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
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