2026年7月6日月曜日

超音波洗浄機の音圧測定ーー脱気マイクロバブル発生液循環を利用した超音波制御ーー


この動画は、

2種類の超音波(28kHzと72kHz 各300W)と

脱気マイクロバブル発生液循環システムによる

超音波のダイナミック制御実験の様子です


ポイントは

脱気マイクロバブル発生液循環ポンプと

各超音波のONOFF制御です


水槽内の洗浄液の流れの状況により

利用目的(洗浄効果・・)に合わせて

ONOFF時間の設定を行います


音圧レベルを上昇させることや

非線形現象により伝搬周波数を高くすることも可能です


そのために音圧測定確認を行っています


丁寧に観察すると

ONOFF制御による各周波数の複雑な変化を確認することができます

(詳細は測定データの解析・確認に基づいて評価します)



 

ウルトラファインバブルを利用した超音波攪拌技術

 

ウルトラファインバブルを利用した超音波攪拌技術


この動画は

ガラス容器内のファインバブルの様子を観察しています

40kHzの超音波により、ファインバブルが

以下の様に複雑な変化を起こします

1)消滅 2)結合 3)分散 4)その他

1)消滅時には非常に高いエネルギーを発生します

  金属表面の残留応力の緩和処理を行う原理となっています

2)気泡が大きく、はっきり目に見えるようになりなり

  脱気効果として液面から出ていきます

  (液の流れや変化を発生し、洗浄・・のダイナミックな効果があります)

3)ファインバブルがウルトラファインバブルになります

  (100%ではありませんが、

   各種条件により50%以上にできると推測しています)

4)その他

  磁性や液体のイオン化・・・様々な影響・効果があります

  利用目的に合わせて確認検討することが必要だと考えます


メガヘルツ超音波シャワー技術開発に関する基礎実験

 



均一な洗浄液の状態を実現する、脱気ファインバブル発生液循環技術

 



超音波洗浄器を利用したメガヘルツ超音波の音圧測定実験


この動画は

最大25MHz(出力10V)の発振ができる

ファンクションジェネレーターによる

メガヘルツ超音波の非線形現象をコントロールする実験の様子です


超音波洗浄器(42kHz 35W)を、

ステンレス容器タイプの超音波発振制御プローブの上に設置しています


超音波プローブの発振は

超音波洗浄器(42kHz 35W)の出力が小さいため

出力1V以下としていますが

この設定により、より高い周波数(120MHz)の伝搬状態が実現しています


詳細は、測定している音圧データの解析により確認しています


ポイントは

グラフ青:洗浄器の水槽内の液中音圧とグラフ赤:洗浄器表面の音圧について

非線形現象・相互作用・応答特性・・の解析確認です


この実験の

ファンクションジェネレーター・洗浄器・超音波プローブの組み合わせは

小さい出力で高い音圧レベルが実現することができます

(そのため、200MHz以上の超音波伝搬状態を実現することが難しい組み合わせです)


 

ファインバブルによる、超音波プローブ用ステンレス部材の表面処理

 


この動画は

超音波プローブ用のステンレス部品について

表面残留応力の緩和・均一化処理を

ファインバブル(マイクロバブル)の流れを利用して行っています


ポイントは

ファインバブル発生液循環ポンプのONOFF制御です


標準的な設定は

OFF設定時間の3倍がON設定時間です


注:水槽構造・サイズ・流量・・・により微調整が必要です




最大60MHz(出力10V)の発振ができるファンクションジェネレーターによる超音波実験


この動画は

最大60MHz(出力10V)の発振ができる

ファンクションジェネレーターによる

メガヘルツ超音波の非線形現象をコントロールする実験の様子です


非線形現象は、測定している音圧データの解析により確認しています


ポイントは

グラフ青:容器内の液中音圧とグラフ赤:容器表面の音圧について

相互作用の解析確認です


容器の構造や強度が低いと

低周波の共振現象により超音波が減衰します


対策は、超音波プローブとファンクションジェネレーターの特徴に合わせた

発振制御条件です