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
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
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）
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
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
＜脱気・ファインバブル（マイクロバブル）発生液循環システム＞による非線形制御技術
＜＜キャビテーションのコントロール＞＞
超音波システム研究所は、
目的に合わせた効果的な超音波のダイナミック制御を実現する、
＜脱気・マイクロバブル発生液循環システム＞に関して
メガヘルツの超音波発振制御との組み合わせにより
超音波の非線形現象をコントロールする技術を開発しました。
＜音響流とキャビテーションのバランスを最適化する＞
１）洗浄液が淀まない洗浄水槽を使用する
２）強度について、特別に弱い部分のない洗浄水槽を使用する
ポイント：溶接構造・溶接方法・溶接後の表面処理
３）洗浄液の分布を均一にする（Ｄｏ濃度、液温、流速 等）
４）振動子の上面の洗浄液の流れを調節する
（流量・流速・バラツキをコントロールする）
５）超音波の周波数と出力にあわせた液循環を行う
ポイント：音圧測定解析による最適化
６）機械設計としての洗浄水槽の強度は超音波周波数に対して設定する
ポイント：設置方法を含めた装置設計
７）洗浄水槽の製造方法を明確にして、超音波の水槽による減衰レベルを設定する
８）洗浄液に対する洗浄水槽の特性を明確にする（例 コーナー部の設計）
９）超音波の周波数・出力に対する洗浄水槽の特性を明確にする
（振動子・振動板の位置と水槽の関係を調整する
洗浄水槽の超音波伝播特性を明確にする）
１０）洗浄システムとしての制御構造などとの最適化を行う
以上のパラメータを念頭に超音波洗浄を検討する
（あるいは、現状の洗浄を見直す）
コメント
音響流とキャビテーションは相反する現象だと考えています
しかし、どちらかをなくすことは大変難しいため
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
超音波専用水槽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
２種類の超音波（振動子）
１：３８ｋHz、７０ｋHz
２：２５ｋHz、３８ｋHz
３：２４ｋHz、６８ｋHz
４：３３ｋHz、２８ｋHz
５：３３ｋHz、４０ｋHz
６：３３ｋHz、７１ｋHz
・・・・・
様々な、組み合わせと
使用（制御）方法を提案しています
下記動画の組み合わせは
２８ｋHz、７２ｋHzの状態です
（実測値は ２５．７ｋHz ７１．４ｋHzです）
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「液体」と「液循環」です
従来の水槽では
溶接部から液漏れを発生することがあります
この装置は
水槽の表面処理・・・の製造方法により
十分な強度を実現しています
（超音波の利用効率が非常に高いので
通常とは異なる現象が発生します）
