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2023年01月10日 16時28分

メガヘルツの超音波発振による、表面弾性波のダイナミック制御技術

超音波システム研究所は、 超音波システム(音圧測定、発振制御)を利用した 超音波の伝搬特性を分類することで、 表面弾性波のダイナミック制御技術を開発しました。
報道関係各位
                          2023年01月10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、表面弾性波のダイナミック制御技術
(超音波の非線形制御システムを開発する技術)

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超音波システム研究所は、
超音波システム(音圧測定、発振制御)を利用した
超音波の伝搬特性を分類することで、
表面弾性波のダイナミック制御技術を開発しました。

超音波の非線形制御システムを開発するための基礎技術です。
目的(洗浄・加工・攪拌・化学反応・・)に合わせた
様々な応用を実現しています。

この技術に関する、基礎実験を公開しています。

ポイントは
 超音波伝搬に関する非線形現象を
 効率の高い状態で制御可能にする
 振動システムとしての
 発振条件の設定(波形・出力・周波数・変化・・・)です。

上記の具体的な技術として
 水槽・治工具・・・と超音波の相互作用による
 非線形現象(バイスペクトル)を
 目的(洗浄、攪拌、加工、溶接、表面処理、応力緩和処理、検査・・)
 に合わせて制御する、具体的なシステム技術を開発しました。

例 標準システム(水槽内の液量 2000リットルまでの場合)
  超音波とファインバブルで表面改質処理した水槽
  (水槽材質は、ステンレスでも、ガラス・塩ビ・アクリル・・でも可能)
  脱気ファインバブル発生液循環装置 1台 ONOF制御
  ベースとなる超音波振動子 1台 ONOFF制御
  40kHz 600W(出力10W~400W)
  メガヘルツの超音波発振制御プローブ 2本
  メガヘルツの超音波発振制御プローブ1 パルス発振
  1~20MHz(出力15W)
  メガヘルツの超音波発振制御プローブ2 スイープ発振
  1~20MHz(出力15W)

例 標準システム(水槽内の液量が 2000リットルを超える場合)
  超音波とファインバブルで表面改質処理したステンレス水槽
  (液循環を考慮した水槽設計が望まれる
   オーバーフロー水槽構造により、塩ビ水槽での対応も可能)
  脱気ファインバブル発生液循環装置 2台 ONOF制御
  (ONOFF制御は個別設定)
  ベースとなる超音波振動子 2台 ONOFF制御
  40kHz 600W(出力10W~400W)
  28kHz 600W(出力10W~400W)
  メガヘルツの超音波発振制御プローブ 4本
  メガヘルツの超音波発振制御プローブ1 パルス発振
  1~20MHz(出力15W)
  メガヘルツの超音波発振制御プローブ2 スイープ発振
  1~20MHz(出力15W)
  メガヘルツの超音波発振制御プローブ3 パルス発振
  1~20MHz(出力15W)
  メガヘルツの超音波発振制御プローブ4 スイープ発振
  1~20MHz(出力15W)

実施例
超音波の伝搬状態の測定・解析技術を利用した結果、
 1)50次以上の高調波の制御を実現
 2)20kHz以下の共振現象と非線形現象を
   利用目的に合わせて最適化
   (精密洗浄では非線形現象を優先
    バラツキの多い対象の分散では、開始時は共振現象を優先
    対象が小さくなるにつれて、非線形現象を優先
    一定のレベルになった後は、
    共振現象と非線形現象をバランス良く変化させる
    機械加工では、装置の振動モードに合わせて、
    共振現象と非線形現象の変化の範囲を最適化・調整する)


参考(基礎実験動画)

https://youtu.be/_UlS95z9kNA

https://youtu.be/fJS9S6SGulE

https://youtu.be/33Dn5_g0G9g

https://youtu.be/ovbmKEJdJqY

https://youtu.be/MJ4pUrSDP-0

https://youtu.be/5RoNJA7Ywmc

https://youtu.be/dVn70f8qJL8

https://youtu.be/ngj-C-pH5QI

https://youtu.be/GiBBQ-_uBAg

https://youtu.be/iI9SEF98ENg

https://youtu.be/KLFoMd7WqVw

https://youtu.be/9NOG9BiV9So

https://youtu.be/C13WtYHnUgo

https://youtu.be/oqyjc6ozqdA

https://youtu.be/AXgRuughPU8

https://youtu.be/lEmWO2EwRp8

https://youtu.be/aVFMjV_w1O8

https://youtu.be/97I68xUz1mg

https://youtu.be/NxYEBxMN8yM

https://youtu.be/li7LwI3-G4M



***

https://youtu.be/0OEEwOojx-I

https://youtu.be/EoCtyCh2xRM

https://youtu.be/Q6FlS_JFIGA

https://youtu.be/zKZm7R561RQ

https://youtu.be/OAnKXMLuQes

https://youtu.be/KHW2h9wgTpo

https://youtu.be/BARc-TvgbUM

https://youtu.be/7XS4rhIhHWM

https://youtu.be/xrPEtsDDmIo

https://youtu.be/jbKO9tyT5TU

***

https://youtu.be/DGfBYxNlgQM

https://youtu.be/4zrNFloUI5U

https://youtu.be/EG5mY7hBzqM

https://youtu.be/H2eg6oBwCCA

https://youtu.be/Dm9pzm4yHnw

https://youtu.be/J-AcXPMY63c

https://youtu.be/Z0iP81O35JQ

https://youtu.be/QNDvv2PEOko

https://youtu.be/lknBXeyw_-E

https://youtu.be/LUiAI2FHXsY

https://youtu.be/Fz8ZYTzBRPM


<参考>

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

音圧測定・解析に基づいた、超音波のコントロール技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=15028

超音波の非線形現象をコントロールする技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=14878

非線形共振型超音波発振プローブ 実験動画
http://ultrasonic-labo.com/?p=15065

超音波出力の最適化技術 No1
http://ultrasonic-labo.com/?p=15226

超音波出力の最適化技術 No2
http://ultrasonic-labo.com/?p=16557

超音波の音圧測定解析システム(オシロスコープ100MHzタイプ)
http://ultrasonic-labo.com/?p=17972

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

統計的な考え方を利用した超音波
http://ultrasonic-labo.com/?p=12202

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

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

超音波システム(音圧測定解析、発振制御)
http://ultrasonic-labo.com/?p=19422


【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/