超音波プローブの超音波発振制御 （超音波システム研究所 ultrasonic-labo）

超音波システム研究所は、
　充電式超音波洗浄器（５０ｋＨｚ）と
　治工具（樹脂容器、ガラス容器、ステンレス容器・・）を利用した
　超音波制御技術に関する実験動画を公開しました。

超音波伝搬状態の変化を
　超音波テスターで測定・解析しています。

音圧測定装置：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
　　＊超音波発振
　　　仕様　１Ｈｚ　から　１００ｋＨｚ
　　＊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ます。

超音波実験 Ultrasonic experiment

超音波実験 Ultrasonic experiment

オリジナル超音波システムの開発技術 （超音波システム研究所 ultrasonic-labo）

超音波システム研究所（所在地：東京都八王子市）は、
超音波洗浄器（４２－５０ｋＨｚ　１０－３５Ｗ）に関して、
超音波伝搬状態の測定・解析・評価・技術を応用した、
１－１０ＭＨｚの超音波伝搬状態を利用可能にする
超音波制御技術を開発しました。

超音波を利用した
　精密洗浄・加工・攪拌・・・への新しい応用技術です。

各種材料の音響特性（表面弾性波）の利用により
　２０Ｗ以下の出力で、１００リッター程度の水槽でも、
　対象物への超音波刺激は制御可能です。

弾性波動に関する工学的（実験・技術）な視点と
　抽象代数学の超音波モデルにより
　非線形現象の応用方法として開発しました。

ポイントは
　超音波洗浄器の設置方法です
　設置条件により
　超音波の減衰を
　音圧測定・解析確認に基づいて
　オリジナル非線形共振現象として
　対処することが重要です

注：オリジナル非線形共振現象
　オリジナル発振制御により発生する高調波の発生を
　共振現象により高い振幅に実現させたことで起こる
　超音波振動の共振現象

様々な分野への利用が可能になると考え
　各種コンサルティングにおいて提案しています。

超音波実験 Ultrasonic experiment

超音波システム研究所は、
超音波のダイナミック特性を解析・評価する技術により
超音波シャワー、超音波液循環・・・実績に基づいた、
新しい「論理モデル」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・解析方法を、
複数の超音波プローブの測定データに発展させたことで、
超音波の非線形現象に対する、各種の影響・効果について
具体的な検討が、できるようになりました。

解析データと解析時間が、大きくなる欠点はありますが
超音波の非線形現象に関連した事項に関して、
非常に優れた検出効果があります。

超音波テスターを利用されている関係者のデータについて
相談・対応する中で
有効性を多数確認した結果（注）
新しい「論理モデル」として作成しました。

詳細は、コンサルティング対応します。

注：
　非線形効果、加速度効果、定在波の効果
　相互作用、応答特性、・・

樹脂容器を利用した超音波実験 Ultrasonic experiment

超音波システム研究所（所在地：東京都八王子市）は、

　＜樹脂容器の音響特性＞を利用した制御技術を応用した

　超音波の応用方法をコンサルティング対応しています。



新しいプラスチック（エンジニアリングプラスチック・・）の特性は

　超音波やマイクロバブル（脱気・曝気）の組み合わせにより

　様々な応用を可能にしています。

　詳細は、企業秘密・・になるため公開されていませんが

　樹脂と超音波による

　洗浄・加工・化学反応・攪拌・・・による成果が増えています。

超音波実験 Ultrasonic experiment

超音波システム研究所は、
　小型超音波振動子を使用して、
　超音波＜実験・研究・開発＞に適した
　超音波システムの利用方法を応用・開発しました。

小型超音波振動子：４０ｋＨｚ　５０Ｗ


－システムの応用事例－
　ガラス製の水槽を利用した洗浄実験
　間接容器・治工具の表面改質実験
　「揺動ユニット」との組み合わせによる攪拌実験
　各種の化学反応実験
　メッキ液・洗浄液・・の開発実験
　ナノ粒子の製造実験
　複雑な形状へのコーティング実験
　表面の検査（残留応力測定）実験
　水の改質（ラジカル化）実験
　霧化実験　
　・・・・・・・

