オリジナル超音波プローブのエージング処理（表面残留応力の緩和・均一化）
半導体ウェハーの表面を伝搬する超音波実験ーーオリジナル超音波プローブの利用技術ーー（超音波システム研究所）
超音波システム研究所は、
流れとかたちに関する「コンストラクタル法則」を利用した、
超音波利用（非線形現象：音響流の制御）技術を
流れの観察をヒントに開発しました。
流れとかたちに関する「コンストラクタル法則」を利用した、
超音波利用（非線形現象：音響流の制御）技術を
流れの観察をヒントに開発しました。
超音波利用に関して
流れの観察経験により
音響流（超音波の非線形現象）を直感的に
とらえられると考えています。
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に、
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。
＜参考＞
１）振動について
ロイヤル・インスティテューション １３３回「振動」より
機械工学の重要な一分野のほとんどすべてを、
ここに記述してみようと思っている
【著者】リチャード・ビジョップ
【訳者】中山秀太郎 出版社:講談社（1981年 ブルーバックス Ｂ－４７１）
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/d84ac354211817300e3ef1ba76e64a8d.pdf
２）流れとかたち
すべてのかたちの進化は
流れをよくするという「コンストラクタル法則（constractal-law）」が支配している!
【著者】 エイドリアン・ベジャン Adrian Bejan J. ペダー・ゼイン J. Peder Zane
【訳者】 柴田裕之 【解説者】 木村繁男 出版社:紀伊國屋書店 (2013年)
超音波洗浄機の「流れとかたち・コンストラクタル法則」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1779
流れと音と形の観察：コンストラクタル法則
http://ultrasonic-labo.com/?p=7302
３）サイバネティクスはいかにしてうまれたか
【著者】 ノーバート・ウィナー
【訳者】 鎮目恭夫 出版社:みすず書房（1956年）
・・・・・・・
絶えず移動するさざ波の塊を研究して、
これを数学的に整理することはできないものだろうか。
・・・・・・・・
水面をすっかり記述するという
手におえない複雑さに陥らずに、
これらのはっきり目に見える事実を
描き出すことができるだろうか。
波の問題は
明らかに平均と統計の問題であり、
この意味でそれは
当時勉強していた、ルベーグ積分と密接に関連していた
・・・・
私は、自然そのものの中で
自己の数学研究の言葉と問題を
探さねばならないのだということを知るようになった。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
こうして、サイバネティクスの立場から見れば、
世界は一種の有機体であり、
そのある面を変化させるためには
あらゆる面の同一性を
すっかり破ってしまわなければならない
というほどぴっちり結合されたものでもなければ、
任意の一つのことが
他のどんなこととも同じくらいやすやすと
起こるというほどゆるく結ばれたものでもない。
・・・・・・
・・・・・・
理想的には、
単振動とは遠い過去から遠い未来まで時間的に
不変に続いている運動である。
ある意味でそれは永遠の姿の下に存在する。
音を発したり、止めたりすることは、
必然的にその振動数成分を変えることになる。
この変化は、小さいかもしれないが、
全く実在のものである。
有限時間の間だけ継続する音符は
ある帯域にわたる多くの
単振動に分解することができる。
それらの単振動のどれか一つだけが
存在するとみる事はできない。
時間的に精密であることは
音の高さがいくらかあいまいであることを意味し、
また音の高さを精密にすれば
必然的に時間的な区切りがつかなくなる。
・・・・・・・
・・・・・・・
上記を参考・ヒントにして
超音波伝播現象における
「非線形現象」を測定・解析・評価・利用（制御）する技術を
流れをよくするという「コンストラクタル法則（constractal-law）」で
整理することで、超音波の音響流制御技術に応用しています。
超音波技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=7031
注：
くりかえし
超音波と
流体の変化（流れ、渦、波・・）を
観察して
イメージを修正しながら
音響流に関する論理モデルを考え続けます
1年ぐらい経過してくると
渦の動きが見えてきます
そこから
ぼんやりと、洗浄物に対する
音響流の影響がわかります
2種類の異なるファンクションジェネレータの発振特性を組み合わせた、オリジナル超音波プローブの発振制御実験（超音波システム研究所）
超音波洗浄機の評価技術ーー超音波の音圧解析－－自己相関・バイスペクトル・インパルス応答・パワー寄与率－－（超音波システム研究所）
参考動画
http://youtu.be/GdlDojZSMQM
これは、新しい超音波技術であり、
超音波のダイナミック特性による一般的な効果を含め
新素材の開発、攪拌、分散、洗浄、化学反応実験・・・
に大きな特徴的な固有の操作技術として、
利用・発展できると考えています。
２台のファンクションジェネレータの利用技術（超音波システム研究所）
超音波システム研究所は、
オリジナル超音波システム（音圧測定解析、発振制御）により、
