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

超音波技術<川の流れの観察>

2019-03-25 16:22:54 | 技術説明

超音波技術<川の流れの観察>

 

超音波技術の説明<川の流れの観察>

・・・・・・・・・

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。

そもそも数学の最高の使命は無秩序の中に

秩序を発見することではないのか。

波はあるときは高くうねって泡のまだらを乗せ、

またあるときはほとんど目に見えぬさざ波となる。

ときどき波の波長はインチで測れる位になったかと思うと、

再び幾ヤードにもなるのであった。

いったいどういう言葉を使ったら

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。

 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

  ノーバート・ウィナー著 「サイバネティクスはいかにして生まれたか」 より


発明(INVENTION)
-(ノーバート・ウィナー) みすず書房 1994

・・・発明は、職人の段階へ達するまでは完了しない。

・・革新の過程における真に重要な一歩は、
少なくとも多くの場合には、
知的風土の変化そのものに他ならず、
それはしばしば産業的利用に数十年も先立つ。

<<< 個性的な科学者は、その本性上、
自分の真価に対する報酬は金銭にではなく 

    自由にあると考えねばならない  >>>  

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超音波システム研究所
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超音波専用水槽

2019-03-11 18:32:49 | 技術説明

超音波専用水槽



水槽や容器の伝搬効率を推定する方法を紹介します
 (水槽の超音波診断)

超音波の伝搬状態に関して
 気体や液体に関しては様々な説明や事例がありますが

 もの(弾性体)にたいする伝搬現象になると
  所条件を含め急激に複雑で対処が難しくなります

 しかし、超音波利用に関して、ものは存在します
  もっとも代表的なものは「振動素子」と「水槽」です

 この関係性を考慮することで
  利用効率が改善できると共に
  超音波を広範囲に制御できる技術を開発しました

 時間変化による、複数の伝搬周波数の変化を考慮して
 統計処理することで
 様々な問題や・原因がわかりました

 特に大きな結果は
  現状、水槽の構造と製造技術とコストのバランスから
  300W以上の超音波出力に対応できる(問題の発生しない強度のある)
  水槽は難しいということです
 ( 超音波システム研究所の超音波が300Wの理由はここにあります )

 超音波の制御により、数値化されたデータの状態に再現させるとで
 超音波の不安定な印象が変わりました
 ( 騒音の問題 等もこの技術により解決できます )

 目的の超音波を明確にして
 効率よく利用する技術のベースが「水槽の測定」です

 水槽の設計・製造・改良に関する問い合わせは
  超音波システム研究所にメール連絡してください
 ( 超音波の種類・周波数・出力・メーカ・・・ 
    に合わせた対応をご提案させていただきます )


間接容器と定在波による「超音波制御技術」

2019-03-06 18:01:34 | 技術説明

間接容器と定在波による「超音波制御技術」

超音波(定在波)の制御技術を応用して、
 間接容器を利用した、新しい超音波制御技術を開発しました。


今回開発した技術は、
超音波の定在波を利用して、
 間接容器の音響特性と組み合わせることで、
 超音波機器の発振周波数とは異なる、
 幅広い超音波の伝搬周波数の特性を利用可能にした技術です。

 40kHzの超音波振動子を使用して、
 100-200kHzの超音波の効果が実現できます。

 なお、超音波システム研究所の「超音波機器の評価技術」により、
 具体的な効果を<数値化・グラフ化>することで確認しています。

<<注意>>

この動画にでは

 非常に沢山の技術ノウハウを紹介しているつもりです

 但し、ここで使用している

 水槽・振動子・液循環・・・が大変良好な状態ですので

 簡単に実現していますが

 不均一な状態で使用している装置の場合には

 このような簡単な制御は難しいと思います

 


超音波洗浄に<統計的な考え方>を利用した「評価技術」

2019-03-02 11:51:12 | 技術説明

超音波洗浄に<統計的な考え方>を利用した「評価技術」

現実の問題処理・経験の蓄積

第22 回京都賞記念ワークショップ 基礎科学部門
 「統計的推論とモデリング」 赤池弘次 より抜粋


・・・・
 この式は、情報量I(Q:P)が真の分布QとモデルPの平均対数尤度の差であることを示し、
 ある人が、観測値x に関するモデルP の対数尤度logP(x)をP のQ への近さの測定値と
 して繰り返し利用すれば、その平均が情報量を定義する量に収斂することを示す。この
 ことは、真の分布がその人だけに固有のものであっても、logP(x)はP の良さを判断する
 量として彼にとっては合理的な選択であることを示す。
 更に、真の分布が社会的にただ一つに決まるという場合には、多くの人に繰り返し利用
 される場合の平均は同じ量に素早く収斂するであろう。
 これは対数尤度の間主観性(注:補足)を説
 明するものであり、これが対数尤度に基づく統計的推論に一種の客観性を与えるとみな
 される(2)。この見方から、情報量I(Q:P)を、モデルP の質を評価する規準、すなわち情
 報量規準とみなすことができる。

