超音波の発振制御システム
超音波システム研究所は、
オリジナル超音波プローブの発振制御により、
対象物に伝搬する超音波振動の、
非線形現象をコントロールする技術を開発しました。
音圧測定解析システム（超音波テスター）と
ファンクションジェネレータによる発振制御を
対象物の音響特性に合わせて、
発振出力、波形、変化・・・させることで、
超音波の伝搬状態をコントロールします。
注：対象物の音響特性と
超音波の発振制御で、
相互作用による振動現象を利用した
超音波のダイナミック制御・・・・を行います
（超音波テスターで、音圧の測定・解析・確認を行っています）
この技術を、
精密洗浄や化学反応実験・・・に用いた結果、
ナノレベルの効率の高い超音波システムとして
応用（洗浄・改質・反応制御・・）することが可能となりました。
これは、従来では干渉や共振により減衰すると考えられた状態について
大きな可能性を示した結果だと考えます。
今後、超音波による非線形現象はますます可能性を広げていくと考え
研究開発を含め、実用的な提案をしていきます。
参考動画
超音波システム研究所は、
多変量自己回帰モデルによるフィードバック解析技術を応用した、
超音波伝搬状態の「測定・解析・制御・評価技術」を開発しました。
超音波テスターを利用したこれまでの
計測・解析・結果（注）を時系列に整理することで
目的に適した超音波の状態を示す
新しい評価基準（パラメータ）になることを確認しました。
注：
非線形特性
応答特性
ゆらぎの特性
相互作用による影響
統計数理の考え方を参考に
対象物の音響特性・表面弾性波を考慮した
オリジナル測定・解析手法を開発することで
振動現象に関する、詳細な各種効果の関係性について
新しい理解を深めています。
その結果、
超音波の伝搬状態と対象物の表面について
新しい非線形パラメータが大変有効である事例を確認しています。
特に、洗浄・加工・表面処理効果に関する評価事例・・
良好な確認に基づいた、制御・改善・・・が実現しています。
＜統計的な考え方について＞
統計数理には、抽象的な性格と具体的な性格の二面があり、
具体的なものとの接触を通じて
抽象的な考えあるいは方法が発展させられていく、
これが統計数理の特質である
＜参考＞
以下のプログラムを参考にして開発・作成した
オリジナルソフト（解析システム）を
オープンソースの統計解析システム 「 Ｒ 」 で
実行・解析を行っています
生体のゆらぎとリズム コンピュータ解析入門：和田孝雄/著：講談社
赤池モデルを臨床にいかす画期的な解説書。
１／ｆゆらぎ解析に必須かつ難解な赤池モデルと、
臨床への応用を懇切丁寧に解説。
生体のダイナミクスに関心をもち臨床デ－タ解析に携わる
医学者・工学者待望の書
内容（「MARC」データベースより）
〈CD-ROM付き〉生体のゆらぎとリズムの時系列解析への入門。
第一線の研究者である著者が、
経験した者だけが知る様々な困難点について、
他に類例のないユニークな視点から細部の議論を展開する。
生体のゆらぎとリズム 和田孝雄著
添付されたプログラムの使用方法
*.exe 解析実行ファイル
*.for 解析プログラムファイル（フォートランのソースファイル）
*.dat 解析データファイル
インパルス応答（時間領域での伝達特性
ラプラス変換するとＳ領域での伝達特性）
周波数伝達関数（周波数領域での伝達特性）
AIRCV2.EXE ARV2.DAT ２変数のインパルス応答
AIRCV3.EXE ARV3.DAT ３変数のインパルス応答
多変量自己解析モデルによるフィードバック解析
ARPCV2.EXE ARV2.DAT ２変数のパワー寄与率
ARPCV3.EXE ARV3.DAT ３変数のパワー寄与率
＜＜超音波の音圧測定・解析＞＞
１）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
超音波伝搬状態の安定性・変化について解析評価します
２）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・・に関する解析評価を行います
３）パワー寄与率の解析により
超音波（周波数・出力）、形状、材質、測定条件・・
データの最適化に関する解析評価を行います
４）その他（表面弾性波の伝搬）の
非線形（バイスペクトル）解析により
対象物の振動モードに関する
ダイナミック特性の解析評価を行います
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とで実現しています。
参考動画
＜超音波のコントロール＞
＜超音波伝の測定＞
＜＜＜ 超音波の論理モデル ＞＞＞
物の動きを読む
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
樹脂・金属・セラミック・ガラス・・の表面改質に関する書籍
http://ultrasonic-labo.com/?p=7530
＜＜＜ 音圧測定・解析 ＞＞＞
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
