超音波システム研究所
最終更新日:2024-06-15 19:10:03.0
超音波技術を利用した、配管装置・配管システムの保守メンテナンス技術1.00
基本情報 超音波技術を利用した、配管装置・配管システムの保守メンテナンス技術
--配管・装置の共振現象:配管部・・と高周波の非線 形現象:流量制御部・・のダイナミック制御技術--
概要
1:配管と装置の振動状態を測定する
2:配管と装置の振動関係を解析して、
配管・装置の相互作用による問題点・改善方法を検討する
3:改善には、メガヘルツ超音波を利用する
4:振動測定に基づいたメガヘルツ超音波の発振制御条件を検討する
5:定期的な振動測定により超音波の制御条件を調整・最適化する
効果
1:振動状態:振動モードの変化を把握(劣化の進行状態が推測できる)
2:配管トラブルの対策が実現できる
(配管のつまり、配管の割れ、交換期間の長期化、・・・実績多数)
3:長期的な装置の安定化、品質改善・・新しい効果の検出・・
理由
1:超音波の発振・測定技術の研究開発は少なく、
具体的な個別の機器に対する応用には、大きな可能性がある
2:各種流量計に関しても、配管の振動測定は不十分である
多くの場合、測定周波数範囲が狭い
(0.1Hz~200MHzの範囲で測定することで様々な事項を検出)
3:配管・装置の振動は、低周波の共振現象:配管部・・と高周波の非線
形現象:流量制御部・・を含んだダイナミックな変化が起きている
超音波による液体(特に溶剤)の均一化・流動性改善技術
--超音波の非線形現象を制御する技術による
ナノレベルの攪拌・乳化・分散・粉砕技術--
超音波処理1::「粉末のナノ化」
超音波処理2::「液体の均一化・流動性改善」
超音波システム研究所は、
「超音波の非線形現象(音響流)を制御する技術」を利用した
「超音波による液体の均一化・流動性改善技術」を開発しました。
この技術は
表面検査による間接容器、超音波水槽、その他事項具・・の
超音波伝搬特徴(解析結果)を利用(評価)して
超音波(キャビテーション・音響流)を制御します。
さらに、
具体的な対象物の構造・材質・音響特性に合わせ、
効果的な超音波(キャビテーション・音響流)伝搬状態を、
ガラス容器・超音波・対象物・・の相互作用に合わせて、
超音波の発振制御により実現します。
特に、
音響流制御による、高調波のダイナミック特性により
ナノレベルの対応が実現しています
超音波の伝搬特性
1)振動モード(自己相関)
2)非線形現象(バイスペクトル)
3)応答特性(インパルス応答)
4)相互作用(パワー寄与率)
(詳細を見る)
超音波プローブの発振方法(制御ノウハウのコンサルティング対応)
超音波システム研究所は、
オリジナル技術による、
新しい超音波プローブの制御技術を開発しました。
新しい超音波プローブによる測定システムの応用技術です。
目的に合わせた、専用の超音波プローブを
開発・製作・制御方法をコンサルティング対応します。
圧電素子の特性に関して、弾性波動を考慮した解析で、
各種の振動状態(モード)に基づいた
オリジナル超音波プローブを開発製造対応します。
測定の場合は、
オシロスコープに接続して利用することができます。
発振の場合は、
ファンクションジェネレーターに接続して利用することができます。
音圧測定データをフィードバック解析することにより
超音波の非線形現象(音響流)やキャビテーション効果を
数値化により確認・評価できるようになります。
超音波プローブは
利用目的を確認した「オーダーメード対応」しています
(詳細を見る)
超音波プローブによるスイープ発振制御技術
超音波システム研究所は、
超音波プローブによる
スイープ発振による超音波の伝搬制御技術を開発しました。
超音波発振制御プローブの伝搬特性により、
利用目的と相互作用に合わせた、
各超音波プローブ毎に、スイープ発振の条件設定を行います。
対象物や装置・水槽、治工具・・の振動モードを考慮することで、
システムの振動系に合わせた、スイープ発振条件により、
低周波の共振現象を制御することが、可能になります。
30W程度の出力でも
3000-5000リットルの水槽内に
高い音圧・周波数の超音波振動を伝搬制御することが可能になります。
<<具体例>>
ダイナミックな変化として、低周波の共振現象と同時に、
超音波プローブの1~10MMHzのスイープ発振条件により、
10次、30次、100次・・・高調波の発生を実現が、
精密洗浄やナノレベルの分散・・に応用出来ます。
ポイントは、音圧データの測定・解析に基づいた
システムのダイナミックな振動特性を解析・評価することです。
超音波の伝搬特性
1)振動モード
2)非線形現象
3)応答特性
4)相互作用
(詳細を見る)
超音波とファインバブルを利用した「めっき処理」コンサルティング
超音波システム研究所は、
2015年から、
日本バレル工業株式会社様と共同で、
ファインバブルとメガヘルツの超音波を利用した、
超音波めっき処理技術を開発しています。
注:2024年8月現在、良好な結果に基づいて
様々な応用技術として継続発展中です
1)洗浄・加工・溶接・めっき・・表面処理・・・
2)化学反応・液体の均一化・攪拌・・・
3)検査・評価・・・
4)目的に合わせた、超音波とファインバアブルの最適化制御
現在、日本バレル工業株式会社様と共同で、
鉄めっき処理(鉄粉・アモルファス・メガヘルツ超音波・・)に関して、
超音波とファインバブルを利用した応用技術を開発しています。
興味のある方は、メールでお問い合わせください
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)
(詳細を見る)
表面弾性波の相互作用をコントロールする超音波技術
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。
(詳細を見る)
音圧測定解析に基づいた、超音波プローブの非線形発振制御技術
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。
(詳細を見る)
超音波の非線形現象による、ナノレベルの攪拌技術
超音波システム研究所は、
「超音波の非線形現象(音響流)を制御する技術」を利用した
効果的な攪拌(乳化・分散・粉砕)技術を開発しました。
