音響流の利用技術

＜＜音響流の利用技術＞＞

http://youtu.be/vQ0zRBBbZNQ

http://youtu.be/wTMXdtH-ocw

１）２周波の超音波洗浄
２）流水式超音波洗浄（超音波シャワー）
３）高周波（１ＭＨz以上）の利用
４）ガラス容器の利用
５）キャビテーションと定在波の利用
６）その他

この動画は、上記に関する基礎実験の様子です

応用技術
＜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
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
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
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）流体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、最適化することが重要だと考えます

＜＜音響流＞＞

＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

一般概念

有限振幅の波が
気体または液体内を伝播するときは、
音響流が発生する。

音響流は、
波のパルスの粘性損失の結果、
自由不均一場内で生じるか、
または音場内の障害物（洗浄物・治具・液循環）の近傍か
あるいは振動物体の近傍で
慣性損失によって生じる物質の一方性定常流である。

音響流は、
大多数の超音波加工工程、
浄化、乾燥、乳化、燃焼、抽出・・・過程での
重要な強化因子であり、
媒体内の熱交換と物質交換を著しく促進する。

加工工程での音響流の作用効果は、
それらの速度と寸法因子によって決まる。


＊＊＊コメント＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

ナノレベルの物質を対象とする
超音波操作では、
音響流に関する制御技術は
製造方法・表面状態・・・・を大きく変える場合があります。

特に、
洗浄を検討する場合には、
汚れの音響流による動きを理解し、
対応・対処することで効率の高い洗浄が可能になります。

そこで、
音響流に対する正しい認識を持つことは大切だと思い、
一般概念を提示しました。

音響流とキャビテーションや加速度による
超音波効果との関係は非線形音響学を
応用した測定解析により明確になります。

注： 非線形音響学
「線形理論に立脚した従来の音響理論と，
流体力学で取り扱うような
強い衝撃波理論を補完する橋渡し的存在である」

超音波利用（応用技術・ノウハウ）

超音波振動子の設置方法による、超音波制御技術
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推奨する「超音波（発振機、振動子）」
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超音波専用水槽の設計・製造技術を開発
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超音波洗浄システムを最適化する方法
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「超音波の非線形現象」を利用する技術を開発
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超音波測定（音圧測定・解析・評価）

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