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最終更新日:2024-07-01 13:54:57.0

  •  
  • カタログ発行日:2024/7/1

超音波制御モデル1.00

基本情報超音波制御モデル

超音波の伝搬状態をコントロールする制御技術ーー超音波洗浄機のダイナミック制御モデルーー

<<考え方について>>
超音波システム研究所は、
超音波の非線形性に関する現象を含めた状態を、
抽象数学(圏論)における
Monoid(モノイドの圏)モデルとして、開発しました。

このアイデアに基づいて、
 超音波制御を行う、具体的な方法を
 結び目理論のスペクトル系列として、開発・応用しています。

超音波現象に適応させる制御方法は、
 音圧測定データを
 自己回帰モデルでフィードバック解析し、
キャビテーションと音響流(加速度現象)の
ダイナミックな変化を利用目的に合わせて最適化します。
これまでの事例・実績から
 非線形現象の分類技術(高調波、低調化)として発展させました。

論理モデルにより、効果的な超音波の伝搬(利用)状態を
分類して、目的に合わせた、ダイナミック制御を実現します。
 

非線形現象の音圧測定解析に基づいた、超音波洗浄機の改良技術

非線形現象の音圧測定解析に基づいた、超音波洗浄機の改良技術 製品画像

超音波システム研究所は、
 超音波の発振制御による、表面弾性波の伝搬状態について
 低周波と高周波の組み合わせによる
 共振現象・非線形現象をコントロールする技術を開発しました。
 新しい超音波伝搬部材(ステンレス線、チタン製ストロー・・)
 の利用により、目的に合わせた効率の高い超音波利用が可能になります。

超音波テスターの音圧データの測定解析により
 表面弾性波の複雑な変化を、
 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伝搬状態を実現します。

特に、水槽やポンプ・・振動特性とメガヘルツ超音波の最適化により、
 効率の高い超音波制御
 (30W出力で、3000リットルの洗浄液に伝搬)を実現します。
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<超音波のダイナミック制御システム>

<超音波のダイナミック制御システム> 製品画像

<超音波のダイナミック制御システム>

超音波の伝搬状態をシステムとしてとらえ、解析と制御を行う

多くの超音波利用の目的は、
 対象物・対象液に伝搬する超音波の
 非線形現象の予測あるいは制御にあります。

しかし、多くの実施例で
 キャビテーションによる理論と
 実際の違いによる問題が多数指摘されています。

この様な事例に対して
 1)障害を除去するものは
   時系列で変化する超音波について、
   音圧データの統計的データ処理である
   <超音波伝搬状態の計測・解析技術>

 2)対象に関するデータの解析の結果に基づいて
   対象の音響特性を確認する
   <対象物の表面弾性波や
    対象液の音響流に関する音響特性を検出する技術>

 3)特性の確認により
   超音波のダイナミック制御の実現に進む
   <非線形現象をコントロールする技術
    複数の超音波に対するスイープ発振制御>

以上の方法により
 超音波を効率的な利用状態に改善し
 目的とする超音波の利用を実現した
 オリジナル超音波制御システムの実施例が多数あります (詳細を見る

超音波洗浄機の「流れとかたち・コンストラクタル法則」

超音波洗浄機の「流れとかたち・コンストラクタル法則」 製品画像

超音波システム研究所は、
 流れとかたちに関する「コンストラクタル法則」を利用した、
 超音波洗浄技術を開発しました。

<参考>
1)振動について
ロイヤル・インスティテューション 133回「振動」より
機械工学の重要な一分野のほとんどすべてを、
ここに記述してみようと思っている
【著者】リチャード・ビジョップ 
【訳者】中山秀太郎  講談社(1981年 B-471)

2)流れとかたち
 すべてのかたちの進化は
 流れをよくするという「コンストラクタル法則」が支配している!
【著者】  Adrian Bejan   J. Peder Zane
【訳者】 柴田裕之 【解説者】 木村繁男  紀伊國屋書店 (2013年)

3)サイバネティクスはいかにしてうまれたか
【著者】 ノーバート・ウィナー 
【訳者】 鎮目恭夫  みすず書房(1956年)