この技術は
表面検査による間接容器、超音波水槽、その他事項具・・の
超音波伝搬特徴(解析結果)を利用(評価)して
超音波(キャビテーション・音響流)を制御します。
さらに、
具体的な対象物の構造・材質・音響特性に合わせ、
効果的な超音波(キャビテーション・音響流)伝搬状態を、
ガラス容器・超音波・対象物・・の相互作用に合わせて、
超音波の発振制御により実現します。
特に、
音響流制御による、高調波のダイナミック特性により
ナノレベルの対応が実現しています
金属粉末をナノサイズに分散する事例から応用発展させました。
2023.11 非線形現象を制御する超音波発振制御技術を開発
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
(詳細を見る)
メガヘルツ超音波の発振制御による、表面残留応力を緩和処理する技術
超音波システム研究所は、
1)超音波プローブの製造技術
2)超音波伝搬状態の評価技術
3)超音波を利用した表面検査技術
以上を応用して、表面残留応力の測定・解析・評価方法を開発してきました。
多数の実績から、超音波の利用技術として様々な応用が可能であると考え、
関連技術を含め公開しています。
具体例
表面処理ノウハウ:標準的な設定
出力 13-15V
矩形波 Duty47.1%
スイープ範囲 500kHz~13MHz 2秒
強度が低い対象(あるいは長時間の処理)に対する設定
出力 1-3V
矩形波 Duty47.1%
スイープ範囲 300kHz~3MHz 1秒
(あるいは 100kHz~5MHz 1秒)
注:対象物の超音波伝搬特性と、
ファンクションジェネレーターの発振特性により
発振条件は大きく変わります
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)
(詳細を見る)
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)
(詳細を見る)
超音波プローブの表面弾性波を利用した、表面改質技術
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、
対象物の音響特性として利用することで、、
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する技術を開発・発展しました。
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を実現しています。
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刺激として実現させる
制御方法・治工具・・・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、提案・実施しています。
(詳細を見る)
叩いて(低周波刺激で)超音波を利用する
超音波システム研究所は、
*超音波の発振制御技術(オリジナル製品:超音波発振制御プローブ)
*超音波伝搬状態の測定技術(オリジナル製品:超音波テスター)
*超音波伝搬状態の解析技術(時系列データの非線形解析システム)
*超音波伝搬状態の最適化技術(音と超音波の最適化処理)
*超音波発振プローブ・伝搬用具の開発製造技術
*システムの表面弾性波をコントロールする技術
・・・・
上記の技術を応用して
<音と超音波の組み合わせ>を利用した
超音波(非線形共振現象)の制御技術を開発・応用しています。
注: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(高調波10次以上)の共振現象
この技術の応用事例として、
各種部品・材料の状態(空中、水中、弾性体との接触・・)に合わせた、
超音波の効果的な利用(洗浄・表面改質・攪拌・化学反応促進・・・
各種システムの振動制御)を実現させています。
(詳細を見る)
超音波の「振動計測技術」を利用した機器の保守・メンテナンス技術
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、
<<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(0.001Hz)~高周波(700MHz)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、新しい振動現象の測定解析に基づいた
振動制御・振動管理・・対応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
低周波数の振動や
不規則に変動する振動に対しても計測が可能です
(最大測定は、連続14日間でオーバーライトされます)
(詳細を見る)
2台のファンクションジェネレータによる、超音波の発振制御技術
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。
(詳細を見る)
音と超音波の組み合わせ技術ーー低周波と高周波の最適化ーー
超音波システム研究所は、
*超音波伝搬状態の測定技術(オリジナル製品:超音波テスター)
*超音波伝搬状態の解析技術(時系列データの非線形解析システム)
*超音波伝搬状態の最適化技術(音と超音波の最適化処理)
*メガヘルツの超音波発振プローブの製造技術
*表面弾性波の制御技術
・・・・
上記の技術を応用して
<音と超音波の組み合わせ>を利用した
超音波(非線形共振現象)の制御技術を開発・応用しています。
注: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(高調波10次以上)の共振現象
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
bispec:バイスペクトル
mulmar:インパルス応答
mulnos:パワー寄与率
(詳細を見る)
取扱会社 超音波技術を利用した、配管装置・配管システムの保守メンテナンス技術
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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