対象物に伝搬する表面弾性波（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。
＜＜超音波の非線形振動現象をコントロールする技術＞＞
１）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（スイープ・パルス）・・させる制御設定技術
２）９００メガヘルツ以上の超音波発振電圧の変化を、
超音波振動として制御可能にする
超音波発振制御プローブの、発振面調整・製造技術
３）１００メガヘルツ以上の超音波振動変化を、計測可能にする
超音波測定プローブの、発振面調整・製造技術
４）スイープ発振とパルス発振条件の最適化技術
上記の技術を利用して
目的に合わせた
超音波の伝搬状態をコントロール（最適化）します。
注：対象物の音響特性と超音波の発振制御による相互作用について
非線形現象に関する音圧データの解析評価に基づいて
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・評価を行っています）
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です。
２０２５年８月、現在、
超音波による非線形現象は、可能性と実積が増えています。
例１：超音波加工への利用
例２：超音波攪拌への利用
例３：超音波溶接への利用
例４：各種超音波熱処理装置への応用
例５：各種製造・組み立て装置への応用
例６：各種表面処理装置への応用
例７：各種装置の保守メンテナンスへの応用
例８：化学反応装置への応用
例９：その他
興味のある方は、メールでお問い合わせください
技術（特許・ノウハウ）提供を含め、コンサルティング対応します
＜ノウハウ＞
超音波発振に関する、発振（音響）特性
超音波受信に関する、受信（音響）特性
超音波伝搬に関する、伝搬（音響）特性
上記の特性を測定解析（注）により評価して、
適切な組み合わせを利用することがノウハウです
注：音圧測定の時系列データに関して
１：非線形現象の解析（自己相関、バイスペクトル解析）
２：応答特性の解析（インパルス応答、パワー寄与率）
上記に基づいて、
超音波の伝搬現象を、以下のように分類します
＜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。
オリジナル超音波システム（音圧測定解析、発振制御）により、
対象物に伝搬する表面弾性波（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。
＜＜超音波の非線形振動現象をコントロールする技術＞＞
１）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（スイープ・パルス）・・させる制御設定技術
２）９００メガヘルツ以上の超音波発振電圧の変化を、
超音波振動として制御可能にする
超音波発振制御プローブの、発振面調整・製造技術
３）１００メガヘルツ以上の超音波振動変化を、計測可能にする
超音波測定プローブの、発振面調整・製造技術
４）スイープ発振とパルス発振条件の最適化技術
上記の技術を利用して
目的に合わせた
超音波の伝搬状態をコントロール（最適化）します。
注：対象物の音響特性と超音波の発振制御による相互作用について
非線形現象に関する音圧データの解析評価に基づいて
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・評価を行っています）
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です。
２０２５年８月、現在、
超音波による非線形現象は、可能性と実積が増えています。
例１：超音波加工への利用
例２：超音波攪拌への利用
例３：超音波溶接への利用
例４：各種超音波熱処理装置への応用
例５：各種製造・組み立て装置への応用
例６：各種表面処理装置への応用
例７：各種装置の保守メンテナンスへの応用
例８：化学反応装置への応用
例９：その他
興味のある方は、メールでお問い合わせください
技術（特許・ノウハウ）提供を含め、コンサルティング対応します
＜ノウハウ＞
超音波発振に関する、発振（音響）特性
超音波受信に関する、受信（音響）特性
超音波伝搬に関する、伝搬（音響）特性
上記の特性を測定解析（注）により評価して、
適切な組み合わせを利用することがノウハウです
注：音圧測定の時系列データに関して
１：非線形現象の解析（自己相関、バイスペクトル解析）
２：応答特性の解析（インパルス応答、パワー寄与率）
上記に基づいて、
超音波の伝搬現象を、以下のように分類します
＜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。
「R」フリーな統計処理言語かつ環境による、超音波の音圧解析－－自己相関・バイスペクトル・インパルス応答・パワー寄与率－－（超音波システム研究所）
超音波システム研究所（所在地：東京都八王子市）は、
小型のギアポンプによる
脱気・マイクロバブル発生装置を利用した
超音波の非線形現象（音響流）をコントロールする技術を開発しました。
－この技術による応用事例－
音響流とキャビテーションの最適化による超音波洗浄
音響流制御による超音波攪拌（乳化、分散、粉砕）
音響流による伝搬周波数の変化を利用した化学反応の制御
音響流とマイクロバブルによる表面改質（残留応力の緩和）
音響流を利用した加工液による加工装置への応用
音響流によるメガヘルツのシャワー効果