上記を参考・ヒントにして
 超音波伝播現象における
 「非線形効果」を測定・利用する技術を
 流れをよくするという「コンストラクタル法則」で
 整理することで、超音波洗浄技術にまとめています。
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音圧データ解析に基づいた超音波洗浄システムの開発コンサルティング

音圧データ解析に基づいた超音波洗浄システムの開発コンサルティング 製品画像

超音波専用水槽(オリジナル製造方法)による効果的な装置です

効率の高い超音波利用により
通常の水槽では強度・耐久性が不十分です

洗浄・攪拌・表面改質・・・対象と目的により
複数の超音波と
脱気ファインバブル発生液循環装置を
音圧測定解析に基づいて発振制御します

様々な、組み合わせと
 使用(制御)方法を提案しています

ポイントは
目的の対象に合わせた超音波伝搬状態を実現させる
専用水槽内の「溶存酸素濃度分布」と「液循環」です

<<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。

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出張セミナー:超音波洗浄・ファインバブル等の実用技術

出張セミナー:超音波洗浄・ファインバブル等の実用技術 製品画像

<開催主旨>
これまでの洗浄に関するコンサルティング経験から
 洗浄に対する取り組みは洗浄原理の理解を深めること以上に
 新素材・新加工・製造技術の進歩により従来の経験や直観では
 対応できなくなっています。
基本的な洗浄を見直す機会として
 あるいは洗浄の基本を理解するセミナーとして
 物の表面を伝搬する超音波による振動を測定する
 簡易デモンストレーションを行いながら
 洗浄の複雑さと重要(ノウハウ)事項を説明したいと考えます。
特に、医療用、真空用、半導体用、自動車産業・・で洗浄が不十分だった
 パイプ、チューブ、ホース・・の内部洗浄について
 メガヘルツの超音波発振制御技術を利用した
 精密洗浄方法を説明します。

特に、このセミナーで、以下の項目を詳しく説明します
1)なぜ、ファインバブルが有効なのか?
2)ファインバブルをどのように発生するのか?
3)どのように超音波洗浄機で利用するのか?

■講演プログラム
1.洗浄の基礎知識
2.超音波を利用した表面観察・測定(デモンストレーション)
3.洗浄で使われる超音波
4.洗浄事例の説明
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超音波洗浄機のダイナミック液循環システム(コンサルティング対応)

超音波洗浄機のダイナミック液循環システム(コンサルティング対応) 製品画像

(超音波洗浄機の測定・解析に基づいた制御システムを開発)

超音波システム研究所は、
 超音波洗浄機の液体に伝搬する
 超音波洗浄機の状態を測定・解析する技術を応用して、
 水槽の構造・強度・製造条件・・・による影響と
 液循環の状態を
 目的に合わせた超音波洗浄機の状態に
 設定・制御する技術を開発しました。

この技術は、
 複雑な超音波振動のダイナミック特性(注1)を
 各種の関係性について解析・評価することで、
 循環ポンプの設定方法(注2)により、
 キャビテーションと加速度の効果を
 目的に合わせて設定する技術です。

注1:超音波システム研究所のオリジナル技術
   「音色」を考慮した「超音波発振制御」技術を利用しています

注2:洗浄機と洗浄液と空気の
  各境界の関係性に関する設定がノウハウです。
  オーバーフロー構造になっていない洗浄水槽でも対応可能です。

  ミクロ流の自己組織化について
  脱気・曝気・超音波・水槽表面の弾性波動・・・により
  音響流のコントロールが可能になりました。
 
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超音波洗浄機の音響流制御システム(コンサルティング対応)

超音波洗浄機の音響流制御システム(コンサルティング対応) 製品画像

(超音波洗浄機の測定・解析に基づいた制御システムを開発)

超音波システム研究所は、
 超音波洗浄機の液体に伝搬する
 超音波洗浄機の状態を測定・解析する技術を応用して、
 水槽の構造・強度・製造条件・・・による影響と
 液循環の状態を
 目的に合わせた超音波洗浄機の状態に
 設定・制御する技術を開発しました。

この技術は、
 複雑な超音波振動のダイナミック特性(注1)を
 各種の関係性について解析・評価することで、
 循環ポンプの設定方法(注2)により、
 キャビテーションと加速度の効果を
 目的に合わせて設定する技術です。

