超音波システム研究所
最終更新日:2024-04-07 13:38:42.0
メガヘルツ超音波(3MHz~20MHzのスイープ発振制御)による表面残留応力の緩和処理1.00
基本情報メガヘルツ超音波(3MHz~20MHzのスイープ発振制御)による表面残留応力の緩和処理
メガヘルツ超音波による、表面改質技術--非線形発振制御による、表面残留応力の緩和・均一化処理--
超音波システム研究所は、
メガヘルツ超音波の伝搬状態に関する、計測・解析・制御技術を、
対象物の表面弾性波に応用(ダイナミック制御を実現)することで、
表面残留応力の緩和・均一化処理を可能にしました。
この表面残留応力を緩和・均一化する技術による
金属疲労・・に対する疲れ強さの改善とともに、均一化による
次工程(各種コーティング・・)の効率化が可能になりました。
特に、超音波のスイープ発振条件(20MHz以下、10W以下)で、
対象物へ700MHz以上の伝搬状態を実現することで
従来には無い、表面の均一化処理が実現しました。
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。
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
超音波の測定・解析が容易にできる、超音波テスターNA
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・状態・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。
特徴(仕様)
*測定(解析)周波数の範囲
仕様 0.1Hz から 200MHz
*超音波発振
仕様 1Hz から 1MHz
*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)
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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超音波伝搬現象の分類に基づいた、超音波プローブの製造技術
超音波システム研究所は、
超音波伝搬現象の分類に基づいた、
700MHz以上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。
目的に合わせた、
オリジナル超音波発振制御プローブを製造開発が可能です。
ポイントは、超音波プローブの超音波伝搬特性の確認です。
超音波のダイナミックな変化に対する、応答特性が最も重要です。
この特性により、高調波の発生可能範囲が決定します。
現状では、以下の範囲に対して、製造対応可能となっています。
メガヘルツの超音波発振制御プローブ:概略仕様
測定範囲 0.01Hz~100MHz
発振範囲 0.1kHz~25MHz
(伝搬周波数範囲 1kHz~700MHz以上 解析確認)
材質 ステンレス、LCP樹脂、シリコン、テフロン・・・
発振機器 例 ファンクションジェネレータ
<材質・形状・構造・・・による音響特性>を
把握(測定・解析・評価)することで、
目的に合わせた超音波の伝搬状態を実現します
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
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超音波伝搬現象の分類(コンサルティング対応)
超音波システム研究所は、
超音波伝搬状態の測定データを
バイスペクトル解析することで、
超音波振動が伝搬する現象に関する分類方法を開発しました。
今回開発した分類に関する方法は、
超音波の伝搬状態に関する
主要となる周波数(パワースペクトル)の
ダイナミック特性(非線形現象の変化)により
線形・非線形の共振効果を推定します。
これまでのデータ解析から
効果的な利用方法を
以下のような
4つのタイプに分類することができました。
1:線形型
2:非線形型
3:ミックス型
4:変動型
上記の各タイプに基づいた装置開発・制御設定・・・
成功事例が多数あります。
この技術を
コンサルティング対応として提供します
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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
<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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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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複数のスイープ発振を組み合わせた超音波の発振制御技術
超音波システム研究所は、
超音波振動が伝搬する現象に関する分類方法を開発しました。
この分類に基づいて、非線形共振型超音波発振プローブを利用した、
超音波の非線形スイープ発振制御技術を開発しました。
この超音波のスイープ発振制御技術方法は、
超音波の伝搬状態に関する
主要となる周波数(パワースペクトル)の
ダイナミック特性(非線形現象の変化)により
線形・非線形の共振効果を目的に合わせてコントロールします。
これまでの実験・データ測定解析から
効果的な利用方法を
以下のような
4つの推奨制御に分類することができました。
1:2種類のスイープ発振制御(線形型)
2:3種類のスイープ発振制御(非線形型)
3:4種類のスイープ発振制御(ミックス型)
4:上記の組み合わせによるダイナミック制御(変動型)
さらに変動型は、スイープ発振条件により、以下のような
3つの制御タイプに分類することができました。
1:線形変動制御型
2:非線形変動制御型
3:ミックス変動制御型(ダイナミック変動型)
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超音波発振制御システム(25MHz 2ch 200MSa/s)
超音波システム研究所は、
メガヘルツの超音波の発振制御が容易にできる
新しいファンクションジェネレーターとの組み合わせによる
「超音波発振制御システム2023」を開発しました。
システム概要(超音波発振システム(25MHz 2ch 200MSa/s))
内容
超音波発振プローブ 2本
ファンクションジェネレータ 1式(DG1022Z 25MHz 2ch 200MSa/s)
操作説明書 1式(USBメモリー)
超音波プローブの伝搬特性
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)
解析には下記ツールを利用します
「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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取扱会社 メガヘルツ超音波(3MHz~20MHzのスイープ発振制御)による表面残留応力の緩和処理
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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