音響流によるメッキ液の改良
・・・・・・・
ガラス製の水槽を利用したソノケミカル反応実験
ナノ粒子の製造実験
霧化サイズのコントロールによるコーティング実験
各種材料の攪拌実験
・・・・・・・
ガラス部品の精密洗浄実験
複雑な形状・線材・・の表面改質実験
溶剤・・の化学反応実験
・・・・・・
＜＜音響流の利用技術＞＞
１）２種類の超音波を利用した洗浄
２）流水式超音波洗浄（超音波シャワー）
３）表面を伝搬する高調波（１ＭＨz以上）の利用
４）ガラス・樹脂・ステンレス・・各種容器の音響特性を利用
５）キャビテーションと定在波の最適化（音圧測定解析）を利用
６）その他（非線形現象、相互作用・・）
流れる水に超音波を伝搬させ、
シャワー状にして洗浄対象を洗浄する・・・
以下の動画は、上記に関する基礎実験の様子です
＜参考動画＞
小型ポンプによる「音響流の制御システム」
https://youtu.be/EtvSyST_P8A
https://youtu.be/1DGmeLM4dRg
https://youtu.be/1RBoeQXfHFQ
https://youtu.be/tVCiBTbcwII
https://youtu.be/PLMJb0GWHD4
https://youtu.be/P1k60rkbJu4
https://youtu.be/rTty-7XqJtw
https://youtu.be/6sp-QOZpAm8
https://youtu.be/xYp0JoxUpe0
https://youtu.be/F414RNqPsr4
https://youtu.be/cXCzxZjQNo0
https://youtu.be/gwElU_90KwU
脱気・マイクロバブル発生装置
https://youtu.be/iUQp7X-ZL_w
https://youtu.be/6PiBbp5eWUk
https://youtu.be/fDDV4fNXVlc
https://youtu.be/1yDGvHw1OdM
https://youtu.be/e9UghLDb9eQ
https://youtu.be/IDq3Ye1dNDA
https://youtu.be/GMPqxSskwuE
https://youtu.be/q2VaWKECH4Q
https://youtu.be/ZDQ3WCPIF2A
https://youtu.be/PJO4acbzU6c
https://youtu.be/hNOVuqaURu4
https://youtu.be/l4WQ093oZr0
https://youtu.be/-QCsD58ALKI
https://youtu.be/7KzmsT1ov8s
https://youtu.be/subSJv18qOM
「脱気・マイクロバブル発生装置」は
中性洗剤、アルコールに対しても利用可能です。
現在利用している超音波洗浄液・・・に対しても
確認テストにより、利用することができます。
但し、各種の液体に対して、音響伝搬特性の測定解析を行い
適切な治工具や容器との組み合わせ・・・が必要になります。
「脱気・マイクロバブル発生装置」による効果は
効率的な超音波照射を実現するとともに
ナノバブルの発生につながります。
さらに、一定時間の超音波照射により
ナノバブルの量がマイクロバブルの量より多くなります。
その結果、
非常に安定した超音波の非線形制御を行うことができます。
（マイクロバブルによる超音波伝搬状態の効果は、
適切なサイズの範囲があることを、計測・解析により確認しています）
様々な応用事例が発展しています。
４０ｋＨｚの超音波を利用して
音響流の制御により１ＭＨzの伝搬状態を実現させることも可能です
あるいは
４０ｋＨｚの超音波を利用して
音響流の制御により１０ｋＨｚ以下の振動モードを利用した
高い音圧レベル（100-1000倍）の実現も可能です
コンサルティング対応しています。
＜＜参考＞＞
超音波の非線形現象（音響流）をコントロールする技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1996
小型ポンプによる「音響流の制御技術」
http://ultrasonic-labo.com/?p=7500
超音波の「音響流」制御による
「表面改質技術」
http://ultrasonic-labo.com/?p=2047
「流水式超音波システム」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1258
超音波の組み合わせ制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=7277
超音波測定解析の推奨システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1972
超音波＜計測・解析＞事例
http://ultrasonic-labo.com/?p=1705
超音波発振・計測・解析システム（超音波テスター）
http://ultrasonic-labo.com/?p=7662
超音波とマイクロバブルによる表面改質（応力緩和）技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=5413
音と超音波の組み合わせによる、超音波システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=7706
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
