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2022年12月27日 08時20分
超音波システム研究所

メガヘルツの超音波発振による、新しい表面検査技術

超音波システム研究所は、 　対象物の表面を伝搬する超音波データの解析実績から 　メガヘルツの超音波発振による、新しい部品検査技術を開発しました。
自然科学・技術
報道関係各位
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2022年12月27日
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　超音波システム研究所

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メガヘルツの超音波発振による、新しい表面検査技術

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超音波システム研究所は、
　対象物の表面を伝搬する超音波データの解析実績から
　メガヘルツの超音波発振による、新しい部品検査技術を開発しました。

オリジナル超音波プローブの発振制御による
　「音圧・振動」測定・解析技術を応用した方法です。

目的（対象物の表面を伝搬する振動モード）に合わせた
　超音波プローブの開発対応による、
　コンサルティング・超音波評価技術の説明対応を行っています。

新しい超音波発振制御技術の応用です。
　対象物の音響特性に合わせた、
　メガヘルツの超音波伝搬状態に関する非線形現象を利用することで
　対象物の表面状態に関する新しい特徴を検出することが可能です。

特に、発振・受信の組み合わせによる
　応答特性を利用した
　基板部品の表面検査や、精密洗浄部品の事前評価・・・に関して、
　超音波振動の新しい評価パラメータとなる基本技術です。

表面弾性波の伝搬現象に関する、超音波のダイナミック特性を
　測定・解析・評価に基づいて
　論理モデルを構成・修正しながら検討することで
　目的（評価）に合わせた効果的な利用を可能にしました。

超音波の送受信について

対象物を伝搬する特性を検出するために
　対象物の振動特性に対応した、
　以下の組み合わせを標準として測定・解析・評価します

＜標準測定＞

送信　：超音波プローブ　発振型（共振・非線形タイプ）

受信１：超音波プローブ　測定型（共振タイプ）
受信２：超音波プローブ　測定型（非線形タイプ）

参考：超音波プローブのタイプ
１）超音波プローブ　発振型（共振タイプ）
２）超音波プローブ　発振型（非線形タイプ）
３）超音波プローブ　測定型（共振タイプ）
４）超音波プローブ　測定型（非線形タイプ）
５）超音波プローブ　発振型（共振・非線形タイプ）


超音波プローブの概略仕様
　発振・測定範囲　０．０１Ｈｚ～１００ＭＨｚ
　コード長さ　１０ｃｍ～
　対象材質　ステンレス、樹脂、セラミック、ガラス・・・

検査装置・対象物・治具・・の音響特性を、
　評価パラメータに合せて発振制御することで、
　効果的な送受信データから表面状態を検出します。

この技術は、超音波洗浄に関して
　洗浄バラツキを発生する原因を明確にします。
　従って、超音波制御による
　表面処理・洗浄・攪拌・加工・・対応・対策を可能にします。
　
超音波プローブ（発振型、測定型、共振型、非線形型）の製造技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1566

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

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

メガヘルツの超音波を利用する超音波システム技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=14350

超音波発振システム（２０ＭＨｚ）の製造販売
http://ultrasonic-labo.com/?p=1648

超音波発振システム（１ＭＨｚ、２０ＭＨｚ）
http://ultrasonic-labo.com/?p=18817

２００ＭＨｚ以上の超音波伝搬現象による表面改質処理
http://ultrasonic-labo.com/?p=2433


＜ノウハウ＞
超音波発振に関する、発振（音響）特性
超音波受信に関する、受信（音響）特性
超音波伝搬に関する、伝搬（音響）特性
上記の特性を測定解析（注）により評価して、
適切な組み合わせを利用することがノウハウです


注：音圧測定の時系列データに関して
１：非線形現象の解析（自己相関、バイスペクトル解析）
２：応答特性の解析（インパルス応答、パワー寄与率）

上記に基づいて、
超音波の伝搬現象を、以下のように分類します

＜超音波伝搬特性（音響特性）の分類＞
1：線形型　　
2：非線形型　　
3：ミックス型　　
4：ダイナミック変動型
（　4－1：線形変動型　　4－2：非線形変動型　　4－3：ミックス変動型　）

