超音波めっき処理：日本バレル工業株式会社 ultrasonic-labo
超音波発振制御プローブの相互作用を利用する実験（超音波システム研究所）
音圧測定解析に基づいたオリジナル超音波実験 ultrasonic-labo
超音波システム研究所は、
表面弾性波の非線形振動現象を利用した
スイープ発振とパルス発振の組み合わせによる
超音波の発振制御技術を開発しました。
２種類の超音波発振制御プローブにより、
利用目的と相互作用の測定・解析確認に基づいた
スイープ発振とパルス発振の条件設定を行います。
対象物や水槽、治工具・・の固有振動数や
システムの振動系似合わせた、
低周波の共振現象を利用することで
３０Ｗ程度の出力でも
３０００－５０００リットルの水槽内に
高い音圧を伝搬することが可能になります。
ダイナミックな変化として、同時に、
１ＭＨｚの発振に対する
１０次、３０次、１００次・・の高調波の発生も実現出来ます。
ポイントは、音圧データの測定・解析に基づいた
システムのダイナミックな振動特性を評価することです。
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）を設定・確認（注）しました。
注：
非線形特性（音響流のダイナミック特性）
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
新しい技術として開発しました。
詳細な、スイープ発振とパルス発振・・・の設定条件は
超音波プローブや発振機器の特性も影響するため
実験確認に基づいて決定します。
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が増えています。
複数の超音波発振・液循環・・・各種制御の組み合わせは、
以下の項目を目的に合わせて最適化します。
１）線形現象と非線形現象
２）相互作用と各種部材の音響特性
３）音と超音波と表面弾性波
４）低周波と高周波（高調波と低調波）
５）発振波形と出力バランス
６）発振制御と共振現象（オリジナル非線形共振現象（注１））
・・・
上記について
音圧測定データに基づいた
統計数理モデル（スペクトルシーケンス （注２））により
表面弾性波の新しい評価方法で最適化します。
（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次の高調波を
ダイナミックな時間経過の変化で発生する共振現象により
高い振幅で高い周波数を実現させたことで起こる
超音波振動の共振現象
（注２）超音波の変化を、抽象代数の圏論やコホモロジーの
スペクトルシーケンスに適応させるといった
オリジナル方法を利用した表現（統計数理モデル）
表面弾性波の非線形振動現象を利用した
スイープ発振とパルス発振の組み合わせによる
超音波の発振制御技術を開発しました。
２種類の超音波発振制御プローブにより、
利用目的と相互作用の測定・解析確認に基づいた
スイープ発振とパルス発振の条件設定を行います。
対象物や水槽、治工具・・の固有振動数や
システムの振動系似合わせた、
低周波の共振現象を利用することで
３０Ｗ程度の出力でも
３０００－５０００リットルの水槽内に
高い音圧を伝搬することが可能になります。
ダイナミックな変化として、同時に、
１ＭＨｚの発振に対する
１０次、３０次、１００次・・の高調波の発生も実現出来ます。
ポイントは、音圧データの測定・解析に基づいた
システムのダイナミックな振動特性を評価することです。
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）を設定・確認（注）しました。
注：
非線形特性（音響流のダイナミック特性）
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
新しい技術として開発しました。
詳細な、スイープ発振とパルス発振・・・の設定条件は
超音波プローブや発振機器の特性も影響するため
実験確認に基づいて決定します。
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が増えています。
複数の超音波発振・液循環・・・各種制御の組み合わせは、
以下の項目を目的に合わせて最適化します。
１）線形現象と非線形現象
２）相互作用と各種部材の音響特性
３）音と超音波と表面弾性波
４）低周波と高周波（高調波と低調波）
５）発振波形と出力バランス
６）発振制御と共振現象（オリジナル非線形共振現象（注１））
・・・
上記について
音圧測定データに基づいた
統計数理モデル（スペクトルシーケンス （注２））により
表面弾性波の新しい評価方法で最適化します。
（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次の高調波を
ダイナミックな時間経過の変化で発生する共振現象により
高い振幅で高い周波数を実現させたことで起こる
超音波振動の共振現象
（注２）超音波の変化を、抽象代数の圏論やコホモロジーの
スペクトルシーケンスに適応させるといった
オリジナル方法を利用した表現（統計数理モデル）
超音波プローブの製造技術ーーメガヘルツの超音波発振制御による、表面残留応力緩和・均一化処理ーー（超音波システム研究所）
超音波実験ーー音圧測定・解析・評価技術ーー（超音波システム研究所）
超音波実験ーーデモンストレーションーー（超音波システム研究所）
超音波測定技術ＮＯ．６５
超音波の周波数について
超音波の周波数について
各種の構造や反応に対して、適切な周波数があります
的確に検討するためには、沢山の周波数が必要ですが
現状では出来ません
電圧素子の量産からくる制限が大きな理由ですが
周波数の違いは大変な違いを生み出します
５－２０ｋＨｚの違いで
全く異なる結果になることも珍しくありません
周波数を効率的に考えるヒント
物事を波として捉えるために
参考
波として考えた時、
「空中に放たれたボールが放物線を描いて曲がる」
ような現象はどう考えればよいか？
１：古典力学的に考える
位置エネルギーの高い方から
低い方へ「力」が働くことで「落ちる」。
２：シュレーディンガー方程式から考える
位置エネルギーが大きいところでは
運動エネルギーが小さくなる。
つまり「高いところでは波長が長くなる」
従って、波が進むと、「落ちる」方向へ曲がって行く。
コメント
どうしても、日常の物事は古典力学的に考える習慣が
身についてしまっているように感じますが
もっと（正確にと言う意味を含めて）
「重力で考えるのではなく」、
「物質の波長」で考える
ようにして、思考の新たな展開をすると、
水中の音波と洗浄対象物の
波長に関する問題や応用が見えてきます
補足
シュレディンガーの波動方程式は、"物質波”という考えに基づいて構成されています。
その波動とは通常の波動ではなく、確率波です。
（規格化をして、
波動関数の絶対値の２乗が確率密度となる。
連続関数となる。発散しない。 等 ）
そして、その自乗は粒子の確率分布を表し、量子はそのどこかに
“点”として存在していることになります。
以上により、シュレディンガーの波動方程式は確率微分方程式です。
確率微分方程式を解くことは難しいのですが、
（伊藤型として書き下すことで）
伊藤の公式により解けるようになっています
この公式は、デリバティブ、殊にオプション金融商品の開発・普及・改良に必要不可欠な、
大変に重要な公式です。
Ｅｘｃｅｌを利用して簡単に解くことが出来ます。
ここで私が補足したかったことは、
量子力学と金融商品が
確率微分方程式でつながっているように、
量子力学と超音波が
波動方程式でつながっているので
積極的に量子力学や金融工学に対しても関心を持ち、
微分方程式や考え方を
具体的・工学的に応用・利用していくことが大切だと言うことです
