AEROPRES

報道関係各位
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2020年08月11日
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　超音波システム研究所

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超音波の発振制御技術　Ｎｏ．３

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超音波システム研究所は、
シャノンのジャグリング定理を応用した「超音波制御」方法について
超音波データのバイスペクトル解析による、
超音波伝搬現象に関する分類方法に基づいた
制御設定を行う方法を開発しました

この技術を、コンサルティング提案・実施対応しています。

超音波伝搬現象を、安定して効率よく利用するためには
超音波の伝搬特性として、発振機や振動子以外の条件に関する
応答特性・相互作用の検討や
専用治工具の開発も必要です

発振波形や制御条件を検討することで
新しい超音波の効果（注１：オリジナル非線形共振現象）を発見できます
非線形現象を主要因とした、超音波現象を目的に合わせて利用することで
効率の高い超音波利用が実現します

特に、ナノレベルの超音波技術での実績が増えています

注１：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



＜制御について＞

各種データの時系列変化の様子を解析・評価して、
時間で移動するボールのジャグリング状態に相当する
超音波伝搬現象の「サイクル」と、「影響範囲」について
超音波の分類から
線形型、非線形型、ミックス型、変動型として
論理モデルを構成します

この論理モデルからボールＮ個のジャグリング状態を設定して制御を行い、
音圧測定解析により、モデルの調整を行うと、
システムの状態に適した制御が実現し、
効率の高い超音波システムとなります


＜＜　シャノンのジャグリング定理の応用　＞＞

注：JUGGLING THEOREM proposed by Claude E. Shannon


シャノンのジャグリング定理

(　F　+　D　)　＊　H　=　(　V　+　D　)　＊　N

F　：　ボールの滞空時間（Flight time）
D　：　手中にある時間（Dwelling time）
H　：　手の数（Hands）
V　：　手が空っぽの時間（Vacant time）
N　：　ボールの数（Number of balls）

＜＜　応用　＞＞

F　：　超音波１の発振制御
D　：　ベースとなる超音波２の発振制御
H　：　基本サイクル
　（音圧データの解析結果：バイスペクトルを数値化したパラメータ）
V　：　振動（固有振動・・）装置・・の運転制御
N　：　超音波（発振）機器の数


ポイント（ノウハウ）は、非線形現象の発生状態を
　対象物による相互作用を考慮した
　測定解析評価に基づいて、コントロールすることです。


参考動画

https://youtu.be/6HNLQq4Ycz4

https://youtu.be/PiUyS0iZC4Q

https://youtu.be/FmCGucHv2K8

https://youtu.be/WcUQtsRETQE

https://youtu.be/hZZAa61YdM0

https://youtu.be/QOTGDf0agls

https://youtu.be/aEvyC2PZQyw

https://youtu.be/ljiKYZ98IDE

https://youtu.be/9UaLGMrMOMc

https://youtu.be/xqljBwVVxlw

https://youtu.be/r0oKBTVNWBI

https://youtu.be/RTKjM4GHXjo



＜＜超音波の音圧測定・解析　Ｎｏ．２＞＞

１）時系列データに関して、
　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
　測定データの統計的な性質（超音波の安定性・変化）について
　解析評価します

２）超音波発振による、発振部が発振による影響を
　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・・に関して
　超音波振動現象の相互作用として解析評価します

３）発振と対象物（洗浄物、洗浄液、水槽・・）の相互作用を
　パワー寄与率の解析により評価します

４）超音波の利用（洗浄・加工・攪拌・・）に関して
　超音波効果の主要因である対象物（表面弾性波の伝搬）
　あるいは対象液に伝搬する超音波の
　非線形（バイスペクトル解析結果）現象により
　超音波のダイナミック特性を解析評価します

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
　これまでの経験と実績に基づいて実現しています。


＜＜　音圧測定・解析　＞＞

音圧解析の初歩
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/f98bae783ad048328016cdd7293e365a.pdf

超音波技術（R言語）
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/4e8bd13014b40d79f1ccb1f5bad9a249.pdf

非線形解析（バイスペクトル解析） 操作手順書
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/e6c5ed91e8b9414fe04c7d2f49126d5a.pdf

超音波の音圧測定解析データ
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/6a0ec3b188e1337a2e724df9ea319fbf.pdf

応答特性の解析操作
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/e73fd98084303b245a10acc030122f13.pdf


参考

音圧データ・データ解析

https://youtu.be/L4iWYoGyLaE

https://youtu.be/xV65X6tdd94

https://youtu.be/wbuzGwurABY

https://youtu.be/Z9M_52oMx6k

https://youtu.be/XtGdiK9oYgo



参考

超音波伝搬現象の分類
http://ultrasonic-labo.com/?p=10908

超音波洗浄機の「流れとかたち・コンストラクタル法則」
http://ultrasonic-labo.com/?p=17107

超音波技術：多変量自己回帰モデルによるフィードバック解析
http://ultrasonic-labo.com/?p=15785

超音波発振による相互作用
http://ultrasonic-labo.com/?p=17204

ファインバブルを利用した超音波洗浄機
http://ultrasonic-labo.com/?p=11902

超音波の音圧測定解析システム「超音波テスターＮＡ」
http://ultrasonic-labo.com/?p=16120

超音波振動子を、超音波の利用目的に合わせて制御する方法
http://ultrasonic-labo.com/?p=9888

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
http://ultrasonic-labo.com/?p=1753

超音波＜発振制御＞技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=5267

オリジナル超音波システムの開発技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1546

表面弾性波の利用技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=7665

精密測定プローブ
http://ultrasonic-labo.com/?p=11267

超音波＜計測・解析＞事例
http://ultrasonic-labo.com/?p=1705

＜樹脂の音響特性＞を利用した超音波システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=7563

流れと音と形の観察：コンストラクタル法則
http://ultrasonic-labo.com/?p=7302

超音波振動子の設置方法による、超音波制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1487

超音波水槽の新しい液循環システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1271

超音波とマイクロバブルによる表面改質（応力緩和）技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=5413

超音波洗浄機を改良
http://ultrasonic-labo.com/?p=1179

超音波＜キャビテーション・音響流＞技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=2950

オリジナル超音波技術によるビジネス対応
http://ultrasonic-labo.com/?p=9232

＜＜参考＞＞
音圧計見積もり資料20190930
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/1d3ed28f158a77e2811b41c99bc8c7f6.pdf

SSP仕様書verNA40抜粋
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/e38cc1cf12893769f473033b9b703a5f.pdf

超音波発振プローブ（タイプRA1） 仕様書
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/4c9100118b9aa86086e88491ad35c228.pdf


【本件に関するお問合せ先】
超音波システム研究所
住所：〒192-0046　
　　　東京都八王子市明神町２丁目25-3
　　　ＳＯＨＯプラザ京王八王子　303
担当　　斉木　
電話　０９０－３８１５－３８１１
メールアドレス　　info@ultrasonic-labo.com
（できるだけ，メールアドレスに，お問い合わせ下さい。）
ホームページ　　http://ultrasonic-labo.com/

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キーワード

超音波 解析 システム 表面 測定 制御 振動 発振 音圧 弾性波