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最終更新日:2024-04-21 13:22:28.0

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  • カタログ発行日:2023/12/6

オリジナル超音波技術(振動現象の音圧測定解析評価)によるコンサルティング対応1.00

基本情報オリジナル超音波技術(振動現象の音圧測定解析評価)によるコンサルティング対応

――超音波機器の<音圧計測・実験・解析・評価>(出張対応)――音圧測定に基づいた改善方法の提案・実施・・・・

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・実験・評価>方法(システム)を開発しました。
この技術を利用した
超音波洗浄機の<音圧計測・実験・解析・評価>(出張対応)を行っています。
複雑に変化する超音波の利用状態を、
音圧や周波数の数値だけで評価しないで
時系列データの自己回帰モデルにより解析して
超音波のダイナミック特性に基づいた<評価・応用>を報告・提案します。
<事例1> *月*日
13:00-13:30 挨拶、打ち合わせ
13:30-15:20 超音波の音圧測定・簡易実験
15:20-16:00 音圧データに基づいたディスカッション
16:00-17:00 予備
1 週間後に、音圧データの解析結果を含めた、報告・改善提案書を提出
その後、メール対応を継続します

<特許出願済み>
特開2021-125866 超音波制御
特開2021-159990 超音波溶接
特開2021-161532 超音波めっき
特開2021-171909 超音波加工
特開2021-175568 流水式超音波洗浄

オリジナル超音波モデルに基づいた制御システムの開発技術

オリジナル超音波モデルに基づいた制御システムの開発技術 製品画像

<論理モデルの作成について>(情報量基準を利用して)
1)各種の基礎技術に基づいて、対象に関する、
 D1=客観的知識(学術的論理に裏付けられた理論)
 D2=経験的知識(これまでの結果)
 D3=観測データ(現実の状態)
 からなる 「情報データ群 」、DS=(D1,D2,D3) を明確に認識し
 その組織的利用から複数のモデル案を作成する

2)統計的思考法を、
 情報データ群(DS)の構成と、
  それに基づくモデルの提案と検証の繰り返し
  によって情報獲得を実現する思考法と捉える

3)AIC の利用等の評価方法により、
 様々なモデルの比較を行い、最適なモデルを決定する

4)作成したモデルに基づいて、超音波装置・システムを構築する

5)時間と効率を考え、
 以下のように対応することを提案しています
5-1)「論理モデル作成事項」を考慮して
   「直感によるモデル」を作成し複数の人が検討する
5-2)実状のデータや新たな情報によりモデルを修正・検討する
5-3)検討メンバーが合意できるモデルにより
   装置やシステムの具体的打ち合わせに入る
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<樹脂>を利用した超音波技術のコンサルティング対応

<樹脂>を利用した超音波技術のコンサルティング対応 製品画像

超音波システム研究所は、
 <樹脂の音響特性>を利用した
 メガヘルツの超音波伝搬制御技術を開発しました。
 具体的な利用に関してコンサルティング対応しています。

樹脂(テフロン、塩ビ、LCP、・・)の特性は
 一般的に超音波を減衰すると考えられています。
 材質・形状・・の超音波伝搬特性に合わせた各種の設定により、
 メガヘルツの超音波を効率よく伝搬制御することが可能になります。
 詳細は、具体的な対象により異なる設定になるため
 単純に説明できませんが
 樹脂とメガヘルツの超音波による
 洗浄・加工・化学反応・攪拌・・・による
 新しい成果が増えています。

これは、新しい方法および技術です、
 これまでの実施結果から
 樹脂の様々な音響特性は、
 金属・ガラス・・では難しい超音波の非線形伝搬現象を実現しています。


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超音波洗浄器(水槽表面)の表面残留応力緩和・均一化処理

超音波洗浄器(水槽表面)の表面残留応力緩和・均一化処理 製品画像

超音波システム研究所は、
超音波の伝搬状態に関する、計測・解析・制御技術を、
対象物の音響特性として解析・応用することで、
超音波の非線形伝搬状態を制御可能にしました。
その結果、効率良く、
部品の表面残留応力を緩和して、表面全体を均一化する技術を開発しました。

この表面残留応力を緩和する技術により
金属疲労・・に対する疲れ強さの改善を行うとともに
各種表面処理の均一化が実現しています。
特に、超音波の伝搬状態を
対象物のガイド波(表面弾性波・・)を考慮した設定・制御により、
対象物への効果的なダイナミックに変化する
非線形現象を含んだ一定の範囲の刺激として実現させる
制御方法・治工具・システム開発・・・具体的な方法・技術を開発しました。

