「攪拌・霧化・洗浄・表面改質・・・検査技術」
＊複数の異なる周波数の振動子を同時照射・制御技術
＊超音波を利用した表面状態の計測・解析技術
＊超音波とマイクロバブルによる表面改質技術
上記の技術を組み合わせることで
超音波を応用した攪拌・霧化・洗浄・改質・・・技術を開発しました
今回開発した技術の応用事例として、
各種部品・材料の洗浄・改質・検査を伝搬する超音波技術により、
効率良く実現させることが可能となりました。
超音波の利用技術 no.4
高周波（高調波）の効果を利用した
ナノ物質への超音波ホモジナイザー
化学反応促進装置
微小サイズの部品の表面応力の緩和装置
ナノレベルの表面洗浄装置
・・・・・
ステンレスやガラス容器との組み合わせにより
２８ｋＨｚと７２ｋＨｚの超音波振動子を利用して
音圧レベルの高い
１００ｋＨｚ以上の超音波効果を利用する技術です。
２００ｋＨｚや４００ｋＨｚの超音波振動子を単独で
高い出力で使用した場合には
一定以上の高い音圧は実現しません。
設定により
ステンレス容器内には１ＭＨz以上の
高い音圧の超音波伝搬状態も実現可能です
上記の技術により製造した
ナノレベルのアルミ粉末動画です
超音波＜測定・解析＞システム（テスター２０１２）を開発
オリジナル技術による、
新しい超音波＜測定・解析＞システム（テスター２０１２）を開発しました。
新しい超音波プローブによる測定システムです。
測定したデータについて、弾性波動を考慮した解析で、
各種の振動状態（モード）として検出出来ます。
検出データをフィードバック解析することにより
超音波の非線形現象（音響流）やキャビテーション効果を
グラフにより確認できるようにしたシステムです。
複雑に変化する超音波の利用状態を、
音圧や周波数だけで評価しないで
「音色」を考慮するために、
時系列データの自己回帰モデルにより解析して
評価・応用しています
目的に応じた利用方法が可能です
特に、超音波プローブは
利用目的を確認した「オーダーメード対応」します
３種類の異なる周波数の「超音波振動子」を利用する技術
３種類複数の異なる周波数の「超音波振動子」を利用する技術を発展させました。
今回開発した技術は
定在波の制御技術に加え、
各超音波振動子の出力を調整することで、
キャビテーションと加速度の非線形効果を
目的に合わせて変化させるという技術です。
周波数４０ｋＨｚ、出力５０Ｗの超音波振動子を利用して、
１ミリの金属を1ミクロンの分散状態にすることも、
ダメージを発生させずに洗浄することも可能です。
オリジナルの超音波伝搬状態の測定・解析技術により、
振動子の固有の特徴に合わせた、
超音波利用技術として、各種を確認しています。
ポイントは
超音波の伝搬状態の測定解析により
超音波の以下の効果について
１）非線形性による効果
２）定在波の効果
３）加速度（音響流）の効果
キャビテーションと最適化することです
詳細はオリジナルノウハウとしています
（興味のある方はメール連絡してください）
超音波＜攪拌・分散＞技術-no.３２
ガラス容器と液循環と超音波の最適化により
目的に合わせた超音波の伝搬状態を実現させています
＜＜超音波システム研究所＞＞
http://www.green.dti.ne.jp/aabccdx/
超音波システム研究所
＝ 研究所紹介 ＝
矛盾を乗り越えるためには、
自分の矛盾に可能性を与えることだと思います
そのために
静寂の生活（本当の価値を発揮する生活）
をすることが、今、必要なことだと気が付きました
それが超音波システム研究所でありたいと努力しています
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＜定在波を利用した制御＞技術
オリジナル技術（超音波テスター）による、
超音波＜定在波を利用した制御＞技術を開発いたしました。
超音波水槽内の伝搬状態について、弾性波動を考慮した解析で、
各種の振動状態（モード）を検出・検討しました。
その結果、定在波を利用した制御により
超音波洗浄、超音波攪拌、表面改質・・・に対して
効率良く超音波の状態を制御する方法を開発しました。
目的とする超音波の効果をグラフにより利用可能にしたシステム技術です。
複雑に変化する超音波の利用状態を、
音圧や周波数だけで評価しないで
「音色」を考慮するために、
時系列データの自己回帰モデルにより解析して
評価・応用しています
目的に応じた利用方法が可能です
２８ｋHz、４０ｋＨｚ、７２ｋHzの超音波の組み合わせにより実現させます
例1：強い（２０－５０ｋHz）のキャビテーション効果の利用
例2：高い周波数の超音波（３００ｋHz以上の加速度効果）の利用
例3：定在波による キャビテーションと加速度の効果をミックスさせた利用
例4：超音波攪拌・洗浄における対象物に合わせた定在波の効果を利用
・・・・・・・・・
オープンソースの統計解析システム 「 Ｒ 」 ｎｏ．８
＜＜超音波テスターによる測定データの解析＞＞
「Ｒ」を利用して、時系列データを解析している様子です
＜システムの振動について＞
「 変化する特性を持った系の振動は広範で複雑である
Ａ）変位に依存する剛性を持ったもの
Ｂ）変位に依存する減衰を持ったもの
Ｃ）時間に依存する剛性を持ったもの
これらは問題の表面をかじったにすぎない、
もっと風変わりな現象もたくさある 」
超音波の振動を検討する場合、特に忘れがちなのが
水槽や設置部全体の振動（Ａ）
洗浄液・洗浄物・洗浄治具の振動（Ｂ）
循環ポンプ・ヒータによる振動（Ｃ）
（ポンプの脈動、回転振動、熱応力 等）
上記の組み合わせによる複雑な振動が発生しています
これらが超音波の振動を減衰させないようにすることが
超音波の効率を高めるうえで大切です
適切に減衰させることで騒音を調整させることが騒音対策です
適切に減衰させ音響流を調整することが洗浄力の制御です
この観点でシステムをみると問題点をすぐに改良できます
（これが超音波システムの振動による各種調整に関するノウハウです）
Ａ・Ｂ・Ｃの振動を見ることが出来るようになるためには
注意深い観察の繰り返しと、設計・製作の経験が必要です
（経験から、かならず見れるようになります
ポイントは全体を一定時間、変化する系の振動と感じることです）
超音波＜測定・解析＞システム（テスター２０１２）を開発
オリジナル技術による、
新しい超音波＜測定・解析＞システム（テスター２０１２）を開発しました。
新しい超音波プローブによる測定システムです。
測定したデータについて、弾性波動を考慮した解析で、
各種の振動状態（モード）として検出出来ます。
検出データをフィードバック解析することにより
超音波の非線形現象（音響流）やキャビテーション効果を
グラフにより確認できるようにしたシステムです。
複雑に変化する超音波の利用状態を、
音圧や周波数だけで評価しないで
「音色」を考慮するために、
時系列データの自己回帰モデルにより解析して
評価・応用しています
目的に応じた利用方法が可能です
特に、超音波プローブは
利用目的を確認した「オーダーメード対応」します
