超音波プローブのダイナミック特性を評価する技術
この技術を、コンサルティング提供します
興味のある方はメールでお問い合わせください
各種部材(ガラス容器・・)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、5000リッターの水槽でも、
数トンの構造物、工作機械、各種製造ライン・・・・への
超音波刺激による効果を確認しています。
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
非線形現象のコントロール・応用方法として開発しました。
ポイントは
超音波素子表面の表面弾性波利用技術です、
対象物の条件(材質・形状・構造・サイズ・数量・・)・・により
超音波の伝搬特性を確認(注1)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
注1:超音波の伝搬特性
非線形特性(バイスペクトル解析)
応答特性(インパルス応答解析)
ゆらぎの特性(1/f解析)
相互作用による影響(パワー寄与率の解析)
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取扱会社 超音波を利用した、機械加工振動の計測技術
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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