超音波システム研究所超音波伝搬現象の分類による、超音波の非線形スイープ発振制御技術

最終更新日：2024-08-04 13:02:00.0
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複数の超音波プローブをスイープ発振することによる、超音波のダイナミック制御技術

超音波システム研究所は、
　超音波伝搬状態の測定・解析により、
　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）

関連リンク - http://ultrasonic-labo.com/?p=1915

基本情報超音波伝搬現象の分類による、超音波の非線形スイープ発振制御技術

この制御の本質的なアイデアは、
　超音波の音圧データの解析結果（バイスペクトル）のデータ群を、
　抽象代数学の「導来関手」に適応させるということです。

抽象的ですが、超音波の伝搬状態を計測解析するなかで
　非線形現象（バイスペクトル）に関する、対応・制御事例から
　時間経過とともに変化する状態を捉えるために
　「導来関手」とスペクトルシーケンスの関係を
　線形・非線形の共振効果に対応した
　超音波の伝搬空間を、複体の変化と考えました。

この複体の変化について、境界部分について検討することで
　非線形の共振現象（高調波の発生）を、
　高次のコホモロジーに対応させる方法を考え
　制御設定（ノウハウ）として実現しました。

複数のスイープ発振を組み合わせるために、非常に重要です。

その結果、超音波システム研究所の
　「複数のスイープ発振による非線形制御技術」は、
　具体的な技術（例　超音波制御システム）として実現しています。

　（詳細・ノウハウ・・・は、コンサルティング対応で説明します）

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用途／実績例	洗浄に関しては　汚れの特性やバラツキに関する情報が得られにくいため　このような分類をベースに実験確認することで　効果的な超音波制御が、実現します。その他の応用事例　超音波洗浄機の評価、超音波振動子の評価、・・・　超音波加工・溶接・曲げ・・・振動現象の制御　超音波による化学反応促進・抑制（例　めっき）処理　表面を伝搬する超音波振動の特性による表面検査・表面処理　液体・気体・弾性体（粉末・・）に対する　　超音波（攪拌・乳化・分散・粉砕・・・・）処理　その他２０２１．　７　超音波による音響特性テスト対応開始２０２１．　９　複数の超音波をスイープ発振することによる、超音波伝搬制御技術開発・・・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．　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

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: 超音波伝搬現象の分類による、超音波の非線形スイープ発振制御技術

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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