注:補足
「相手の立場になって考えてみる」=「間主観性」
 それは、「間主観性」と呼ばれているものです。
 英語では「インター・サブジェクティヴ」です。
 国と国のあいだの関係、つまり国際は、英語で「インター・ナショナル」ですよね?
 それと同じで、間主観性は、まさに主観と主観のあいだの関係を意味します。
 (中略)
 間主観性というのは、ようするに、「相手の立場になって考えてみる」というだけのことなのです。

 統計的推論は何らかのモデルを利用して実行される。モデリングの仕事は心身の働きに
 よって遂行される知的な活動であり、対象のイメージを心に抱くことから始まる。この
 ようなイメージは、関連する客観的知識、経験的知識、および観測データの蓄積と適切
 な使用がなくては得られない。
 この場合には、必ずしも数学的表現で記述されない、あるいは計算機で取り扱えない状
 況でのイメージやモデルの構築を効果的に指導する原理の展開が必要である。

 筆者の見方によれば、
 このような研究の素材は
  現実の問題処理の経験の蓄積によってのみ獲得される


<イメージとモデルの関係>
 ロダンは別の話で、これを
 裏付けるかのように、時間的動きのイメージを生み出す要領として、体の各部の刻々の
 形の接続によって動きを表現することを説明している。これを動きのモデリングの立場
 から見ると、イメージ構成の基本要素が、対象の各部の「安定な静止状態からの逐次的
 変位の系列」によって与えられることを示すものと見ることができる。一瞬の姿をこの
 基本的要素の繋がりに分解して捉えることにより、初めて動きの解読が実現し、動きの
 内容の把握と伝達が可能になる。これは優れた芸術的活動に見られる、高度に知的な情
 報処理の実態である。

 

 


第14回 超音波技術の説明

2019-02-26 06:05:04 | 技術説明

超音波システム研究所

 

第14回 超音波技術の説明

アルミ部品に取り付けた超音波振動子を利用して

超音波の伝搬状態を測定している様子です

アルミ部品を水中にすべて入れた状態と

一部を入れた状態の違いを検出している様子です

解析結果により

洗浄物の一部を水中に入れる洗浄方法として

応用発展させています

ポイントは

 伝搬状態に関するダイナミック特性を把握することです

 以上  第14回 超音波技術の説明

 

 


治具と流量変化による効果

2019-02-16 06:45:31 | 技術説明

超音波洗浄

 

治具と流量変化による効果

 治具の形状により音響流の変化は自然に発生します

   適切な治具形状は大きな洗浄効果となります

   適切な治具形状は超音波の周波数・出力・水槽により変わります

 

 

超音波システム研究所
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超音波装置の最適化技術をコンサルティング提供
http://ultrasonic-labo.com/?p=1401

 


第15回 超音波技術の説明<超音波洗浄の問題>

2019-02-10 19:08:56 | 技術説明

超音波システム研究所

 

<現状の問題>

1) 洗浄条件(洗浄物や汚れ)により目的が異なるため

        一般論を利用できない場合がある

同じ材質の同様な汚れでも、

加工方法・製造方法に対する違いにより、汚れの付着状態

が異なり洗浄システムは変わってくる場合がある

2)  超音波メーカの問題

超音波メーカは音圧を中心とした単純な測定値

洗浄効果に結びつけて提案しているものが多い

超音波メーカは規模(資本、売り上げ、社員数 等)が小さく、

超音波の基礎事項について幅広く研究することは難しい

例 ロシアの超音波資料を十分に活用しているメーカは少ない

3) 製造方法・材料 等の技術進歩により

     洗浄の対象が常に大きく変化している

適切な洗浄を行うためには、

最先端の工学的な技術(機械工学・電気工学・物理学・化学 等)

に対する理解と応用(工夫)が必要である

 

4) IT技術に対する取り組みの遅れがある

特に、制御方法と制御による効果の確認技術が大きく遅れている

5)    各メーカ独自の技術に対して

適切な超音波洗浄システムを提案するためには

複合技術を追求していく必要がある

固有技術が特殊研磨技術の場合

   問題は洗剤や超音波に対する洗浄効果が不明であること

固有技術がオリジナル洗剤の場合

    問題は超音波による化学反応の影響が不明であること

固有技術が高いレベルの機械加工技術の場合  

問題は高い加工レベルにより

汚れの付着力が強くなる傾向にあること

 

