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最終更新日:2024-09-23 13:29:14.0

  •  
  • カタログ発行日:2024/7/3

音響流のダイナミック制御技術1.00

基本情報音響流のダイナミック制御技術

超音波の非線形現象をダイナミックに制御する技術

音響流<一般概念>
有限振幅の波が、気体または液体内を伝播するときに、
音響流が発生する。

音響流は、波のパルスの粘性損失の結果、
自由不均一場内で生じるか、または
音場内の障害物(洗浄物・治具・液循環)の近傍か
あるいは、振動物体の近傍で慣性損失によって生じる
物質の一方性定常流である。

コメント
音響流とキャビテーションは複雑な相互作用のある現象だと考えています
単純な評価は難しく、音圧測定解析に基づいた各種の制御設定により、
バランスを調整し、最適化(目的に合わせてダイナミック制御)することが
重要だと考えています

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

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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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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(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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超音波の音圧測定プローブを製造・開発する技術を提供

超音波の音圧測定プローブを製造・開発する技術を提供 製品画像

超音波システム研究所は、
0.1Hz~900MHz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

超音波洗浄器による、メガヘルツの超音波発振制御技術を開発

超音波洗浄器による、メガヘルツの超音波発振制御技術を開発 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(注1)の制御方法として
 ファンクションジェネレータ発振条件を設定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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2台のファンクションジェネレータを利用した、超音波制御技術

2台のファンクションジェネレータを利用した、超音波制御技術 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
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、異なるタイプの(スイープ)発振により、
超音波の非線形現象と共振現象をコントロールする技術を実現します。

この技術を応用して、
部品の表面残留応力を緩和する、実用的な方法、・・・
様々な応用技術を開発し、コンサルティング対応しています。

標準設定
1)3MHz~20MHzのスイープ発振制御1
2)60kHz~13MHzのスイープ発振制御2
3)42kHz 35W(超音波洗浄器)
 による、超音波のダイナミック制御
 (ダイナミック変動型の超音波伝搬制御を実現)

注:超音波洗浄器の水槽表面に関して、
 超音波発振制御プローブと
 脱気ファインバブル発生液循環装置により
 表面残留応力緩和・均一化処理を行っています。
 均一化の効果として、
 200MHz以上の高調波による超音波制御が実現しています。

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超音波システム(製造販売・コンサルティング対応)

超音波システム(製造販売・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、
オリジナル製品:超音波システム(音圧測定解析、発振制御)による
以下の対応を行っています

1)超音波システム(音圧測定解析、発振制御)の製造販売
2)各種機器(注)へのコンサルティング対応
注:洗浄機、攪拌装置、加工装置、工作機械、めっき装置、溶接装置・・・


<<製造販売>>

1)オリジナル製品:超音波システム(音圧測定解析、発振制御)
 システム概要(標準システム)
 ::超音波テスターNA 10MHzタイプ
 ::発振システム20MHzタイプ

2)脱気ファインバブル発生液循環装置
 装置概要
 ::マグネットポンプ
  (イワキ マグネットポンプMDシリーズ MD-70RZ)
 ::タイマー
 ::ホース他

3)その他(出張対応:納品・設置・操作説明・・・)
 コンサルティング費用
 (出張条件・・・に合わせた見積もりを提案します)

超音波の伝搬特性
1)振動モード検出(自己相関)
2)非線形現象検出(バイスペクトル)
3)応答特性検出(インパルス応答の解析)
4)相互作用検出(パワー寄与率の解析)
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オンライン個別コンサルティング:超音波技術

オンライン個別コンサルティング:超音波技術 製品画像

超音波システム研究所は、
下記の通り、オンライン個別コンサルティングを行います。

参加者 1社(Microsoft Teams meeting 参加可能範囲)
費用 3万円(税込み 33000円)
時間 150分(例 9:30-12:00、 13:00-15:30)

