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2020年10月08日 14時24分
超音波システム研究所

超音波伝搬現象の分類　Ｎｏ．２

超音波システム研究所（所在地：東京都八王子市）は、 　超音波伝搬状態の測定データを 　バイスペクトル解析することで、 　超音波振動が伝搬する現象に関する分類方法を開発しました。
自然科学・技術
報道関係各位
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2020年10月08日
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　超音波システム研究所

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超音波伝搬現象の分類　Ｎｏ．２

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超音波システム研究所（所在地：東京都八王子市）は、
　超音波伝搬状態の測定データを
　バイスペクトル解析することで、
　超音波振動が伝搬する現象に関する分類方法を開発しました。


今回開発した分類に関する方法は、
　超音波の伝搬状態に関する
　主要となる周波数（パワースペクトル）の
　ダイナミック特性（非線形現象の変化）により
　線形・非線形の共振効果を推定します。

これまでのデータ解析から
　効果的な利用方法を
　以下のような
　４つのタイプに分類することができました。

　１：線形型
　２：非線形型
　３：ミックス型
　４：変動型

　上記の各タイプに基づいた装置開発・制御設定・・・
　成功事例が多数あります。

特に、
　安定性・変化の状態・・・に関して
　周波数成分による詳細な分類により、
　目的と効果に対する、効率のよい
　各種条件の設定・調整が可能になりました。

さらに、洗浄に関しては
　汚れの特性やバラツキに関する情報が得られにくいため
　このような分類をベースに実験確認することで
　効果的な超音波制御が、実現します。

その他の応用事例
　超音波洗浄機の評価、超音波振動子の評価、・・・
　超音波加工・溶接・曲げ・・・振動現象の制御
　超音波による化学反応促進・抑制（例　めっき）処理
　表面を伝搬する超音波振動の特性による表面検査・表面処理
　液体・気体・弾性体（粉末・・）に対する
　　超音波（攪拌・乳化・分散・粉砕・表面の均一化・・・・）処理
　その他


この分類の本質的なアイデアは、
　超音波による定在波の特徴を、抽象代数学の
　「導来関手」に適応させるということです。

抽象的ですが
　超音波の伝搬状態を計測解析するなかで
　定在波に関する的確な対応・制御事例から
　時間経過とともに変化する状態を捉えるために
　「導来関手」とスペクトルシーケンスの関係を
　線形・非線形の共振効果に対応した
　複体の変化により分類することにしました。
　

　なお、超音波システム研究所の「非線形制御技術」は、
　この方法による、
　具体的な技術（例　超音波制御システム）として対応しています。

応用技術として
　非線形性の発生状態に関する研究開発を進めています。
　「超音波利用の最も大きな効果が、非線形状態の変化にある」
　　という考え方が一歩進んだと考えています。

＜＜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。

＜＜考え方＞＞
超音波利用に関して、
　超音波振動のダイナミック特性を把握することが
　最も重要で、このダイナミック特性をコントロールすることが
　超音波利用技術だと考えています


