超音波計測技術ｎｏ．２７

超音波計測技術ｎｏ．２７


（振動子　１．６ＭＨｚ 、２．５ＭＨｚを利用した振動計測）
　新しい超音波計測システムの測定状態です。
　測定データを弾性波動を考慮した解析で、
　各種の振動状態を検出します。
　＜　超音波システム研究所　＞

タイムドメイン理論

http://www.timedomain.co.jp/index.html　より

「従来の理論技術を　　Frequency Domain，
　　　新しい考えを　　Time Domain
　と区別させていただいております。」
超音波の応用や振動の解析についても大変重要な事項だと思います
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を感じる
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
時系列データを統計処理することで
超音波の状態を検討しています
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ると思います

超音波（基礎実験・テルミンと圧電素子）no.２２

超音波（基礎実験・テルミンと圧電素子）no.２２



テルミンを利用した超音波実験を行っています。
圧電素子で受信することで各種現象が実験できます。
この実験をもとに、
新しい空中超音波伝搬の応用技術を開発しています。
＜＜超音波システム研究所＞＞

ノウハウ
　周波数成分の観察により
　特徴を確認できます

　正確に検出するためには
　時系列データの
　フィードバック解析が有効です


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）

超音波（基礎実験・テルミンと圧電素子）no.２０

超音波（基礎実験・テルミンと圧電素子）no.２０


テルミンを利用した超音波実験を行っています。
圧電素子で受信することで各種現象が実験できます。
この実験をもとに、
新しい空中超音波伝搬の応用技術を開発しています。
＜＜超音波システム研究所＞＞


　　　2010年10月23日
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　超音波システム研究所

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空中超音波の基礎技術を開発

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超音波システム研究所（所在地：神奈川県相模原市、代表：斉木）は、
超音波伝搬状態の計測技術を応用して、
空中超音波の基礎技術を開発いたしました。

今回開発した空中超音波の基礎技術により、
　対象に触れることなく（空間を利用して）
　超音波の伝搬状態の測定・解析技術が利用できます。
　その結果、
　　金属部品、樹脂部品、各種材料、・・・に対して
　　幅広い応用・効果が考えられる、基礎技術として利用可能です。

超音波実験 no.４

超音波実験　no.４


間接水槽（サイズ　５２ｃｍ＊３３ｃｍ＊２４ｃｍ）を利用した超音波実験
超音波と容器の設定・変化・変動を利用しています。
対象に合わせた、超音波・液循環制御により、
　超音波の伝搬状態をコントロールしています。
　＜　超音波システム研究所　＞

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超音波による＜キャビテーションの観察・制御＞技術を開発

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超音波システム研究所は、2010年10月17日
超音波よる＜乳化・分散＞技術を利用した全く新しい、オリジナル技術による、
キャビテーションのダイナミック特性観察・制御技術を開発いたしました。

今回開発した制御技術を、超音波洗浄や表面改質・・・に用いた
結果、超音波の利用目的に合わせた、
最適なキャビテーションと加速度の状態設定（評価）が、可能となりました。

超音波実験 no.３

超音波実験　no.３


間接水槽（サイズ　５２ｃｍ＊３３ｃｍ＊２４ｃｍ）を利用した超音波実験
超音波と容器の設定・変化・変動を利用しています。
対象に合わせた、超音波・液循環制御により、
　超音波の伝搬状態をコントロールしています。
　＜　超音波システム研究所　＞

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は、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。
音響流は、大多数の超音波加工工程、なによりもまず浄化、乾燥、乳化、燃焼、
抽出過程での重要な強化因子であり、媒体内の熱交換と物質交換を著しく促進する。
加工工程での音響流の作用効果は、それらの速度と寸法因子によって決まる。


コメント
　ナノテクノロジーに代表されるように
音響流に関する技術は製造方法を大きく変える場合があります

　洗浄を検討する場合、製造方法を理解し対応することで
効率の高い洗浄が可能になると考えます

　そこで、音響流に対する正しい認識を持つことは大切だと思い、
　一般概念を提示しました

　音響流とキャビテーションや加速度による洗浄効果との関係は
非線形音響学を応用すると説明の糸口が見つかるように思います

（　洗浄実態の説明は大変難しく、
現実的にはほとんどが古い簡易モデルで行われています　）　

注１： 非線形音響学
「線形理論に立脚した従来の音響理論と，
　　　流体力学で取り扱うような強い衝撃波理論を補完する橋渡し的存在である」

注２：音響流の影響として

　　　１）加速度の変化は、液全体の広がり方や流れに関係する

　　　２）高周波の音響流はＯＨラジカルの反応と思われる現象がある
　　　　　（化学反応の促進に関係する）

　　　３）従来のパラメータ（音圧）は大きくバラツク　あるいは
　　　　　音圧値のバラツキが洗浄効果に比例する傾向がある

　　　このような事項に加え、洗浄物の大きさ・形状・材質により洗浄効果が
　　　変化しますので、音響流の効果を単純に評価することは出来ません
　　　しかし、音響流には適切な利用により
　　　　　液全体の利用と化学反応の促進を大きく改善できる事例があります
　　　　　今後、もっともっと注目されてよい現象（あるいはテーマ）だと思います

超音波実験 no.２

超音波実験　no.２


間接水槽（サイズ　５２ｃｍ＊３３ｃｍ＊２４ｃｍ）を利用した超音波実験

超音波と容器の設定・変化・変動を利用しています。
対象に合わせた、超音波・液循環制御により、
　超音波の伝搬状態をコントロールしています。
　＜　超音波システム研究所　＞