注1:超音波システム研究所のオリジナル技術
   「音色」を考慮した「超音波発振制御」技術を利用しています

注2:洗浄機と洗浄液と空気の
  各境界の関係性に関する設定がノウハウです。
  オーバーフロー構造になっていない洗浄水槽でも対応可能です。

  ミクロ流の自己組織化について
  脱気・曝気・超音波・水槽表面の弾性波動・・・により
  音響流のコントロールが可能になりました。
 
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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

超音波の非線形振動現象をコントロールする技術 製品画像

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。

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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ファインバブルによる音響流制御を利用した超音波洗浄機

ファインバブルによる音響流制御を利用した超音波洗浄機 製品画像

超音波システム研究所は、
 超音波の伝搬現象に関する測定・解析・評価技術に基づいて、
 超音波加工、攪拌、化学反応・・にも利用可能な、
 ファインバブルを利用した超音波洗浄機を開発しました。

推奨システム概要

1:超音波とファインバブルによる表面改質処理を行った
  超音波振動子

2:超音波とファインバブルによる表面改質処理を行った
  超音波専用水槽

3:脱気・ファインバブル(マイクロバブル)発生液循環システム

4:制御装置による、超音波と液循環の最適化制御システム

5:超音波テスターによる、音圧管理システム


注意:水槽・振動子・治工具については、エージング処理により
   音響特性の調整対応が可能です

*特徴

超音波専用水槽による効果的な洗浄装置です

効率の高い超音波利用により
通常の水槽では強度・耐久性が不十分となります
(通常の水槽を、超音波とファインバブルで表面改質対応します)

洗浄・攪拌・表面改質・・・対象と目的により
超音波(キャビテーション・音響流)を制御します


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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

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 製品画像

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
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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

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 製品画像

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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超音波伝搬現象の分類(コンサルティング対応)

超音波伝搬現象の分類(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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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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オリジナル超音波プローブによる、メガヘルツの超音波システム

オリジナル超音波プローブによる、メガヘルツの超音波システム 製品画像

超音波システム研究所は、
超音波機器に関して、
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の超音波伝搬状態制御を可能にする
超音波システム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・溶接・めっき・・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、
 数トンの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(注1)として
 対処することが重要です

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

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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

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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脱気マイクロバブル発生液循環システムのコンサルティング

脱気マイクロバブル発生液循環システムのコンサルティング 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・評価>方法(システム)を開発しました。

この技術を利用した
脱気マイクロバブル発生液循環システムの
コンサルティングを行っています。

複雑に変化する超音波の利用状態を、
 安定した状態で利用(制御)するために
 現場にある、具体的な水槽に対して
 脱気マイクロバブル発生液循環システムを追加セットする
 コンサルティングを行います。

1:原理の説明
2:洗浄機(装置)に合わせた具体的な提案
3:ノウハウ説明
4:確認方法、調整方法、メンテナンス方法の説明

ファインバブルとメガヘルツ超音波による非線形振動制御技術開発

この技術について
「超音波を利用した振動測定技術」としてコンサルティング対応しています。

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(インパルス応答特性の解析)
4)相互作用の検出(パワー寄与率の解析)
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超音波プローブの製造・評価技術をコンサルティング提供

超音波プローブの製造・評価技術をコンサルティング提供 製品画像

超音波システム研究所は、
<超音波伝搬特性(音響特性)の分類>に基づいた、
500Hzから900MHz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・評価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の製造開発が可能です。

この技術を、コンサルティング提供しています
 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(発振電圧と受信電圧の相互作用:パワー寄与率を解析)

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(スイープ発振、パルス発振)システム-ノウハウ-

超音波(スイープ発振、パルス発振)システム-ノウハウ- 製品画像

超音波システム研究所は、
オリジナル超音波プロ-ブの製造技術により
プローブの音響特性に基づいた、発振制御技術を開発しました。
表面弾性波の非線形振動現象をコントロールする技術に発展しています。

ポイントは、超音波素子表面の表面弾性波について
伝搬特性と利用目的に合わせた、超音波発振制御に関する
最適化制御方法(スイープ発振とパルス発振の組み合わせ条件)です。