金属部品、樹脂部品、粉体部材、・・・の各種の表面に対して
幅広い効果を確認しています。

この技術を
コンサルティング対応として提供しています

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超音波振動子の表面残留応力緩和・均一化技術

超音波振動子の表面残留応力緩和・均一化技術 製品画像

超音波システム研究所は、
 超音波の伝搬状態に関する、計測・解析・制御技術を応用して、
 超音波とファインバブル発生液循環システムによる、
 超音波振動子の表面残留応力を緩和する技術を公開しました。

この表面残留応力を緩和する技術により
 金属疲労・・に対する疲れ強さの改善を行うことが可能になりました。
 特に、超音波の伝搬状態を
 対象物のガイド波(表面弾性波・・)を考慮した
 設定・治工具・制御・・・により、
 効果的な超音波照射条件・・・を実現させる方法を開発しました。

金属部品、樹脂部品、粉体部材、・・・の各種に対して
 幅広い効果を確認しています。

この技術を
 コンサルティング対応として提供します

これは、新しい超音波による表面処理技術であり、
 音響特性による一般的な効果を含め
 新素材の開発、攪拌、分散、洗浄、化学反応実験・・・
 に大きな特徴的な固有の操作技術として、
  利用・発展できると考えています。



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<統計的な考え方>を利用した、超音波の測定・解析・評価技術

<統計的な考え方>を利用した、超音波の測定・解析・評価技術 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
  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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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

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 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>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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超音波による、共振現象と非線形現象の最適化技術

超音波による、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による、
 超音波伝搬状態の各種解析結果を、
 抽象代数モデルに基づいて、超音波振動の相互作用を最適化(注)する、
 超音波<ダイナミック制御>技術を開発しました。

注:共振現象(低調波)と非線形現象(高調波)を
  論理モデルに基づいて発振制御条件の設定によりコントロールする

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、
 最適な制御状態を設定・実施する技術です。

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
 (ナノレベルの精密洗浄や攪拌実績が増えています)

注:オリジナル技術(超音波テスター)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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スイープ発振とパルス発振による、超音波洗浄器の利用技術を開発

スイープ発振とパルス発振による、超音波洗浄器の利用技術を開発 製品画像

超音波システム研究所は、
超音波洗浄器に関して、
ファンクションジェネレータと超音波プローブを応用することで、
100MHz以上の超音波伝搬状態を利用可能にする
超音波発振制御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100MHz以上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
 対象物の超音波伝搬特性を確認することで、
 オリジナル非線形共振現象の制御方法として
 スイープ発振・パルス発振に関する、
 システムの振動モードへの最適化として、
 超音波発振制御プローブの発振条件を設定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しています。


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超音波振動子の表面残留応力緩和処理技術(コンサルティング対応)

超音波振動子の表面残留応力緩和処理技術(コンサルティング対応) 製品画像

超音波システム研究所は、
超音波の伝搬状態に関する、測定・解析・評価技術を応用して、
超音波とファインバブルによる、
超音波振動子の表面残留応力を緩和する技術を公開しています。

この表面残留応力を緩和する技術により
 金属疲労・・に対する疲れ強さの改善を行うことが可能になりました。

その結果、超音波水槽をはじめ、様々な部品の効果が実証されています。

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超音波洗浄機の設計・製造・開発コンサルティング

超音波洗浄機の設計・製造・開発コンサルティング 製品画像

超音波システム研究所は、
超音波の伝搬状態に関する計測・解析技術を応用して、
超音波専用水槽の設計・製造技術を開発しました。

今回開発した技術により
 水槽の最大長さ:3cm(液量5cc)~
       600cm(液量8000リットル)の
 超音波専用水槽に対して、
 超音波洗浄や表面改質・・・に適した
 超音波の利用効率、キャビテーションと音響流のダイナミック制御、
 対象物への伝搬状態・・・を利用目的に合わせて実現出来ます。

従来の水槽(あるいは振動子)設計や製造においては
 音響特性に対する考慮が十分でないために、
 振動の干渉・減衰による不均一・不安定な事象により
 超音波の寿命・水槽のトラブル・・・が起きやすい傾向があります。

この技術は、
 現状の水槽・振動子・・に対しても
 問題点(洗浄液の各種分布、水槽・振動子の設置方法)を検出し
 改善・改良を行うことができます。

ーー提供ノウハウーー
0)装置の設計・製造方法
1)超音波のONOFF制御
2)液循環のONOFF制御
3)最適化ノウハウの提供
4)メガヘルツ超音波の利用方法
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取扱会社 オリジナル超音波技術(振動現象の音圧測定解析評価)によるコンサルティング対応

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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 ・・・ 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 2024.10 ステンレス製真空二重構造容器を利用した超音波発振制御プローブを開発 2024.11 メガヘルツの流水式超音波(水中シャワー)技術を開発 2024.11 相互作用・応答特性を考慮した、超音波の音圧データ解析・評価技術を開発

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