超音波実験（メガヘルツの超音波発振制御プローブ）
超音波プローブのオーダーメード対応（超音波素子表面の表面弾性波利用技術）
超音波の非線形現象（音響流）制御実験 ultrasonic-labo
超音波システム研究所は、
超音波データのバイスペクトル解析による、
超音波伝搬現象に関する分類方法に基づいた、
シャノンのジャグリング定理を応用した
「メガヘルツの超音波制御」方法を開発しました
この技術を、コンサルティング提案・実施対応しています。
超音波伝搬現象を、安定して効率よく利用するためには
超音波の伝搬特性として、発振機や振動子以外の条件に関する
応答特性・相互作用の検討や
専用治工具の開発も必要です
発振波形や制御条件を検討することで
新しい超音波の効果（注１：オリジナル非線形共振現象）を発見できます
非線形現象を主要因とした、超音波現象を目的に合わせて利用することで
効率の高い超音波利用が実現します
特に、ナノレベルの超音波技術での実績が増えています
注１：オリジナル非線形共振現象
オリジナル発振制御により発生する高調波の発生を
共振現象により高い振幅に実現させたことで起こる
超音波振動の共振現象
＜制御について＞
各種データの時系列変化の様子を解析・評価して、
時間で移動するボールのジャグリング状態に相当する
超音波伝搬現象の「サイクル」と、「影響範囲」について
超音波伝搬現象の分類（線形型、非線形型、ミックス型、変動型）から
変動型のダイナミック制御として
論理モデルを構成します
この論理モデルからボールＮ個のジャグリング状態を設定して制御を行い、
音圧測定解析により、非線形現象（バイスペクトル）の調整を行うと、
システムの状態に適した制御が実現し、
効率の高い超音波システムとなります
＜＜ シャノンのジャグリング定理の応用 ＞＞
注：JUGGLING THEOREM proposed by Claude E. Shannon
シャノンのジャグリング定理
( F + D ) ＊ H = ( V + D ) ＊ N
F ： ボールの滞空時間（Flight time）
D ： 手中にある時間（Dwelling time）
H ： 手の数（Hands）
V ： 手が空っぽの時間（Vacant time）
N ： ボールの数（Number of balls）
＜＜ 応用 ＞＞
( F + F2 +・・・) ＊ H = ( V + V2 +・・・ ) ＊ N
F ： ベースとなる超音波１の発振比率
F2 ： ベースとなる超音波２の発振比率
F3 ： ベースとなる超音波３の発振比率
H ： 基本時間（最大制御サイクル時間）
（ H=MAX(超音波1の発振サイクル、超音波2の発振サイクル・・））
V ： 超音波プローブ１によるメガヘルツ発振サイクル時間
V2 ： 超音波プローブ2によるメガヘルツ発振サイクル時間
V3 ： 超音波プローブ3によるメガヘルツ発振サイクル時間
V4 ： 超音波プローブ4によるメガヘルツ発振サイクル時間
（パルス発振の場合、サイクル時間＝1）
N ： 高調波の調整パラメータ 7,11,13,17，23，43,47，・・
ポイント（ノウハウ）は、非線形現象の発生状態を
音圧データの測定解析評価に基づいて、コントロールすることです。
超音波データのバイスペクトル解析による、
超音波伝搬現象に関する分類方法に基づいた、
シャノンのジャグリング定理を応用した
「メガヘルツの超音波制御」方法を開発しました
この技術を、コンサルティング提案・実施対応しています。
超音波伝搬現象を、安定して効率よく利用するためには
超音波の伝搬特性として、発振機や振動子以外の条件に関する
応答特性・相互作用の検討や
専用治工具の開発も必要です
発振波形や制御条件を検討することで
新しい超音波の効果（注１：オリジナル非線形共振現象）を発見できます
非線形現象を主要因とした、超音波現象を目的に合わせて利用することで
効率の高い超音波利用が実現します
特に、ナノレベルの超音波技術での実績が増えています
注１：オリジナル非線形共振現象
オリジナル発振制御により発生する高調波の発生を
共振現象により高い振幅に実現させたことで起こる
超音波振動の共振現象
＜制御について＞
各種データの時系列変化の様子を解析・評価して、
時間で移動するボールのジャグリング状態に相当する
超音波伝搬現象の「サイクル」と、「影響範囲」について