日程 調整

その他

1)PCをご利用ください
2)Zoom利用、Microsoft Teams meeting利用

<開催主旨>

■はじめに
受講者一社(あるいはMicrosoft Teams meeting 参加可能範囲)に対して
 オンラインコンサルティングを行います
 超音波利用について、
 経験と実績に基づいた
 具体的なノウハウ説明とディスカッションを行います

興味のある方はメールで連絡してください。
希望テーマに対するコンサルティングについて提案させて頂きます。 
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超音波の測定解析と発振制御が容易にできる、超音波システム

超音波の測定解析と発振制御が容易にできる、超音波システム 製品画像

超音波システム研究所は、
超音波の測定解析が容易にできる
「超音波テスターNA(推奨タイプ)」と
超音波の発振制御が容易にできる
「超音波発振システム(20MHz)」
 をセットにしたシステムを製造販売しています。

利用目的(価格・性能:洗浄・加工・攪拌・検査・・)に合わせた
 システム構成(オーダーメードの超音波プローブ)を提案しています

オリジナル製品:
  超音波システム(音圧測定解析、発振制御 10MHzタイプ)
  型番:US-2022xxxx
 
 システム概要(標準システム)
 ::超音波テスターNA 10MHzタイプ
 ::発振システム20MHzタイプ

超音波プローブ:概略仕様
測定範囲 0.01Hz~100MHz
発振範囲 1kHz~25MHz
伝搬範囲 1kHz~900MHz以上
材質 ステンレス、LCP樹脂、シリコン、テフロン、ガラス・・・
発振機器 例 ファンクションジェネレータ

超音波の伝搬特性
1)振動モードの検出
2)非線形現象の検出
3)応答特性の検出
4)相互作用の検出


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メガヘルツの超音波洗浄器(利用技術のコンサルティング対応)

メガヘルツの超音波洗浄器(利用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、
超音波洗浄器に関して、
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の音響流(超音波伝搬状態)制御を可能にする
超音波洗浄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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超音波洗浄に関する、基礎検討システム

超音波洗浄に関する、基礎検討システム 製品画像

超音波システム研究所は、
 「脱気・マイクロバブル制御による超音波システム」を応用した
 超音波洗浄に関する
 「基礎実験システム」を開発しました。

-今回開発したシステムの実験事例-
 キャビテーションの洗浄効果の確認
 加速度効果の確認
 音響流による洗浄効果の確認
 液循環による洗浄効果の確認
 キャビテーションと液循環の相互作用の確認
 洗浄物と洗浄水槽の相互作用の確認
 ・・・・・

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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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

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 製品画像

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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オリジナル超音波プローブによるメガヘルツ超音波の発振制御装置

オリジナル超音波プローブによるメガヘルツ超音波の発振制御装置 製品画像

超音波システム研究所は、
下記オリジナル製品を利用した超音波システムを製造販売しています。
1) 音圧測定解析システム(超音波テスター)
2) メガヘルツの超音波発振制御プローブ
3) 超音波発振システム(20MHzタイプ)
 
音圧測定解析システム:超音波テスターの特徴
200MHzタイプ
  *測定(解析)周波数の範囲
   仕様 0.01Hz から 200MHz
  *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:概略仕様
 測定範囲 0.01Hz~200MHz
 発振範囲 0.5kHz~25MHz
 伝搬範囲 0.5kHz~750MHz以上(解析により確認評価)
 材質 ステンレス、LCP樹脂、シリコン、テフロン、ガラス・・・
 発振機器 例 ファンクションジェネレータ

超音波プローブの伝搬特性
1)振動モードの検出
2)非線形現象の検出
3)応答特性の検出
4)相互作用の検出

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メガヘルツの超音波洗浄器(音響流のコントロール技術)

メガヘルツの超音波洗浄器(音響流のコントロール技術) 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、
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の音響流(超音波伝搬状態)制御を可能にする
超音波洗浄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として
 対処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実施しています。
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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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シャノンのジャグリング定理を応用した、メガヘルツ超音波の制御技術

