＜Supersonic wave system＞: 9月 2025

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メガヘルツ超音波の発振技術を開発しました。

さらに、上記の技術を発展させ、
複数の異なる種類のファンクションジェネレーター利用に関して、
音響特性と各種相互作用の測定・解析・評価に基づいた
発振条件の設定方法に関する技術を開発しました。

これまでの制御技術に対して、
　各種装置の低周波（０．１Ｈｚ）から高周波（９００ＭＨｚ）までの
　伝搬する振動モードに関する、超音波振動の各種特性に関する
　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、化学反応・・）　に合わせた、
　超音波のダイナミック制御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
（ナノレベルの精密洗浄・攪拌、反応プロセス・・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
　振動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）

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）

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」を利用して
　超音波利用に関するコンサルティング対応を行っています。

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）を確認・評価します。

注：
　非線形特性（音響流のダイナミック特性）
　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による
　実績が増えています。

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　科学の中の統計学　赤池弘次 (編集)より

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：解析には下記ツールを利用します
注：OML(Open Market License)
　　　https://www.ism.ac.jp/ismlib/jpn/ismlib/license.html
注：TIMSAC(TIMe Series Analysis and Control program)
　　　https://jasp.ism.ac.jp/ism/timsac/
注：「R」フリーな統計処理言語かつ環境
　　　https://cran.ism.ac.jp/

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

＜＜超音波の音圧データ解析＞＞

１）時系列データに関して、
　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
　測定データの統計的な性質（超音波の安定性・変化）について
　解析評価します

２）超音波発振による、発振部が発振による影響を
　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・・に関して
　超音波振動現象の応答特性として解析評価します

３）発振と対象物（洗浄物、洗浄液、水槽・・）の相互作用を
　パワー寄与率の解析により評価します

４）超音波の利用（洗浄・加工・攪拌・・）に関して
　超音波効果の主要因である対象物（表面弾性波の伝搬）
　あるいは対象液に伝搬する超音波の
　非線形（バイスペクトル解析結果）現象により
　超音波のダイナミック特性を解析評価します

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
　これまでの経験と実績に基づいて実現しています。

参考事例
２０２５年
　１月　スイープ発振とパルス発振の組み合わせによる超音波制御技術を開発
　２月　エアレーションとファインバブル（液循環）と超音波の最適化技術を開発
　３月　装置固有の振動状態に合わせた、メガヘルツ超音波の最適化技術を開発
　４月　メガヘルツ超音波を利用した「配管への超音波フィルター技術」を開発
　４月　音圧測定解析に基づいた、「メガヘルツ超音波洗浄技術」を開発
　５月　超音波と空気・水・鉄の新しい利用技術に関する研究を開始
　５月　超音波の非線形現象をコホモロジーで評価するモデルを開発
　７月　超音波洗浄機の＜音圧計測・実験・解析・評価＞技術を開発
　８月　相互作用の確認に基づいた、超音波発振条件の最適化技術を開発