そのために、
オリジナルプローブの超音波伝搬特性の動作確認
(音圧レベル、周波数範囲、非線形性、・・ダイナミック特性)による、
超音波伝搬状態に関するダイナミックな特性評価が重要です。

特に、超音波プローブ(あるいは素子)の送受信特性と
発振器(ファンクションジェネレーター)についての、
ダイナミックに変化する発振特性の測定・解析・評価が必要です。

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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超音波の非線形スイープ発振制御技術

超音波の非線形スイープ発振制御技術 製品画像

超音波システム研究所は、
表面弾性波の非線形振動現象を利用した
新しい超音波の非線形スイープ発振制御技術を開発しました。

複雑な振動状態について、
 1)線形現象と非線形現象
 2)相互作用と各種部材の音響特性
 3)音と超音波と表面弾性波
 4)低周波と高周波(高調波と低調波)
 5)発振波形と出力バランス
 6)発振制御と共振現象
 ・・・
 上記について
 音圧測定データに基づいた
 統計数理モデルにより
 表面弾性波の新しい評価方法で最適化します。

超音波洗浄、加工、攪拌、・・・表面検査、・・ナノテクノロジー、・・
応用研究・・・ 様々な対応が可能です。

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(インパルス応答特性の解析)
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
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超音波発振制御システム(25MHz 2ch 200MSa/s)

超音波発振制御システム(25MHz 2ch 200MSa/s) 製品画像

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)

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超音波発振(スイープ発振、パルス発振)システム

超音波発振(スイープ発振、パルス発振)システム 製品画像

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、
900MHz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 700kHz~20MHz 15W
パルス発振  13MHz 8W

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」統計処理言語
 autcor:自己相関の解析関数
 bispec:バイスペクトルの解析関数
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超音波発振(スイープ発振、パルス発振)システム

超音波発振(スイープ発振、パルス発振)システム 製品画像

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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超音波プローブを利用した超音波制御システム

超音波プローブを利用した超音波制御システム 製品画像

超音波システム研究所は、
オリジナル製品:超音波発振プローブ製造に関する、
音響特性の解析・評価技術を応用した、
メガヘルツの超音波発振制御システムを開発しました。

超音波を利用した
 洗浄、改質、検査、・・・への新しい応用システムです。

低周波の振動・音との組み合わせ制御による応用も可能です。

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
 応用システム技術として開発しました。

ポイントは
 表面弾性波の利用方法です、
 対象物の条件・・・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(注2)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
 応答特性
 ゆらぎの特性
 相互作用による影響

注2: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


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(オーダーメード対応)メガヘルツの超音波発振制御プローブ

(オーダーメード対応)メガヘルツの超音波発振制御プローブ 製品画像

超音波システム研究所は、
超音波伝搬状態のコントロールに関して、
ファンクションジェネレータと組み合わせることで、
1-100MHzの超音波伝搬状態を利用可能にする
メガヘルツの超音波発振制御プローブを開発しました。

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・検査・・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、3000リッターの水槽でも、
 数トンの構造物、工作機械、・・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
 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・・・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 応答特性 ゆらぎの特性 相互作用による影響




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超音波システムの開発技術(コンサルティング対応)

超音波システムの開発技術(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、
超音波制御により表面弾性波を利用した、
応用技術を開発しました。

超音波と表面弾性波の組み合わせにより
 ダイナミックな超音波伝搬制御を実現します。

ポイントは
 表面弾性波による非線形現象を
 効率の高い状態で制御可能にする
 設定です。

上記の具体的な技術として
 水槽・治工具・・・と超音波の相互作用による
 非線形現象(バイスペクトル)を
 目的(洗浄、攪拌、応力緩和、検査・・)に合わせて制御する
 システム技術を開発しました。

超音波の伝搬状態の測定・解析技術を利用した結果、
 高調波の制御を実現していること
 非線形現象を調整できることを確認しています。

システムの音響特性を
 (測定・解析・評価)確認して対応することがノウハウです

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超音波の発振制御技術(コンサルティング対応)

超音波の発振制御技術(コンサルティング対応) 製品画像

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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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

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 製品画像

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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取扱会社 超音波制御モデル

超音波システム研究所

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 ・・・ 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 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以上の超音波御技術開発 2023.10 メガヘルツ超音波めっき技術開発 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 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

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