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2023年01月17日 15時00分

共振現象と非線形現象を制御可能にする超音波発振制御プローブ

超音波システム研究所は、  オリジナル超音波システム(音圧測定解析・発振制御)による、  超音波伝搬状態の各種解析結果を、  抽象代数モデルに基づいて、超音波振動の相互作用を最適化(注)する、  超音波<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17日
                       超音波システム研究所
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共振現象と非線形現象を制御可能にする超音波発振制御プローブ
--抽象代数モデルと超音波現象の実験・検討サイクル--
(共振現象と非線形現象の最適化技術)
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超音波システム研究所は、
 オリジナル超音波システム(音圧測定解析・発振制御)による、
 超音波伝搬状態の各種解析結果を、
 抽象代数モデルに基づいて、超音波振動の相互作用を最適化(注)する、
 超音波<ダイナミック制御>技術を開発しました。

注:共振現象(低調波)と非線形現象(高調波)を
  論理モデルに基づいて発振制御条件の設定によりコントロールする

これまでの制御技術に対して、
 各種伝搬用具を含めた、超音波振動の伝搬経路全体に関する
 新しい測定・評価パラメータ(注)により
 超音波利用の目的(洗浄、攪拌、加工・・) に合わせた、
 最適な制御状態を設定・実施する技術です。

これは具体的な応用がすぐにできる方法・技術です
 コンサルティングとして提案・対応しています
 (ナノレベルの精密洗浄や攪拌実績が増えています)

注:オリジナル技術(超音波テスター)により
 水槽、振動子、対象物、治工具・・・の
 伝搬状態に関するダイナミックな変化を測定・解析・評価します。
(パラメータ:
 パワースペクトル、自己相関、バイスペクトル、
 パワー寄与率、インパルス応答特性、ほか)


基本的な考え方(現象とモデルの統合)

振動現象の継続により、共振現象が成長することで、
より大きな共振現象の発生とともに
振動波形の崩れ・変化による、共振現象の減衰し、
非線形現象が発生します。
非線形現象による振動の伝搬(流れ)が発展すると
伝搬の分布・バラツキによる非線形現象の小さい部分から
共振現象が生まれ、非線形現象は減衰します。
時間経過とともに、以上の経過を繰り返します。
このサイクルをコントロールすることが
共振現象と非線形現象の最適化技術となります。

この技術を応用して
共振現象と非線形現象の組み合わせを実現する
新しい超音波発振制御プローブの製造方法を開発しました。



超音波洗浄の場合
(キャビテーションと音響流に関する無限のプロセス)

超音波を発振する
単調な振動を継続すると、共振現象が発生する
(超音波振動による、キャビテーションが共振現象を起こす)->
その結果:->共振現象が継続して成長すると、非線形現象が発生する
(波形の変化・キャビテーションの破壊が起きる)->
その結果:->音響流が発生する
その結果:->音響流が継続して成長すると、流れの分布が発生する
その結果:->流れの小さい部分から、キャビテーションが発生する
その結果:->キャビテーションが継続すると、共振現象が発生する
・・・
以上のような、無限のプロセスの測定解析評価により
 超音波(キャビテーションと音響流)のダイナミック制御が実現出来る

例 超音波洗浄
 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
ON:213秒 OFF:31秒
ベースとなる超音波振動子 1台 ONOFF制御
40kHz 600W(出力150W)
ON:57秒 OFF:17秒
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
3MHz(出力10W)
メガヘルツの超音波発振制御プローブ2 スイープ発振
60kHz~20MHz(出力12W)
メガヘルツの超音波発振制御プローブ3 パルス発振
11MHz(出力10W)
メガヘルツの超音波発振制御プローブ4 スイープ発振
4~20MHz(出力12W


例 超音波加工
 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
13MHz(出力10W)
メガヘルツの超音波発振制御プローブ2 スイープ発振
5~20MHz(出力10W

参考動画

https://youtu.be/_ulj0kns52E

https://youtu.be/k7bvVJTYfaw

https://youtu.be/pO7bdn4Ufqg

https://youtu.be/ShC5aT6JgKc

https://youtu.be/rC9jISUAUyg

https://youtu.be/_8ZlAv7n2VU

https://youtu.be/4X1r2Ux9rMM

https://youtu.be/EtFfMG3Byk8

https://youtu.be/u0iWeCoqLR8

https://youtu.be/j-IvB_xbASY

https://youtu.be/rSG8reO7nX8

https://youtu.be/HXKAecpoNuQ

https://youtu.be/jWkPr5AV2Wo

https://youtu.be/9ksrt7wqQAE

https://youtu.be/EEutiifAViI

***

https://youtu.be/bKt1zcm3-iE

https://youtu.be/2HuQS_E7CRk

https://youtu.be/_TkuihuvZX8

https://youtu.be/YwxcwVfltJU

https://youtu.be/AtPra4Umxc4

https://youtu.be/3hR9xA5J_4I

https://youtu.be/UI5dyhMNLbc

https://youtu.be/CPEb_2TvxKg

https://youtu.be/QiYig7uJcpU

https://youtu.be/TXSkDjN6oIU


超音波システム(音圧測定解析、発振制御)

https://youtu.be/gH9JAjPuOuM

https://youtu.be/GFRmsmsETUk

https://youtu.be/6QjZ5YDQ9Mo

https://youtu.be/r4LNYFd5gBg

https://youtu.be/FHKDDKjgNtQ

https://youtu.be/uOwsLeZ4tQg

https://youtu.be/5ZOoHhOMJh4

https://youtu.be/kycwbZ1H_0E

https://youtu.be/2YWioAovOMg

https://youtu.be/eFTwB1w6l9E

https://youtu.be/k-TZ1wq4XG8

https://youtu.be/GCP2QXOB38Y

https://youtu.be/3T_OR39Hoe0


各種実験動画(8~12分)

https://youtu.be/nPzO44vzCKo

https://youtu.be/m_RjEB9peeg

https://youtu.be/Wq_pvaYGFBU

https://youtu.be/sQd4cLphzWU

https://youtu.be/p2-qua_uN5M

https://youtu.be/k-K7SIMVs74


スライドショー(音圧データ解析結果)

https://youtu.be/rvwHSVPeCw4

https://youtu.be/A_Ud7K3wv-E

https://youtu.be/igi_Fb6lwlg

https://youtu.be/9MlAhjRcfZY

https://youtu.be/Zb-ZNMywxYA




<<< 論理モデル >>>

物の動きを読む<統計的な考え方>
 http://ultrasonic-labo.com/?p=1074

超音波の洗浄・攪拌・加工に関する「論理モデル」
 http://ultrasonic-labo.com/?p=3963

超音波(論理モデルに関する)研究
 http://ultrasonic-labo.com/?p=1716


<<< 超音波技術 >>>

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

液晶樹脂による<メガヘルツの超音波制御>技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=14210

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

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

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

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


【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/