超音波システム研究に関する動画

＜＜　超音波の非線形現象　＞＞



超音波洗浄効果の高い装置は、キャビテーションを考慮した洗浄水槽を使用して

　音響流の効果を最適化した振動子・振動板を設置します。



普通の超音波洗浄機は、洗浄物により

　様々な、キャビテーション・音響流が発生します。



どうしても、目に見える、あるいは聞こえる範囲での状態評価に集中します。



ところが、ソ連の超音波に関する書籍

　「超音波工学と応用技術」ベ.ア.アグラナート/[他]共著には、

　「超音波洗浄について、最も重要（効果的）な要因は、音響流である」

　と言うことが記載されています。



音響流に関して以下のような説明がありますが、

　測定・解析・評価については、はっきりしません。



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。





こうなると、キャビテーションと音響流の議論になり、対応が難しくなります。



そこで、キャビテーション・音響流の影響として

　複雑な超音波の音圧変化を統計解析することを考えます。



簡単な実験として、

　超音波洗浄器で、液循環がある場合と無い場合の違いを調べます。



ここで、液循環量の変化に合わせて、超音波による音圧変化の様子を観察・測定します。



測定した、音圧データを検討・解析（自己相関・バイスペクトル）することで

　超音波における非線形現象をはっきり確認できます。



「超音波工学と応用技術」ベ.ア.アグラナート/[他]共著には、

「流体が振動する現象は非線型理論の集積です」と指摘しています。



従って、超音波の音圧測定・解析・評価により、非線形現象を確認することは

　超音波の効果的な利用に発展できることになります。