超音波システム研究所

超音波の新しい利用に関するブログです

音響流の利用技術

2017-10-01 11:20:29 | 超音波システム研究所2011

音響流の利用技術

<<超音波・音響流の利用技術>>

1)複数の周波数の超音波洗浄
2)流水式超音波洗浄(超音波シャワー)
3)高周波(1MHz以上)の利用
4)ガラス容器の利用
5)キャビテーションと定在波の利用
6)その他

この動画は、上記に関する基礎実験の様子です

応用技術
<音響流とキャビテーションのバランスを最適化する>
1) 洗浄液が淀まない洗浄水槽を使用する
2)強度について、特別に弱い部分のない洗浄水槽を使用する
3)洗浄液の分布を均一にする(Do濃度、液温、流速 等)
4)振動子の上面の洗浄液の流れを調節する
 (流量・流速・バラツキをコントロールする)
5)超音波の周波数と出力にあわせた液循環を行う
6)機械設計としての洗浄水槽の強度は
 超音波周波数に対して設定する
7)洗浄水槽の製造方法を明確にして、
 超音波の水槽による減衰レベルを設定する
8)流体に対する洗浄水槽の特性を明確にする
 (例 コーナー部の設計)
9)超音波の周波数・出力に対する洗浄水槽の特性を明確にする
 (振動子・振動板の位置と水槽の関係を調整する 
 洗浄水槽の超音波伝播特性を明確にする)
10)洗浄システムとしての制御構造などとの最適化を行う

以上のパラメータを念頭に超音波洗浄を検討する
 (あるいは、現状の洗浄を見直す)

コメント
音響流とキャビテーションは相反する現象だと考えています
しかし、どちらかをなくすことは大変難しいため
バランスを調整し、最適化することが重要だと考えます

<<音響流>>

*************

一般概念

有限振幅の波が
 気体または液体内を伝播するときは、
 音響流が発生する。

音響流は、
 波のパルスの粘性損失の結果、
 自由不均一場内で生じるか、
 または音場内の障害物(洗浄物・治具・液循環)の近傍か
 あるいは振動物体の近傍で
 慣性損失によって生じる物質の一方性定常流である。

音響流は、
 大多数の超音波加工工程、
 浄化、乾燥、乳化、燃焼、抽出・・・過程での
 重要な強化因子であり、
 媒体内の熱交換と物質交換を著しく促進する。

加工工程での音響流の作用効果は、
 それらの速度と寸法因子によって決まる。


***コメント**********

 ナノレベルの物質を対象とする
 超音波操作では、
 音響流に関する制御技術は
 製造方法・表面状態・・・・を大きく変える場合があります。

 特に、
 洗浄を検討する場合には、
 汚れの音響流による動きを理解し、
 対応・対処することで効率の高い洗浄が可能になります。

そこで、
 音響流に対する正しい認識を持つことは大切だと思い、
 一般概念を提示しました。

音響流とキャビテーションや加速度による
 超音波効果との関係は非線形音響学を
 応用した測定解析により明確になります。

注: 非線形音響学
 「線形理論に立脚した従来の音響理論と,
 流体力学で取り扱うような
 強い衝撃波理論を補完する橋渡し的存在である」

超音波利用(応用技術・ノウハウ)

超音波振動子の設置方法による、超音波制御技術
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超音波のダイナミック制御技術を開発
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超音波洗浄システムを最適化する方法
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「超音波の非線形現象」を利用する技術を開発
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超音波測定(音圧測定・解析・評価)

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ホームページ
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ジャンル:
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