 以上  第14回 超音波技術の説明

上記の内容について
  興味のある方はメールで連絡してください
  超音波システム研究所

 


超音波洗浄

2019-02-08 13:31:42 | 技術説明

超音波洗浄

超音波洗浄にとっては、
 目的に適した表面の実現が問題で、
 単純な洗浄評価よりは更に詳しく
 利用目的における評価・トラブル・・・の
 安定性・ばらつきが問題になります。
この場合は目標を目指しての一回の洗浄プロセスの効果として
 その関連データを測り、その散らばり(分布)について確率を求めます。

対象の中で特定の特性を持つ物の数を表す数値は
 古くから統計と呼ばれて来ています。
そこで、多数の結果の中で一定の値
 (正確にはその近傍の値)が現れる確率を検討する方法を
 統計的な見方と呼びます。
超音波洗浄の改善・効果を考える場合には、
 洗浄の結果・評価(数値化)の方向と
 効果(不具合やトラブル・・の改善)についての統計的な検討が必要になります。

ここまでの話は常識的なものですが、
 ここから更に一歩踏み込んで洗浄の動き自体の検討に進みます。
この場合は、効果的な洗浄事例に従ったりして
 その結果を統計的に確認するという方法だけではなく、
 洗浄を生み出す条件<洗浄物・数量・洗浄時間・・・>と
 超音波の動きの構造<音圧・変化・キャビテーション・・・>を
 数値・図形・・・で捉えることが必要になります。

ところが、洗浄を生み出すシステムの仕組みは、
 社会の仕組みのように無数の部分の繋がりで出来上がっています。
この複雑なシステムの動きを、
 その構成部分の動きの総和として捉えようとするのが統計的な見方です。
この場合、最終的には超音波の洗浄物への動きを生み出すための
 単純化したイメージが必要になります。

このイメージの構築の基本要素は、超音波の仕組みの知識と、
 これまで強調して来た最終的な超音波洗浄に関する動きの目的意識です。
これらによって試行錯誤的にイメージの改善を進めることになります。

こんな面倒な話は聞きたくもないと思うかも知れませんが、
 「天は自らを助けるものを助ける」と言うように、
 超音波洗浄は人から教えられるものだけでは不十分で、
 自分で考えて仕上げることが不可欠です。

その場合に「統計的な見方の有効利用」が成功へのキーワードになります。

 


第16回 超音波技術の説明<論理モデルの作成について>

2019-02-01 06:52:09 | 技術説明

<論理モデルの作成について>

<論理モデルの作成について>
(情報量基準を利用して)

1)各種の基礎技術(注)に基づいて、対象に関する、

D1=客観的知識(学術的論理に裏付けられた洗浄理論)
D2=経験的知識(これまでの洗浄結果)
D3=観測データ(現実の状態)

からなる 「情報データ群 」、DS=(D1,D2,D3) を明確に認識し
その組織的利用から複数のモデル案を作成する

2)統計的思考法を、
  情報データ群(DS)の構成と、それに基づくモデルの提案と検証の繰り返し
  によって情報獲得を実現する思考法と捉える

3) AIC の利用により、様々なモデルの比較を行い、最適なモデルを決定する

4) 作成したモデルに基づいて洗浄装置・洗浄システムを構築する

5) 時間と効率を考え、以下のように対応することを提案します

5-1)「論理モデル作成事項(効果的な超音波洗浄技術について)」を考慮して

     「直感によるモデル」を作成し複数の人が検討する

5-2)実状のデータや新たな情報によりモデルを修正・検討する

5-3)検討メンバーが合意できるモデルにより装置やシステムの具体的打ち合わせに入る

  以上  第16回 超音波技術の説明

 

 

 


空気中の超音波の減衰

2018-11-14 07:04:46 | 技術説明

空中超音波の基礎技術no.6



空気中の超音波の減衰

シミュレーションによる空気中の超音波の減衰結果を紹介します

超音波の伝搬を検討する上で

最も基本的な事項が

空気中の伝搬だと考えます、

次が液体中になり

最も難しいのが固体中です

しかし、現実はその組み合わせであり

その境界における現象が
大きな影響を持つ場合がたくさんあります

基礎の基礎として
「空気中の超音波の減衰資料」を提示します

注1:気温、気圧、湿度・・すべてが影響します
注2:超音波を発生させている部分が個体なので
   個体の伝搬現象は考慮する必要があります




超音波機器による

 空中超音波の実験・確認技術を開発しました

 具体的な応用事例もあります

 目的に合わせた
  超音波による応用・研究を行っています