超音波実験 Ultrasonic experiment

超音波システム研究所は、
３種類複数の異なる周波数の「超音波振動子」を利用して

超音波の非線形現象を制御する技術を開発しました。

＜３種類(28,38,72kHz)の超音波振動子＞

超音波実験 Ultrasonic experiment

超音波システム研究所は、
超音波とマイクロバブルを利用した、
表面改質技術を各種治工具・・・に適応させることで、
超音波の相互作用を考慮した、
超音波洗浄器の利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
　高い音圧レベルによるキャビテーション効果や
　液循環による加速度効果（音響流）を制御して
　効率の高い超音波の利用を可能にします。

超音波実験 Ultrasonic experiment ＜超音波システム研究所 ultrasonic-labo＞

超音波システム研究所は、
超音波のダイナミック特性を解析・評価する技術により
超音波シャワー、超音波液循環・・・実績に基づいた、
新しい「論理モデル」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・解析方法を、
複数の超音波プローブの測定データに発展させたことで、
超音波の非線形現象に対する、各種の影響・効果について
具体的な検討が、できるようになりました。

解析データと解析時間が、大きくなる欠点はありますが
超音波の非線形現象に関連した事項に関して、
非常に優れた検出効果があります。

超音波テスターを利用されている関係者のデータについて
相談・対応する中で
有効性を多数確認した結果（注）
新しい「論理モデル」として作成しました。

詳細は、コンサルティング対応します。

注：
　非線形効果、加速度効果、定在波の効果
　相互作用、応答特性、・・

特に、
　新しい洗浄機の洗浄効果が小さい事例、
　音圧レベルが高くても洗浄効果の小さい事例、
　同じ材質で・同じ形状でも、洗浄効果が異なる事例、
　朝から昼にかけての洗浄効果の変化の事例、
　・・・・・
　について納得のいく説明ができます。

＜ポンプ利用（脱気と曝気）による超音波の非線形制御技術について＞

高周波を利用して低周波が発生する
　超音波洗浄における新しい方法のヒントとして
　＜衝撃波＞を考えました。

ポンプ利用（脱気と曝気）による超音波現象を
　非線形現象による＜衝撃波＞としてとらえると、
　音場（洗浄物・音響流・放射体・気泡）の条件に
　噴流や淀みによる
　複雑な多数の周波数を同時に発生させないほうが
　効果がある場合の
　洗浄の実状を説明する
　重要な制御事象（超音波シャワーの原理）になると考えています。

＜応用に関するアイデア：概要＞
気泡の近傍で形成されるミクロ流を
　適切に自己組織化することで
　安定した洗浄力のある
　音響流が構成できると言うアイデアです。
　（シャノンのジャグリング定理を応用した「超音波制御」方法
　　参照　http://ultrasonic-labo.com/?p=1753　）


ミクロ流の自己組織化について
　脱気・曝気・超音波・水槽表面の弾性波動・・・により
　音響流のコントロールが可能になりました。
　（超音波キャビテーションの観察・制御技術
　　参照　http://ultrasonic-labo.com/?p=10013　）


具体的には
　各種対象について
　音響特性と相互作用の確認により
　目的に合わせた、音響流の設定（周波数範囲と変化・・）条件に基づいて
　詳細な確認調整を行います。


曝気による気泡の大きさは
　超音波によるマイクロバブルの発生量とも関連するため
　単純な傾向はありませんが
　最も重要なパラメータです。
　（音色と超音波　参照　http://ultrasonic-labo.com/?p=1082）


コンサルティング対応として
以下の技術を適切に設定することで
上記の技術を実現します。
　１）ジャグリング定理を応用した「超音波制御」技術
　２）音色と超音波・音と超音波の組み合わせ制御技術
　３）「脱気・マイクロバブル発生装置」の利用技術
　４）超音波洗浄機の＜計測・解析・評価＞技術

超音波実験 （超音波システム研究所 ultrasonic-labo）

超音波実験 （超音波システム研究所 ultrasonic-labo）

超音波システム研究所は、
　最大エントロピースペクトルアレイ法(MESAM)を参考にした
　超音波のダイナミック特性を解析・評価する技術を応用して、
　「超音波の応答特性を利用した、表面検査技術」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

