2026年7月6日月曜日

相互作用(インパルス応答とパワー寄与率の解析)に基づいた超音波の発振制御技術


 この動画は

最大25MHz(出力20V)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発振制御実験の様子です


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


相互作用の確認に基づいて

超音波プローブの発振条件を設定します


<超音波による相互作用の分類>

1:ゼロ型  

2:低周波型  

3:高周波型  

4:ミックス型


この分類に基づいて、

超音波利用目的に合わせた各種対応(最適化・・)を実施します。


 

分類の詳細

1:ゼロ型(相互作用が無いタイプ)

 容器内の液体振動と容器表面の振動に、ほとんど相関が無い状態

 超音波利用に関しては、超音波制御が有効に作用する状態


対応1 音圧データの測定解析により効果的な超音波状態を明確にする

対応2 上記に基づいた各種制御設定(最適化)を行う

対応3 高い周波数の非線形現象が有効な場合は、

     超音波プローブ等による、メガヘルツの超音波制御を利用する


2:低周波型(低周波の相互作用があるタイプ)

 容器内の低周波液体振動が容器表面の振動に、影響している状態

 あるいは、容器表面の低周波振動が容器内の液体振動に、影響している状態

 超音波利用に関しては、超音波が低周波の共振現象で有効に利用できない状態


対策1 超音波出力を下げる

対策2 水槽の強度が向上する改善を行う

対策3 メガヘルツ超音波制御の利用


3:高周波型(高周波の相互作用があるタイプ)

 容器内の高周波液体振動が容器表面の振動に、影響している状態

 あるいは、容器表面の高周波振動が容器内の液体振動に、影響している状態

 超音波利用に関しては、高周波の非線形現象で音響流が有効に利用できる状態


対応1 音圧データの測定解析により効果的な超音波状態を明確にする

対応2 上記に基づいた各種制御設定(ダイナミック制御の実現)を行う

対応3 より高い周波数の非線形現象が有効な場合は、

     超音波プローブ等による、メガヘルツの超音波制御を利用する


4:ミックス型(各種の相互作用があるタイプ)

 容器内の液体振動と容器表面の振動が、複雑に相互作用している状態

 超音波利用に関しては、

 利用目的に合わせた、超音波のダイナミック制御の最適化が必要な状態


対策1 音圧データの測定解析により超音波の変化を把握にする

対策2 上記に基づいた各種制御設定(ダイナミック制御の最適化)を行う

対策3 より高い周波数の非線形現象が有効な場合は、

     超音波プローブ等による、メガヘルツの超音波制御を利用する



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