この分類を、超音波利用目的に合わせて
発振制御条件（スイープ発振条件）として設定します。

環境・条件・・により
　複数の発振を組み合わせる場合も同様ですが
　相互作用に対する測定確認が不十分だと
　ダイナミックな非線形現象は発生しません。

　
分類の詳細
１：線形型（キャビテーション主体型）
　超音波の発振周波数に対して
　伝搬状態の主要（最大エネルギー）周波数が
　低調波（発振周波数の１／４、あるいは１／２）
　から高調波（発振周波数の１倍、・・３倍）の範囲で
　若干の変化がある状態

注：低調波（発振周波数の１／８）以下の場合
　　低周波の共振状態により、不安定な共振と干渉が発生し
　　安定した状態が実現しない傾向になります

２：非線形型（音響流主体型）
　超音波の発振周波数に対して
　伝搬状態の主要（最大エネルギー）周波数が
　高調波（発振周波数１０倍以上）の範囲で
　若干の変化がある状態

注：高調波は、超音波振動子、発振プローブ・・の
　　表面状態の工夫（特願２０２０－３１０１７　超音波制御）により
　　発振周波数の１００倍を実現することも可能です

３：ミックス型（キャビテーションと音響流の組み合わせ型）
　超音波発振部材の設置方法や接触部材・・・の相互作用により
　発振周波数に対して
　伝搬状態の主要（最大エネルギー）周波数が
　低調波（発振周波数の１／８，１／４、あるいは１／２）
　から高調波（発振周波数の１倍、・・１０倍）の範囲で
　自然に発生する、大きな変化がある状態

コメント
上記の１，２，３は、基本的な伝搬状態ですが
振動現象が、安定して長時間同じ現象を続けるためには、各種制御・・工夫が必要です
上記の１，２，３は、単調な発振状態を継続すると
周波数の低下や超音波の減衰現象が発生し
超音波の利用効果は小さく、無くなっていきます
そのために、実用的には、変動型を利用することが必要です

４：変動型（各種制御による変化を利用するタイプ）

４－１：線形変動型
　複数の超音波発振部材や発振制御・・を利用して
　伝搬状態の主要（最大エネルギー）周波数が
　低調波から高調波を、
　目的の範囲（発振周波数の１／８～１０倍程度）で
　制御可能にした状態　

４－２：非線形変動型
　複数の超音波発振部材や発振制御・・を利用して
　伝搬状態の主要（最大エネルギー）周波数が
　低調波から高調波を、
　目的の範囲（発振周波数の１／２～５０倍程度）で
　制御可能にした状態

４－３：ミックス変動型（ダイナミック変動型）
　複数の超音波発振部材や発振制御・・の
　音響特性や相互作用の確認に基づいて
　伝搬状態の主要（最大エネルギー）周波数が
　低調波から高調波を、
　目的の範囲（発振周波数の１／１６～１００倍程度）で
　制御可能にした状態
を開発しました。


