超音波のダイナミック特性を解析・評価する技術 （超音波システム研究所 ultrasonic-labo）

超音波システム研究所は、
　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。



＜参考＞
以下のプログラムを参考にして開発・作成した
　オリジナルソフト（解析システム）を
　オープンソースの統計解析システム 「　Ｒ　」　で
　実行・解析を行っています

生体のゆらぎとリズム コンピュータ解析入門：和田孝雄/著：講談社

赤池モデルを臨床にいかす画期的な解説書。
１／ｆゆらぎ解析に必須かつ難解な赤池モデルと、臨床への応用を懇切丁寧に解説。
生体のダイナミクスに関心をもち臨床デ－タ解析に携わる医学者・工学者待望の書

内容（「MARC」データベースより）
〈CD-ROM付き〉生体のゆらぎとリズムの時系列解析への入門。
　第一線の研究者である著者が、経験した者だけが知る様々な困難点について、
　他に類例のないユニークな視点から細部の議論を展開する。

生体のゆらぎとリズム　和田孝雄著
添付されたプログラムの使用方法
*.exe 実行ファイル
*.for フォートランのソースファイル
*.dat データファイル（解析するデータはこのファイル名で設定する）

ＡＲモデル解析
　ARBG.EXE SPECTRM.DAT BURG法によるスペクトル解析
ARYW.EXE SPECTRM.DAT YULE-WALKER法によるスペクトル解析
ARHH.EXE SPECTRM.DAT HOUSEHOLDER法によるスペクトル解析
FFTGTZL.EXE SPECTRM.DAT GOERTZEL法によるスペクトル解析

インパルス応答（時間領域での伝達特性
　　　　　　　　ラプラス変換するとＳ領域での伝達特性）
周波数伝達関数（周波数領域での伝達特性）
　AIRCV2.EXE ARV2.DAT ２変数のインパルス応答
AIRCV3.EXE ARV3.DAT ３変数のインパルス応答

多変量自己解析モデルによるフィードバック解析
　ARPCV2.EXE ARV2.DAT ２変数のパワー寄与率
ARPCV3.EXE ARV3.DAT ３変数のパワー寄与率
DETRND2.EXE ARV2.DAT ２変数のトレンド除去
DETRND3.EXE ARV3.DAT ３変数のトレンド除去

その他
COSINOR.EXE SIMAMOTO.DAT コサイナー法

DET8PT.EXE DEFT8PT.DAT 　離散フーリエ変換

F1YURAGI.EXE データ無し １／Ｆゆらぎ

実行方法
　＊.EXEファイルを実行すると
　＊.DATファイルのデータを解析して
　＊.TXTファイルに結果を出力する

注意：繰り返す場合には＊.TXTファイルは削除すること
　　　データを変更する場合は、＊.DATファイルのデータを変更する
　　　*.for フォートランのソースファイルを修正して、
　　　実行ファイルを作成すると、連続解析が可能になります



＜＜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。