超音波伝搬現象の分類（線形型、非線形型、ミックス型、変動型）から
変動型のダイナミック制御として
論理モデルを構成します
この論理モデルからボールＮ個のジャグリング状態を設定して制御を行い、
音圧測定解析により、非線形現象（バイスペクトル）の調整を行うと、
システムの状態に適した制御が実現し、
効率の高い超音波システムとなります
＜＜ シャノンのジャグリング定理の応用 ＞＞
注：JUGGLING THEOREM proposed by Claude E. Shannon
シャノンのジャグリング定理
( F + D ) ＊ H = ( V + D ) ＊ N
F ： ボールの滞空時間（Flight time）
D ： 手中にある時間（Dwelling time）
H ： 手の数（Hands）
V ： 手が空っぽの時間（Vacant time）
N ： ボールの数（Number of balls）
＜＜ 応用 ＞＞
( F + F2 +・・・) ＊ H = ( V + V2 +・・・ ) ＊ N
F ： ベースとなる超音波１の発振比率
F2 ： ベースとなる超音波２の発振比率
F3 ： ベースとなる超音波３の発振比率
H ： 基本時間（最大制御サイクル時間）
（ H=MAX(超音波1の発振サイクル、超音波2の発振サイクル・・））
V ： 超音波プローブ１によるメガヘルツ発振サイクル時間
V2 ： 超音波プローブ2によるメガヘルツ発振サイクル時間
V3 ： 超音波プローブ3によるメガヘルツ発振サイクル時間
V4 ： 超音波プローブ4によるメガヘルツ発振サイクル時間
（パルス発振の場合、サイクル時間＝1）
N ： 高調波の調整パラメータ 7,11,13,17，23，43,47，・・
ポイント（ノウハウ）は、非線形現象の発生状態を
音圧データの測定解析評価に基づいて、コントロールすることです。
ステンレス線を叩いて超音波の伝搬現象を確認する実験（超音波伝搬特性テスト）
ステンレス線を叩いて超音波の伝搬現象を測定・確認する実験
超音波システム研究所は、
＊超音波の発振制御技術（オリジナル製品：超音波発振制御プローブ）
＊超音波伝搬状態の測定技術（オリジナル製品：超音波テスター）
＊超音波伝搬状態の解析技術（時系列データの非線形解析システム）
＊超音波伝搬状態の最適化技術（音と超音波の最適化処理）
＊超音波発振プローブ・伝搬用具の開発製造技術
＊システムの表面弾性波をコントロールする技術
・・・・
上記の技術を応用して
＜音と超音波の組み合わせ＞を利用した
超音波（非線形共振現象）の制御技術を開発・応用しています。
注：オリジナル非線形共振現象
オリジナル発振制御により発生する高調波の発生を
共振現象により高い振幅に実現させたことで起こる
超音波振動（高調波１０次以上）の共振現象
音と超音波の組み合わせ技術の応用事例として、
各種部品・材料の状態（空中、水中、弾性体との接触・・）に合わせた、
超音波の効果的な利用（洗浄・表面改質・攪拌・化学反応促進・・・
各種システムの振動制御）を実現させています。
＊超音波の発振制御技術（オリジナル製品：超音波発振制御プローブ）
＊超音波伝搬状態の測定技術（オリジナル製品：超音波テスター）
＊超音波伝搬状態の解析技術（時系列データの非線形解析システム）
＊超音波伝搬状態の最適化技術（音と超音波の最適化処理）
＊超音波発振プローブ・伝搬用具の開発製造技術
＊システムの表面弾性波をコントロールする技術
・・・・
上記の技術を応用して
＜音と超音波の組み合わせ＞を利用した
超音波（非線形共振現象）の制御技術を開発・応用しています。
注：オリジナル非線形共振現象
オリジナル発振制御により発生する高調波の発生を
共振現象により高い振幅に実現させたことで起こる
超音波振動（高調波１０次以上）の共振現象
音と超音波の組み合わせ技術の応用事例として、
各種部品・材料の状態（空中、水中、弾性体との接触・・）に合わせた、
超音波の効果的な利用（洗浄・表面改質・攪拌・化学反応促進・・・
各種システムの振動制御）を実現させています。
メガヘルツの超音波発振制御実験（ultrasonic-labo）
超音波伝搬現象の分類による、超音波の非線形スイープ発振制御実験（超音波システム研究所）
超音波のスイープ発振による、金属表面残留応力の緩和・均一化処理（超音波システム研究所）