参考動画

表面検査

https://youtu.be/5c8JQfrIrxw

https://youtu.be/qNN05L0HFBE

https://youtu.be/V2tH7dTN5f8

https://youtu.be/z9edBWQi8Do

https://youtu.be/Xba8vqtG-M4

https://youtu.be/bE5LcqbUkXM

https://youtu.be/pf067L50YK8

https://youtu.be/ZtG5VpzYcf0

https://youtu.be/LoxaHRDZ0PQ

https://youtu.be/6qsI9F2VCEs

https://youtu.be/JwcN4q35-cY

https://youtu.be/I97IGYB1Hwo

https://youtu.be/W1HgHs0Q-6U

https://youtu.be/4K0Q6eJgHEA

https://youtu.be/2logdjg3fqs

https://youtu.be/NWOVAUZopJ0

https://youtu.be/fTkZyRbmOB8

https://youtu.be/eVd8-eWek6w

https://youtu.be/lnCKi94_vUg

https://youtu.be/XnS2-CouYog

https://youtu.be/G232y8v1kHo

https://youtu.be/xutFByfB9WU

https://youtu.be/Vbhn7vkZ1wE

https://youtu.be/taOpQkUFias

https://youtu.be/RlzkNoqU9gc

https://youtu.be/rTVRTNwiDoc

https://youtu.be/4dfgXoiZwZQ

https://youtu.be/HKFb3Krg-D8

https://youtu.be/_Xrnh8za57w

https://youtu.be/GP4518Fpwu0

https://youtu.be/paGSeduPErs

https://youtu.be/YB9hcekBY04

https://youtu.be/Nuz7R_R0Er0

https://youtu.be/yf8-hsVcCTE

https://youtu.be/CBqfMZiJB5M

https://youtu.be/HSSOmDhSHqo

https://youtu.be/v6Rfg9rJYbA

https://youtu.be/OWGvB4FxVeQ

https://youtu.be/CFrcRzfHryI

https://youtu.be/VLBDuUWEXTw

https://youtu.be/SHbkoX1IphA

https://youtu.be/1kvaTLltdkQ


基礎実験

https://youtu.be/3XajC4mMIVI

https://youtu.be/_2AYWI6tQCk

https://youtu.be/rNuhdD7lxes

https://youtu.be/LKV_87I3VxE

https://youtu.be/BOz0W3x0obs

https://youtu.be/Go3TCAEA0Ck

https://youtu.be/KnXtsbDLBSY

https://youtu.be/zlRFn-xvE0Y

https://youtu.be/QEupvqtr_S8

https://youtu.be/HiNm0ppzrHc

https://youtu.be/XSIv4YvlEN4

https://youtu.be/M2-32d4hy6A

https://youtu.be/8zOwm6P6tWQ

https://youtu.be/hVPsGXjytgI

https://youtu.be/rX0MHvGa6nM

https://youtu.be/FiBykhZTHkQ

https://youtu.be/62_3GoCXiGc

https://youtu.be/KJ5r-4ByBVM

https://youtu.be/N3blQvwHQz4

https://youtu.be/d6AM5tGWmAI

https://youtu.be/5eF2UZjGUo4

https://youtu.be/3wNt0Es_wZQ

https://youtu.be/67cuE3nCrUw

https://youtu.be/pcRQepDqiSM

https://youtu.be/a7MzX-vx8is

https://youtu.be/sv7xLLdAOS0

https://youtu.be/Dy3GaPVLsJk

https://youtu.be/lDtBxINYcJc

https://youtu.be/IG2Hs44jSe0

https://youtu.be/YF5Af2a-McU

https://youtu.be/nSfRTqk49nY

https://youtu.be/bRgZ7XzwqSY

https://youtu.be/7q6jV59EYU4

https://youtu.be/418OjQ7MeOg

https://youtu.be/9HVeg3cofQk

https://youtu.be/uzJp6s7SbRQ

https://youtu.be/KZIFha3q2qo

https://youtu.be/_voJ6lOW1Zk

https://youtu.be/an8Qpsv6rzc

https://youtu.be/dR7RZsxHP_0

https://youtu.be/xRVXL-Zeqtw

https://youtu.be/mitcYmUHk1Y

https://youtu.be/hgIaCZm1muc

https://youtu.be/-zokAxI1Ns0

https://youtu.be/qMxjNJRSyIU

https://youtu.be/WlspjQ4oLeY

https://youtu.be/SdVxY7qeHWg

https://youtu.be/j-IvB_xbASY

https://youtu.be/qJTSiK2Q_v8

https://youtu.be/eFTwB1w6l9E

https://youtu.be/6QjZ5YDQ9Mo


音圧データ解析

https://youtu.be/_roc4htobfc

https://youtu.be/Nsspm7tzzvY

https://youtu.be/-P5r0kg3_Wc

https://youtu.be/xpYakJz-ISY

https://youtu.be/-8Pt4GeNfIw

https://youtu.be/co37_Bahj18

https://youtu.be/RF5XK80aMUs


参考

超音波伝搬現象の分類に基づいた、超音波プローブの製造技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=14210

メガヘルツの超音波洗浄器
http://ultrasonic-labo.com/?p=1318

超音波素子（圧電素子）の調整技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1584

超音波の非線形振動現象をコントロールする技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=11267

ファインバブル（マイクロバブル）を利用した超音波洗浄機
http://ultrasonic-labo.com/?p=2906

超音波プローブ、超音波システムの開発技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1522

小型ポンプによる「音響流の制御技術」
http://ultrasonic-labo.com/?p=7500

超音波の音圧測定・解析システムと超音波発振制御システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1546

新しい超音波発振制御プローブの製造方法
http://ultrasonic-labo.com/?p=1184

超音波を利用した機械加工・溶接技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=17796

超音波現象と論理モデルの統合
http://ultrasonic-labo.com/?p=14726

超音波のダイナミック制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1575

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

超音波（音圧測定解析、発振制御）システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1173

超音波による表面検査技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=17135


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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　
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メールアドレス　　info@ultrasonic-labo.com
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ホームページ　　http://ultrasonic-labo.com/