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2018年2月12日月曜日
オリジナル超音波プローブの発振制御システム（超音波の非線形制御） ultrasonic-labo
超音波の非線形振動
非線形振動（発振制御、叩く、・・・）に含まれる
低周波の振動エネルギー対応（工夫）により
高い周波数の超音波が
減衰することを押さえて利用可能にしたため
低出力（１０Ｗ以下）の超音波で
様々な効果を確認しています。
各種の実施結果（注）から
様々な組み合わせによる幅広い対応を提案・実施しています。
注：
１）ナノレベルの乳化・分散
２）溶剤を利用した超音波洗浄
３）超音波霧化サイズの制御
４）化学反応制御実験
５）ナノレベルの触媒の攪拌・乳化・分散
６）均一な粒子製造への応用
７）金属の表面処理
８）メガヘルツの超音波伝搬
９）精密洗浄
１０）アルミダイキャストの均一化
１１）各種溶剤・・・の均一化
１２）その他・・・
この技術（詳細なノウハウ・・）を
コンサルティング事業として、提供（対応）しています。
非線形振動（叩く）（低周波振動：１００Ｈｚ－１ｋＨｚ）と
超音波（高周波：１０ｋＨｚ－５ＭＨｚ）制御を組み合わせることで
目的に合わせた非線形現象をコントロールできます。
2018年2月11日日曜日
超音波テスター・音圧測定・解析 ultrasonic-labo
超音波システム研究所は、
多変量自己回帰モデルによるフィードバック解析技術を応用した、
「超音波の伝搬状態を測定・解析・評価する技術」を開発しました。
超音波テスターを利用したこれまでの
計測・解析・結果（注）を時系列に整理することで
目的に適した超音波の状態を示す
新しい評価基準（パラメータ）になることを確認しました。
注：
非線形特性
応答特性
ゆらぎの特性
相互作用による影響
統計数理の考え方を参考に
対象物の音響特性・表面弾性波を考慮した
オリジナル測定・解析手法を開発することで
振動現象に関する、詳細な各種効果の関係性について
新しい理解を深めています。
その結果、
超音波の伝搬状態と対象物の表面について
新しい非線形パラメータが大変有効である事例を確認しています。
特に、洗浄・加工・表面処理効果に関する評価事例・・
良好な確認に基づいた、制御・改善・・・が実現しています。
＜統計的な考え方について＞
統計数理には、抽象的な性格と具体的な性格の二面があり、
具体的なものとの接触を通じて
抽象的な考えあるいは方法が発展させられていく、
これが統計数理の特質である
＜参考＞
以下のプログラムを参考にして開発・作成した
オリジナルソフト（解析システム）を
オープンソースの統計解析システム 「 Ｒ 」 で
実行・解析を行っています
生体のゆらぎとリズム コンピュータ解析入門：和田孝雄/著：講談社
赤池モデルを臨床にいかす画期的な解説書。
１／ｆゆらぎ解析に必須かつ難解な赤池モデルと、臨床への応用を懇切丁寧に解説。
生体のダイナミクスに関心をもち臨床デ－タ解析に携わる医学者・工学者待望の書
内容（「MARC」データベースより）
〈CD-ROM付き〉生体のゆらぎとリズムの時系列解析への入門。
第一線の研究者である著者が、経験した者だけが知る様々な困難点について、
他に類例のないユニークな視点から細部の議論を展開する。
生体のゆらぎとリズム 和田孝雄著
添付されたプログラムの使用方法
*.exe 解析実行ファイル
*.for 解析プログラムファイル（フォートランのソースファイル）
*.dat 解析データファイル
インパルス応答（時間領域での伝達特性
ラプラス変換するとＳ領域での伝達特性）
周波数伝達関数（周波数領域での伝達特性）
AIRCV2.EXE ARV2.DAT ２変数のインパルス応答
AIRCV3.EXE ARV3.DAT ３変数のインパルス応答
多変量自己解析モデルによるフィードバック解析
ARPCV2.EXE ARV2.DAT ２変数のパワー寄与率
ARPCV3.EXE ARV3.DAT ３変数のパワー寄与率
＜＜超音波の音圧測定・解析＞＞
１）多変量自己回帰モデルによる
フィードバック解析により
超音波伝搬状態の安定性・変化について解析評価します
２）インパルス応答特性・自己相関の解析により
対象物の表面状態・・に関する解析評価を行います
３）パワー寄与率の解析により
超音波（周波数・出力）、形状、材質、測定条件・・
データの最適化に関する解析評価を行います
４）その他（表面弾性波の伝搬）の
非線形（バイスペクトル）解析により
対象物の振動モードに関する
ダイナミック特性の解析評価を行います
この解析方法は、
複雑な超音波振動のダイナミック特性を
時系列データの解析手法により、
超音波の測定データに適応させることで実現しています。
超音波の発振制御システム（超音波の非線形制御） ultrasonic-labo
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、
金属部品の表面残留応力を緩和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・・）を考慮した設定により、
効果的な非線形現象を実現させる具体的な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ています
超音波の非線形振動 ultrasonic-labo
超音波システム研究所は、
「太鼓の形と音に関する数学」と
「超音波の伝搬現象に関する基礎実験・解析」にもとづいて、
量子力学モデルを利用した
超音波システムの応用技術を開発しました。
この技術の基本的な応用として
超音波利用の目的に合わせた、
超音波システムの合理的な設計技術・基準を実現しました。
今回開発した技術は、
超音波の発振・伝搬状態を、量子力学の縮重関数に
適応させるという抽象代数モデルにより実現させました。
これまでの開発方法とは異なり、
対象物の超音波伝搬状態に対する、
エネルギー順位（高調波の次数に対応）を
非線形現象や音（低周波の振動）・・
の摂動（バイスペクトル解析結果）としてとらえることで
システムの制御条件を決めていきます。
なお、超音波システム研究所の「超音波機器の評価技術」により、
この方法による、具体的な効果を確認しています。
応用例として
「超音波溶接」
「超音波加工」
「超音波めっき」
・・・・
としての提案実績が増えています。
超音波システム研究所 ultrasonic-labo
超音波システム研究所は、
音圧測定装置：超音波テスターを利用した
超音波制御技術に関する実験動画を公開しています。
超音波伝搬状態の変化を
超音波テスターで測定・解析します。
超音波テスターの特徴（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
（最大 ０．０１Ｈｚ から １ＧＨｚ）
＊超音波発振
仕様 １Ｈｚ から １００ｋＨｚ
（最大 ０．１Ｈｚ 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
超音波プローブによる測定・解析システムです。
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、
各種の音響特性として検出し
目的に合わせて、応用（制御）します。
超音波の発振制御システム Ultrasonic experiment
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。
超音波とマイクロバブルによる表面改質効果により
表面処理することで
対象物の表面弾性波を
効率の高い状態で制御可能にします。
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・・）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
超音波の発振制御システム Ultrasonic experiment
超音波システム研究所（所在地：東京都八王子市）は、
ジェルジ・リゲティが
1960年代に用いた作曲方法（ミクロポリフォニー）を応用した
物の表面を伝搬する、新しい超音波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を
２）相互作用と各種部材の音響特性を
３）音と超音波と表面弾性波を
音圧測定データの統計数理モデルによる解析結果に基づいた
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。
超音波のミクロポリフォニー
（ミクロポリフォニー：Mikropolyphonie）
ハンガリーの作曲家ジェルジ・リゲティが 1960年代に用いた作曲方法で，
多数の声部がそれぞれ細かく動きながら，
全体は一つの音響層の動きのように聞こえる多声手法。
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