超音波実験 Ultrasonic experiment ＜超音波システム研究所 ultrasonic-labo＞
超音波実験 Ultrasonic experiment ＜超音波システム研究所 ultrasonic-labo＞
超音波実験 Ultrasonic experiment ＜超音波システム研究所 ultrasonic-labo＞
超音波実験 Ultrasonic experiment ＜超音波システム研究所 ultrasonic-labo＞
＜＜＜超音波発振・測定・解析・評価＞＞＞ ultrasonic-labo
超音波システム研究所（所在地：東京都八王子市）は、
オリジナルの超音波発振測定解析装置（超音波テスター）による、
音響特性を利用した、
超音波制御技術による、超音波システムの製作技術を開発しました。
新しい超音波の応用技術です。
各種対象物の音響特性を利用することで
安価なシステムで、
高い音圧や高い周波数の超音波伝搬状態を実現します。
変動する振動状態（モード）を利用する
ダイナミックシステムとしての、
応用装置（洗浄、加工、攪拌・・システム）開発も可能です。
ポイントとしては、
複雑に変化する超音波振動の伝搬状態を、
時系列データの自己回帰モデルで、
フィードバック解析することにより、
超音波効果の主要因である
非線形現象をグラフ化・評価・応用することです。
＜＜＜振動測定＞＞＞
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
超音波の伝搬状態を利用した部品検査技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=3842
表面弾性波の利用技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=7665
超音波の音圧測定解析による「流水式超音波システム」 ultrasonic-labo
（超音波の測定・解析に基づいた超音波洗浄技術を開発）
超音波システム研究所は、
洗浄対象物の音響特性に合わせて、液循環制御により
超音波の伝搬状態をコントロールする
超音波洗浄技術を開発しました。
この技術は、
対象物の特性（確認・評価）により、
表面に伝搬する複雑な超音波の伝搬状態（表面弾性波）を
目的（洗浄・攪拌・改質・・）効果に合わせて
コントロールする技術です。
特に、
対象物の音響特性により
ダメージの発生しやすい材質・構造に対する
キャビテーションのダイナミック特性を
各種の関係性について解析・評価することで、
循環ポンプの設定方法（注）や
専用の治工具・・・により、
超音波による音響流（非線形現象）の効果を
目的に合わせて設定する最適化の技術です。
注：水槽と循環液と空気の
境界条件に関する、関係性の設定がノウハウです。
オーバーフロー構造になっていない水槽・・・・でも対応可能です。
具体的な対応事例として
現状の水槽による、超音波を減衰させる問題点を
液循環ポンプの制御設定により
騒音（２０ｋHz以下の低周波）を発生（共振）させずに
高い音圧レベルの高調波を実現（対策）するということができます。
成果の大きい事例として
アルミ部材・・・に対する、ダメージを発生させない
対象物のサイズ・数量・治工具に合わせた、効果的な音響流の設定が可能です。
超音波洗浄機の＜計測・解析・評価＞（出張）サービス
http://ultrasonic-labo.com/?p=1934
脱気・マイクロバブル発生液循環システムの採用により
超音波の伝搬効率が改善されることで、
水槽や振動子の構造による問題が明確になります。
「脱気・マイクロバブル発生装置」を利用した超音波制御システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1996
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
水槽・振動子については、超音波の利用目的に合わせた
設置方法と液循環制御設定により、改善（対策）が可能です。
水槽は、音響特性の測定・解析・評価により、
樹脂製・ガラス製（注）でも対応可能です。
注：メッキ工場・半導体工場・・・・の事例が多数あります。
複数の超音波プローブを利用した計測・解析・評価により
各種の関係性・応答特性（注）を検討することで