シャノンのジャグリング定理を応用した、メガヘルツ超音波の制御技術 製品画像

超音波システム研究所は、
超音波の音圧データ解析結果、バイスペクトルの変化による、
超音波伝搬現象に関する分類方法を開発しました。
この分類を、シャノンのジャグリング定理に応用して
「メガヘルツ超音波のダイナミック制御方法」を開発しました

この技術を、コンサルティング提案・実施対応しています。

超音波伝搬現象を、安定して効率よく利用するためには
超音波の伝搬特性として、発振機や振動子以外の条件に関する
応答特性・相互作用の検討や
専用治工具の開発も必要です

発振波形や制御条件を検討することで
新しい超音波の効果(注1:オリジナル非線形共振現象)を発見できます
非線形現象を主要因とした、超音波現象を目的に合わせて利用することで
効率の高い超音波利用が実現します

特に、ナノレベルの超音波技術での実績が増えています

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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超音波とファインバブル(マイクロバブル)による洗浄技術

超音波とファインバブル(マイクロバブル)による洗浄技術 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、
対象(弾性体、液体、気体)を伝搬する超音波振動の
ダイナミック特性を解析・評価する技術により、
洗浄物・治工具・超音波振動子・水槽・液循環・・に関する、
相互作用を<目的に合わせて最適化>する技術を開発しました。

超音波発振制御プローブ、超音波テスターを利用したこれまでの
発振・計測・解析により
各種の関係性・応答特性(注)を検討することで
 超音波利用に関する出力の最適化技術として開発しました。

注:パワー寄与率、インパルス応答・・・

超音波の測定・解析に関して
 サンプリング時間・・・の設定は
 オリジナルのシミュレーション技術を利用しています

この技術を
 超音波システム(洗浄、攪拌、加工・・・)の最適化技術として
 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(インパルス応答の解析)
4)相互作用の検出(パワー寄与率の解析)

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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

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 製品画像

超音波システム研究所は、
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技術を発展させ、
日本バレル工業株式会社様の、鉄めっき技術を利用した、
新しい超音波伝搬用具(超音波プローブ・・・)を開発しました。
この超音波技術を、コンサルティング対応しています。

超音波プローブ:概略仕様
 測定範囲 0.01Hz~200MHz
 発振範囲 1.0kHz~25MHz
 伝搬範囲 0.5kHz~900MHz以上(解析確認)
 材質 ステンレス、LCP樹脂、シリコン、テフロン、ガラス・・・
 発振機器 例 ファンクションジェネレータ

利用に関しては、デジタル制御による、
離散値的なファンクションジェネレータの特性を利用した
各種パラメータの設定がポイントです

非線形共振型超音波発振プローブを利用することで
共振現象による音圧レベルの制御範囲が大きく広がるため
従来の共振現象による音圧レベルとは大きく異なり
ダメージや破壊といった現象にならない
音圧測定解析に基づいた、制御設定の最適化が可能です。

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ポータブル超音波洗浄器を利用した音響流(非線形現象)制御技術

ポータブル超音波洗浄器を利用した音響流(非線形現象)制御技術 製品画像

超音波システム研究所は、
 ポータブル超音波洗浄器と
 超音波プローブによるメガヘルツの発振制御の組み合わせにより
「超音波の非線形現象(音響流)を制御する技術」を開発しました。

この技術は
 変化する超音波の音圧データ(非線形)解析に基づいて
 超音波(キャビテーション・音響流)のダイナミック特性を制御します。

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、
 超音波・対象物・水槽・治具・洗浄液・・・の相互作用を測定確認して、
 目的に合わせた最適な超音波プローブの発振条件(注)を設定します。

注:発振波形、発振出力、制御条件、・・・・
(例 矩形波 duty47% 13V スイープ発振 3-18MHz・・・)

特に、
 音響流制御により発生する、高調波のダイナミック特性により
 ナノレベルの対応(乳化・分散、洗浄、加工・・)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
 材料開発、化学反応のコントロールシステム、・・・実用化しています。

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取扱会社 音響流のダイナミック制御技術

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 ・・・ 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 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

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