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2024年04月02日 15時20分
超音波システム研究所

音圧測定解析に基づいた、超音波の発振制御技術

超音波システム研究所は、 各種装置・システムの振動状態について 測定解析に基づいた、 超音波プローブの発振制御方法を開発しました。
自然科学・技術
報道関係各位
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2024年04月02日
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　超音波システム研究所
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低周波の共振現象と、高周波の非線形現象を制御可能な超音波プローブ
－－音圧測定解析に基づいた、超音波の発振制御技術－－

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＜＜０．１Ｈｚ～９００ＭＨｚの超音波伝搬制御＞＞

超音波システム研究所は、
各種装置・システムの振動状態について
測定解析に基づいた、
超音波プローブの発振制御方法を開発しました。

具体的には、
０．１Ｈｚ～９００ＭＨｚの超音波伝搬状態を
目的（洗浄、加工、攪拌、溶接、めっき・・）に合せて、
ダイナミック制御する
（低周波の共振現象と、高周波の非線形現象を最適化する）
超音波プローブと発振制御方法に関する技術となります。

各種対象（装置、水槽、振動子、プローブ、治具、対象物・・・）について
基本的な音響特性（応答特性、相互作用・・）を解析確認することで、
目的の超音波伝搬状態を実現する、発振制御条件の最適化が可能になります。

原則としては、
超音波プローブの音響特徴を利用した
発振波形・出力・スイープ発振条件により
共振現象と高調波の発生現象（非線形現象）を最適化します。

洗浄・攪拌・反応システムでは、
複数の超音波プローブと、揺動装置・液循環装置・・との最適化制御により
幅広い超音波刺激を効率的に利用することが、可能になります。

ポイントは、０．１Ｈｚ～９００ＭＨｚの範囲で、
音圧測定解析に基づいた音響特性の確認です。


参考手順

1：装置・システムの振動測定解析
2：装置・システムの振動状態を評価

3：装置・システムの振動状態評価に基づいた
　　超音波発振制御プローブの選択（あるいは専用プローブの開発）

4：超音波発振制御プローブの選択と
　　経験に基づいた発振制御条件の基本設定

5：装置・システムに超音波発振制御プローブを追加して
　　発振状態での振動測定解析評価

6：超音波発振制御プローブと
　　装置・システムと
　　超音波発振制御プローブの発振条件について
　　微調整により最適化を確認

ポイントは、装置・システムの振動測定です
　大型装置の場合、0．1～1Hzあるいは、0．01～0．1Hzの
　低周波振動モードが発生している場合があります
　この様な低周波を考慮した、超音波の発振条件が重要です
　特に、スイープ発振条件による、低周波の共振現象は
　高い周波数の超音波を大きく減衰させます
　発振条件について、非線形現象を考慮した論理モデルに基づいた
　微調整（例　出力を０．２Ｖ下げることで、音圧レベルを高くする
　　　　あるいは　伝搬周波数範囲を変更する・・・）により、
　目的に最適な超音波伝搬状態を実現出来ます

超音波の伝搬特性
１）振動モードの検出（自己相関の変化）
２）非線形現象の検出（バイスペクトルの変化）
３）応答特性の検出（インパルス応答の解析）
４）相互作用の検出（パワー寄与率の解析）

注：「R」フリーな統計処理言語かつ環境
　autcor：自己相関の解析関数
　bispec：バイスペクトルの解析関数
　mulmar：インパルス応答の解析関数
　mulnos：パワー寄与率の解析関数


超音波「音圧測定解析装置（超音波テスターＮＡ）」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1722

超音波発振制御システム（２０ＭＨｚ）
http://ultrasonic-labo.com/?p=18817

超音波システム（音圧測定解析、発振制御）の利用技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=16477

超音波の相互作用を評価する技術１
http://ultrasonic-labo.com/?p=1478

超音波の相互作用を評価する技術２
http://ultrasonic-labo.com/?p=12202

＜統計的な考え方＞を利用した「超音波技術」
http://ultrasonic-labo.com/?p=3270

洗浄液と水槽表面に伝搬する超音波の相互作用
http://ultrasonic-labo.com/?p=4787

ＡＩＣ（情報量規準）を利用した超音波技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1074

超音波伝搬状態の測定・解析・評価システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1000

超音波振動子のファンクションジェネレーター発振
http://ultrasonic-labo.com/?p=1179

非線形現象をコントロールする超音波システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=2015

超音波システム１ＭＨｚタイプの利用技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=7662

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

超音波の音圧測定解析による「流水式超音波システム」
http://ultrasonic-labo.com/?p=9762

１００ＭＨｚ以上の超音波伝搬状態を利用可能にする技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=14411

超音波発振制御プローブによる、表面改質技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1280

超音波発振制御プローブの開発技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=9798

超音波発振制御プローブのオーダーメード対応
http://ultrasonic-labo.com/?p=17633

超音波発振（スイープ発振、パルス発振）システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=17535

超音波プローブによる、スイープ発振システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1690


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