相互作用の検出により、目的に合わせた
１：水槽・振動子の設置方法
２：液循環制御方法
３：治工具の設置・改善方法
４：その他（超音波制御、超音波振動子の変更・・・）
を提案・実施により、改善を実現しています。
注：パワースペクトル、自己相関、パワー寄与率、インパルス応答・・・
超音波の測定・解析に関して
測定方法（各種条件：サンプリング時間・・・）の設定は
オリジナルのシミュレーション技術を利用しています
実際の環境により
低周波の振動モードについて、
各メーカー、工場、建物・・・により、固有の特性があるために
状況に応じた対応が必要です。
特に、２４時間稼働の工場の場合、
低周波の振動測定は超音波装置を安定して利用するために
非常に重要ですが、あまり行われていません。
（超音波が不安定だといわれる大きな要因だと考えています）
超音波測定解析の推奨システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1972
なお、この技術を、超音波システムの改良技術として
コンサルティング対応したこれまでの経験から
超音波水槽の構造・大きさと
超音波（周波数、出力、台数・・）に合わせた
＜超音波＞と＜水槽＞と＜液循環＞のバランスによる
超音波と液循環の最適な出力制御により
ほとんどの超音波装置は改善可能です。
超音波システム（ＫＴシリーズ）
超音波システム研究所は、
超音波（振動子）の音響特性を考慮した
目的に合わせた超音波（音響流）制御技術を開発しました。
推奨システム概要
１：超音波とマイクロバブルによる表面改質処理を行った
２種類の超音波振動子（標準タイプ ３８ｋＨｚ，７２ｋＨｚ)
２：超音波とマイクロバブルによる表面改質処理を行った
超音波専用水槽(標準タイプ 内側寸法：500*310*340mm)
３：脱気・マイクロバブル発生液循環システム
４：制御ＢＯＸによる、超音波出力と液循環の最適化制御システム
５：超音波テスターによる、音圧管理システム
超音波
MIRAE ULTRASONIC TECH. CO
１）精密洗浄シリーズ（72KHz 300W）
株式会社カイジョー
２）投込振動子型超音波洗浄機 ２００G （38kHz 150W)
注意：水槽・振動子・治工具については、エージング処理により
音響特性の調整対応処理が可能です
＊特徴
超音波専用水槽による効果的な装置です
効率の高い超音波利用により
通常の水槽では強度・耐久性が不十分です
洗浄・攪拌・表面改質・・・対象と目的により
２種類の超音波（振動子）を組み合わせて制御します
推奨タイプの組み合わせは
３８ｋHz、７２ｋHzの状態です
（主要周波数の実測値事例 ３３．７ｋHz ７１．４ｋHz
水槽により数値は大きく変化します）
洗浄・攪拌・表面改質・・・対象と目的により
２種類の超音波（振動子）
１：３８ｋHz、７０ｋHz
２：２５ｋHz、３８ｋHz
３：２４ｋHz、６８ｋHz
４：３３ｋHz、２８ｋHz
５：３３ｋHz、４０ｋHz
６：３３ｋHz、７１ｋHz
・・・・・
様々な、組み合わせと
使用（制御）方法を提案しています
ポイントは
超音波の正確な発振周波数の測定・解析・確認と
解析と超音波利用目的に基づいて、
対象物・装置・治工具・・・の音響特性を考慮した
超音波伝搬状態を実現させる
以下の技術です
１）マイクロバブルを利用した、専用水槽内の「液体」の均一化
２）超音波の非線形現象（音響流）制御としての「液循環」
３）超音波の発振制御（注）
注）シャノンのジャグリング定理を応用した「超音波制御」方法
http://ultrasonic-labo.com/?p=1753
治工具と各種の制御により、超音波照射状態を適正に設定することで、
キャビテーションと加速度（音響流）の効果を、
目的に合わせた状態にコントロールできます。
－システムの応用事例－
ガラス製の水槽を利用した精密洗浄
間接容器を利用した表面改質
ナノレベルの攪拌・乳化・分散・粉砕
各種の化学反応処理
メッキ液・コーティング液の開発
ナノ粒子の製造
複雑な形状へのコーティング・・表面処理
表面の残留応力の緩和処理
水の改質（ラジカル化）
表面弾性波を利用した目的のサイズの霧化
・・・・・・・
補足
２種類の超音波振動子を利用するかわりに
１台の超音波振動子の発振制御、
あるいは液循環制御との組み合わせにより
１台の超音波でも対応可能ですが、
調整・制御は難しくなります