超音波プローブ
http://ultrasonic-labo.com/?p=11267
超音波プローブによる
＜メガヘルツの超音波発振制御＞技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1811
超音波＜計測・解析＞事例
http://ultrasonic-labo.com/?p=1705
超音波プローブの＜発振制御＞技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1590
精密測定プローブ
http://ultrasonic-labo.com/?p=11267
＜＜＜超音波の液循環技術＞＞＞
超音波のダイナミック制御技術を開発
http://ultrasonic-labo.com/?p=2015
オリジナル技術（液循環）
http://ultrasonic-labo.com/?p=7658
＜超音波のダイナミックシステム：液循環制御技術＞
http://ultrasonic-labo.com/?p=7425
超音波水槽の新しい液循環システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1271
現状の超音波装置を改善する方法
http://ultrasonic-labo.com/?p=1323
参考書籍
１：解析
１）叩いて超音波で見る―非線形効果を利用した計測
佐藤 拓宋 (著) 出版社: コロナ社 (1995/06)
２）電気系の確率と統計
佐藤 拓宋 (著) 出版社: 森北出版 (1971/01)
３）不規則信号論と動特性推定
宮川 洋 (著), 佐藤拓宋 (著), 茅 陽一 (著)
出版社: コロナ社 (1969)
４）赤池情報量規準AIC―モデリング・予測・知識発見
赤池 弘次 (著), 室田 一雄 (編さん), 土谷 隆 (編さん)
出版社: 共立出版 (2007/07)
５）ダイナミックシステムの統計的解析と制御
赤池 弘次 (著), 中川 東一郎 (著)
出版社: サイエンス社(1972)
２：シミュレーション
「波動解析と境界要素法」
福井 卓雄 小林 昭一 京都大学学術出版会 (2000/03)
３：弾性波動
「弾性波動論の基本 」 田治米 鏡二 (著) 槇書店 (1994/10)
「弾性波動論 」佐藤 泰夫 (著) 岩波書店 (1978/03)
４：流体力学
「内部流れ学と流体機械」 妹尾 泰利 (著) 養賢堂 (1973)
「流体力学 」日野 幹雄 (著) 朝倉書店 (1974/03)
「流体力学 」日野 幹雄 (著) 朝倉書店 (1992/12)
「噴流工学 」社河内敏彦(著) 森北出版（2004/03)
５：超音波
「やさしい超音波工学―拡がる新応用の開拓」
川端 昭 (編著), 高橋 貞行 (著) 一ノ瀬 昇 (著)
工業調査会 増補版 (1998/01)
超音波技術
（ Ultrasonic techniques 超音波洗浄器 ）
超音波（間接容器の利用） Ultrasonic wave
(Use of an indirect container)
＜脱気・マイクロバブル発生液循環システム＞ ultrasonic-labo
ものの表面を伝搬する表面弾性波の＜応用＞実験 ultrasonic-labo
表面を伝搬する超音波
ものの表面を伝搬する弾性波に関しての
実験・検討を行っています
測定データについて
弾性波動を考慮した解析で、
各種の振動状態の特徴として検出・評価します。
ポイント
実験は「統計的な見方」を重視しています
＜脱気・マイクロバブル発生液循環システム＞
マイクロバブルの効果で
均一に広がる超音波の伝搬状態を利用します。
＜＜動画＞＞
https://youtu.be/glWfqnQyI0Q
https://youtu.be/WdACnNNV0yY
https://youtu.be/tFOenqyo7uk
https://youtu.be/9O2krcgXRIk
https://youtu.be/EaE296dCz6o
https://youtu.be/4jpEEy8yzlk
https://youtu.be/mFtPItaHuNE
超音波システム（キャビテーションと加速度効果の制御装置） Ｎｏ．３
超音波実験
超音波（キャビテーション）と
音響流を
適正に設定することで、
目的に合わせた超音波の状態が実現できます
http://youtu.be/01yyH5SRpso
超音波洗浄器の利用技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1318
超音波洗浄器の利用技術 Ｎｏ．２
http://.com/?p=1060
超音波洗浄器(42kHz)による＜メガヘルツの超音波洗浄＞技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1879
超音波実験写真
http://ultrasonic-labo.com/?p=2005