最大エントロピースペクトルアレイ法(MESAM)を参考に
　対象物の音響特性・表面弾性波を考慮した
　オリジナル手法を開発することで
　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。


＜＜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。

オリジナル超音波実験 （超音波システム研究所 ultrasonic-labo）

超音波システム研究所（所在地：東京都八王子市）は、
音圧測定装置：超音波テスターを利用した実験動画を公開しています。

音圧測定装置：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
　　＊超音波発振
　　　仕様　１Ｈｚ　から　１００ｋＨｚ
　　＊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ます。

音と超音波の組み合わせを利用した超音波制御技術 （超音波システム研究所 ultrasonic-labo）

超音波システム研究所は、
　＊超音波システムの設計・製造技術
　＊キャビテーション・音響流の制御技術
　＊超音波の計測・解析・評価技術・・・・
　上記の技術を応用して

　＜音と超音波の組み合わせ＞を利用した
　　超音波伝搬状態（非線形共振現象）の制御技術を開発しました。

注：オリジナル非線形共振現象
　オリジナル発振制御により発生する高調波の発生を
　共振現象により高い振幅に実現させたことで起こる
　超音波振動の共振現象


今回開発した技術の応用事例として、
　各種部品・材料の状態（空中、水中、弾性体との接触・・）
　に合わせた、超音波の効果的（洗浄・改質・攪拌・化学反応促進・・・）
　な利用を実現させることが可能となりました。

＜樹脂・プラスチック＞を利用した超音波技術

超音波システム研究所は、
　＊超音波伝搬状態の測定技術（オリジナル製品：超音波テスター）
　＊超音波伝搬状態の解析技術（時系列データの非線形解析システム）
　＊超音波伝搬状態の最適化技術（振動・流れの最適化処理）
　＊表面弾性波の応用技術
　・・・・
　上記の技術を応用して

　＜音と超音波の組み合わせ＞を利用した
　　超音波（非線形共振現象）の制御技術を開発・応用しています。

注：オリジナル非線形共振現象
　オリジナル発振制御により発生する高調波の発生を
　共振現象により高い振幅に実現させたことで起こる
　超音波振動の共振現象


今回開発した技術の応用事例として、
　各種部品・材料の状態（空中、水中、弾性体との接触・・）
　に合わせた、超音波の効果的（洗浄・改質・攪拌・化学反応促進・・・）
　な利用を実現させ、実績を増やしています。

超音波（発振制御）プローブ （超音波システム研究所 ultrasonic-labo）

超音波システム研究所は、
　オリジナル製品：超音波テスターの利用実績から
　部品検査、精密洗浄・・・に関して、
　超音波の伝搬状態に関する
　音響特性を考慮した
　超音波プローブの製造技術を開発しました。

超音波プローブ開発に関する新しい技術です。
　測定・発振・制御に合わせた、
　超音波（の伝搬状態）が利用できます。

特に、発振・受信の組み合わせによる
　応答特性を利用した
　部品検査や小さい部品の精密洗浄に関して、
　超音波振動の新しい利用実績が増えています。

概略仕様
　測定範囲　０．０１Ｈｚ～２０ＭＨｚ
　発振範囲　１ｋＨｚ～５ＭＨｚ
　コード長さ　３０ｃｍ～

小型ポンプを利用した「流水式超音波制御技術」 Ultrasonic experiment

超音波実験 Ultrasonic experiment

超音波システム研究所は、
超音波とマイクロバブルを利用した、
表面改質技術を各種治工具・・・に適応させることで、
超音波の相互作用を考慮した、
超音波洗浄器の利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
　高い音圧レベルによるキャビテーション効果や
　液循環による加速度効果（音響流）を制御して
　効率の高い超音波の利用を可能にします。

上記の具体的な技術として
　各種治工具（設置台の条件・・）と超音波の相互作用による
　超音波の非線形現象（バイスペクトル）を
　目的に合わせて制御する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確認して対応することがノウハウです

超音波実験 Ultrasonic experiment ＜超音波を利用した部品検査＞

超音波実験 Ultrasonic experiment ＜超音波を利用した部品検査＞