超音波の最適化技術２
http://ultrasonic-labo.com/?p=16557

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

超音波制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=16309

超音波洗浄について
http://ultrasonic-labo.com/?p=15233

超音波を利用した「振動計測技術」
http://ultrasonic-labo.com/?p=16046

モノイド圏モデルを利用した超音波制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=9692

超音波利用実績の公開
http://ultrasonic-labo.com/?p=13404



参考：：音圧解析データ

https://youtu.be/CMCIk-bo5WQ

https://youtu.be/t7UCgYR2TA8

https://youtu.be/zqdA6wolbEY

https://youtu.be/IUv0KCorYXI

https://youtu.be/zqdA6wolbEY

https://youtu.be/NUNATH6cyig

https://youtu.be/Sjlz16OwtUU

https://youtu.be/AAGJ_CXn_0Y

https://youtu.be/JvZnC60yECA

https://youtu.be/EELGLQ7ZWCI

https://youtu.be/RrK0L0QmoPI

https://youtu.be/SCMczeLSwGo

https://youtu.be/LcDl5v2Hb1M

https://youtu.be/2iY2qVG_eLg

https://youtu.be/keqHYX4gLiA

https://youtu.be/dLjGcrmKpEY

https://youtu.be/mA6tBJWxIKo

https://youtu.be/Ubw7r_L1Aj0

https://youtu.be/0Q37sdzN8uM



なお、今回の技術をコンサルティング事業として、
展開・対応しています。

参考：：超音波技術

超音波（キャビテーション・音響流）の分類
http://ultrasonic-labo.com/?p=17231

超音波の代数モデルによる制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1311

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

超音波と表面弾性波
http://ultrasonic-labo.com/?p=14264

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

超音波と間接容器による、ナノレベルの攪拌技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=15865

メガヘルツの超音波発振制御プローブ
http://ultrasonic-labo.com/?p=14570

超音波の伝搬状態を利用した部品検査技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=3842

音と超音波の組み合わせ技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=12463

非線形振動現象をコントロールする超音波技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=15147

超音波プローブの発振制御による振動評価技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=15285

新しい超音波制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=15781

超音波水槽のダイナミック液循環システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=14869

表面弾性波を利用した超音波制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=14311

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

現状の超音波洗浄機を改良する方法
http://ultrasonic-labo.com/?p=16603

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




参考：：実験動画

https://youtu.be/P3P2Mm3_UtU

https://youtu.be/u0y1kKMLaX4

https://youtu.be/hZe0DMKynKs

https://youtu.be/L5YPRSc5ugQ

https://youtu.be/CvGObJEcRhg

https://youtu.be/6UwMDqTUMjw

https://youtu.be/hH_u4q2CEW4

https://youtu.be/GRHYGQ7Ipzs

https://youtu.be/O5awGn6aqsI

https://youtu.be/QWJyH3Z8Oyg

https://youtu.be/cD6yc1-fm8M

https://youtu.be/tzdeceiM1Qg

https://youtu.be/yPBxyCNJHHY

https://youtu.be/khXT4DQnhuI

https://youtu.be/948DM1hUjPM

https://youtu.be/RUEar018ctg

https://youtu.be/MKbF8viDgRg

https://youtu.be/Gml0oPCh3QM




超音波出力の最適化技術１
http://ultrasonic-labo.com/?p=15226

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

超音波洗浄ラインの超音波伝搬特性を解析・評価する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=2878

超音波洗浄機の音圧計測
http://ultrasonic-labo.com/?p=16509




参考：：パワー寄与率の解析

https://youtu.be/SX70vCaRUZA

https://youtu.be/KmXkqp9B0C4

https://youtu.be/kgsgbODBgwE

https://youtu.be/36T6L_FCH4Y

https://youtu.be/dHPtEAXcC34

https://youtu.be/TJIIEShg0-w

https://youtu.be/MUCBVuNiJ1o




参考：：「Ｒ］による解析（自己相関、倍スペクトル）

https://youtu.be/F9gMKZ9mesw

https://youtu.be/YuO-yS2pcng

https://youtu.be/04-E2f1a-qA

https://youtu.be/HvUXR8XQLoE

https://youtu.be/OjwUyBbpI_M

https://youtu.be/rF4zQ0aXKUw

https://youtu.be/8-NCyOil_yg

https://youtu.be/aA-MHvLECD0

https://youtu.be/VbrMg-8FgH8

https://youtu.be/eZe7lJ5k1ec

https://youtu.be/4GbpuuRPIFQ

https://youtu.be/lFCQaK95vrw

https://youtu.be/dXvPf8813VE



＜＜超音波の相互作用：：確認実験＞＞

https://youtu.be/yHVzZTtXC9o

https://youtu.be/rF4zQ0aXKUw

https://youtu.be/8-NCyOil_yg

https://youtu.be/ThpOUZcAe94

https://youtu.be/17_Ja7YU8So

https://youtu.be/XlFsnguetG0

https://youtu.be/deBRTKPNJiY

https://youtu.be/tYAdexPlb04

https://youtu.be/cD6yc1-fm8M

https://youtu.be/JZkUGnZ5BLI

https://youtu.be/eZe7lJ5k1ec

https://youtu.be/zikNcfNCUz8

https://youtu.be/_pwt-PfefIY

https://youtu.be/uyh2VsBO5vw

https://youtu.be/ntSBevvRc6A

https://youtu.be/AfW8eXKYM48

https://youtu.be/NGwNhsDqXH8

https://youtu.be/RhlvbM1vmLY

https://youtu.be/r60lco3uz1k



【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
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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/