報道関係各位
2023年07月06日
超音波システム研究所
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超音波プローブの製造技術（ダイナミック特性を評価する技術）
注：伝搬特性（非線形特性、応答特性、ゆらぎの特性、相互作用）
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超音波システム研究所は、
＜超音波伝搬特性（音響特性）の分類＞に基づいた、
５００Ｈｚから３００ＭＨｚの超音波伝搬状態を制御可能にする
超音波プローブの製造・評価技術を開発しました。
目的に合わせた、
オリジナル超音波発振制御プローブの製造開発が可能です。
この技術を、コンサルティング提供しています
興味のある方はメールでお問い合わせください
超音波プローブの伝搬特性
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（インパルス応答特性の解析）
４）相互作用の検出（発振電圧と受信電圧の相互作用：パワー寄与率を解析）
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
＜参考動画＞
https://youtu.be/zcbcgNUaTJ4
https://youtu.be/m2cSQOWUMjw
https://youtu.be/x-rjoMl_ykA
https://youtu.be/rlgMpjTF7gs
https://youtu.be/k8sdtevKTDc
https://youtu.be/zcbcgNUaTJ4
https://youtu.be/LfGMpG6uZnc
https://youtu.be/hq0re-4A_lA
https://youtu.be/qfq9svuPrTU
https://youtu.be/sWfdeT8zoYI
https://youtu.be/hR-RcBCio6c
https://youtu.be/Vdcs1HnEOCY
https://youtu.be/nji-9gEO5Dc
https://youtu.be/rsAoPH-696w
https://youtu.be/iaQXpjooVFc
https://youtu.be/EmmFFmUUkw8
https://youtu.be/h9pCxRE7tFg
https://youtu.be/6MdcVxjb44E
＜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、一定の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
分類としては上記の通りですが、
実用的には、ミックス変動型（ダイナミック変動型）として
低調波から高調波を最適化する事が、超音波制御になります
＜参考＞
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
超音波プローブ
http://ultrasonic-labo.com/?p=11267
超音波伝搬現象の分類１
http://ultrasonic-labo.com/?p=10908
超音波伝搬現象の分類２
http://ultrasonic-labo.com/?p=17496
超音波伝搬現象の分類３
http://ultrasonic-labo.com/?p=17540
超音波の最適化技術１
http://ultrasonic-labo.com/?p=15226
超音波の最適化技術２
http://ultrasonic-labo.com/?p=16557
超音波制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=16309
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
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
統計的な考え方を利用した超音波
http://ultrasonic-labo.com/?p=12202
超音波洗浄に関する非線形制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1497
超音波システム（音圧測定解析、発振制御）
http://ultrasonic-labo.com/?p=19422
メガヘルツ超音波の効果１
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/adfb30ef89e6f5a76e9a04e70a0ca395.pdf
メガヘルツ超音波の効果２
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/513b007f36fc8fb58a2b9c1f558d289c.pdf
表面残留応力の緩和処理技術０
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/03bb44a2f578d71fd8d08cdc0a55a3a7.pdf
表面残留応力の緩和処理技術１
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/9331da789c89d57b60089985daf25223.pdf
表面残留応力の緩和処理技術２
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/21dec0bb4d122601d2edf8428a70f36d.pdf
表面残留応力の緩和処理技術３
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/58ef187250e6b810f299dc1bf7bb0bc6.pdf
【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
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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/
