超音波＜制御＞技術no.３６
ガラス容器を逆さに入れることで
超音波伝播における
ガラス容器の端面に関する固定状態が変わります
その結果
低周波のモードが減少し
高調波の伝搬状態が効率よく発生します
この動画の
４２ｋｚの超音波洗浄器は
１００－２５０ｋHzの範囲の伝搬周波数を洗浄に利用することができます
注：水槽の表面改質を行っています
表面改質を行わない場合には高調波の発生は小さい状態となります
超音波の解析シミュレーション
実験データの解析
オブジェクト志向プログラムによる時系列データの解析
各種の解析手法による時系列データ解析を行います
１）BURG法によるスペクトル解析
２）YULE-WALKER法によるスペクトル解析
３）HOUSEHOLDER法によるスペクトル解析
・・・・
実際には、各種のオブジェクトクラス構造による
開発を行い
将来の変化（仕様や機能 等）に対する、
メソッドの単純化の方法として
データクラスを最上位に設定する方法を
採用しています
＜提案：データクラスを最上位に設定する＞
注
Squeak（スクイーク）はSmalltalk環境のひとつで、
Apple Smalltalkから派生したものである。
デジタルカメラによるキャビテーション写真
デジタルカメラによるキャビテーションを撮影する方法を利用して
超音波水槽の、日常管理に関する技術を開発しました。
今回開発した技術は、
超音波の状態を、デジタルカメラによるキャビテーション写真により
管理・記録するという方法です。
これまでの数値化やグラフとは異なる
水槽や液循環に関しても幅広く確認することが可能です。
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、
この方法による、具体的な効果を確認しています。
応用技術として
「超音波の伝搬状態や、水槽・容器・治工具・超音波の評価技術」
としても利用可能です。
注意
シャッター速度は １／２０００秒以下が条件となります
２８ｋHzの超音波の場合は １／３０００秒が推奨値です
強い空中超音波をカメラに照射すると
センサー部が故障することがあります（注意してください）
超音波伝搬状態の測定技術ＮＯ．１３
超音波美顔器（１MHｚ）の振動面に
超音波振動子（２．５MHｚ）を取り付けて
超音波伝搬状態の測定を行っている様子です
時系列の測定データを自己回帰モデルにより解析して
評価・応用しています
詳細については
メールでお問い合わせください
サンプリング時間・・・の設定については
事前にシュミレーションで検討確認しています
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超音波のシステム技術no.５
1/fのような形態で
全体を適度に揺らす必要があるように感じています
液の流れの作り方として
整流板やポンプ等からの吐き出し方向の影響も
大変大きいことも確認しています
（これまでの不安定な現象の解明に
新しいパラメータとして有効だと考え・利用しています）
これまでにも、
目視で淀みの発生が多いカスケードと
発生が少ないカスケードの水槽状態があります
液温の分布で確認しても
淀みの多い水槽は大きな温度差があります
カスケードの位置・高さ・流量・温度 等を
調整していく技術の重要性を感じています
超音波（伝搬状態）測定・解析に特化した、
＜＜ 超音波コンサルティング ＞＞を提供します
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Ultrasonic Cavitation Control ＜Sound Flow＞ no.21
液循環とガラス容器の組み合わせによる「超音波現象」は複雑です
しかし、測定・解析により
利用目的に合わせた対応が可能になります
もっとも重要なポイントは
液循環による伝搬周波数の変化を目的に合わせることです
詳細はメールでお問い合わせください
非線形性超音波照射技術 no.７０
各種装置開発時のノイズ検討について
「現場のノイズには柔軟な対応が必要である」
（知的モデルが必要）
「ノイズと仲よくしろ」
ノイズの中に情報がある
ノイズという表現は主観である
「ノイズのないプロセスは無い」
（人間は自分でノイズを出して、その結果の処理をする）
「プロセスには固有のノイズ発生メカニズムがあり、
それぞれ特徴的なノイズを出している」
「臼挽きそばの味を出せ」
機械的な均一さの検討（粉のサイズ 等）
「きんとんの味」（生コン・パン 等のミキサーに通じる）
練っていくなかで粘性が変化していく、それをどう表現するのか
難しい：人間の情報処理の欠点（人間の感覚につながるセンサーが必要）
「デジタル・アナログ 本当は「ハイブリット」が必要である」
デジタル：定量モデル－＞客観モデル
アナログ：定性モデル－＞主観モデル
上記を結合して知的モデルを作成する
「ギアをニュートラルにしてエンジンを回せ」
新しいものは、必要になってからでは遅い
先行的に知的投資が必要である
（中川 東一郎 氏のエッセーを個人的に解釈して整理したものです）
タイムドメイン理論と超音波
タイムドメイン理論と超音波
「 従来の理論技術を Frequency Domain，
新しい考えを Time Domain と区別します。」
超音波の応用や振動の解析についても大変重要な事項です。
理由１：時系列の解析が有効である
理由２：効率の高い状態の表現として以下の状態があります
タイムドメイン：音場感が豊か。 雰囲気まで伝わる。
（水槽を含めた全体が安定して振動している）
タイムドメイン：音離れが良い。 スピーカーが鳴っているように思えない。
空間から音が出る。
（超音波の振動子が振動しているように思えない。水槽全体から振動が出ている）
タイムドメイン：距離が離れても音は崩れない。
離れても音量は余り変わらず遠くまで届く。
（大きな水槽でも音圧は変わらない。離れていても音圧が届く）
タイムドメイン：音量を下げても音は崩れずはっきり聞こえる。
騒音の中でも聞き取れる。
（超音波の出力を下げても音圧は変わらない。 長時間安定している。）
現在、「タイムドメイン理論」を参考に
音圧の時系列データを統計処理することで
超音波の状態を解析・制御しています
その結果として
新しい超音波の理解と応用につながっています
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超音波による＜キャビテーションの観察＞ＮＯ．８
超音波よる＜乳化・分散＞技術を利用して、
キャビテーションのダイナミック特性を観察しています。
＜ 超音波システム研究所 ＞
新しい超音波計測ｎｏ．２
測定・解析により以下の対応が可能です
超音波の音圧問題
水槽内の音圧が低い問題
超音波振動子の中央部のみ、音圧が高い問題
時間経過で音圧が変化する問題
季節や環境（天候・・）により音圧が変化する問題
超音波出力が安定しない問題
超音波の仕様レベルの出力が出ない問題
音圧が強すぎて部品が洗浄水槽内に落ちてしまう問題
音圧が高いレベルで均一であるが洗浄効果が小さい問題
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