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

超音波実験 Ultrasonic experiment <超音波システム研究所 ultrasonic-labo>

2016-11-13 10:42:38 | 超音波システム研究所2011

超音波実験 Ultrasonic experiment <超音波システム研究所 ultrasonic-labo>

--超音波の非線形現象を制御する技術による
 ナノレベルの攪拌・乳化・分散・粉砕技術--

超音波システム研究所は、
「超音波の非線形現象(音響流)を制御する技術」を利用した
 効果的な攪拌(乳化・分散・粉砕)技術を開発しました。

この技術は
 表面検査によるガラス容器の特徴(解析結果)を利用(評価)して
 超音波の伝搬状態(キャビテーション・音響流)を制御します。

さらに、
 具体的な対象物の構造・材質・音響特性に合わせ、
 効果的な超音波(キャビテーション・音響流)伝搬状態を、
 ガラス容器との相互作用に合わせて、超音波出力制御により実現します。

特に、
 音響流による、高調波の刺激により
 ナノレベルの対応が実現しています

金属粉末をナノサイズに分散する事例から応用発展させました。

超音波に対する
 定在波やキャビテーションの制御技術をはじめ
 間接容器に対する伝播制御技術・・・により
 適切なキャビテーションと音響流による攪拌を行います。

これまでは、各種溶剤の効果と超音波の効果が
 トレードオフの関係にあることが多かったのですが
 この技術により
 溶剤と超音波の効果を
 適切な相互作用により相乗効果を含めて
 大変効率的に利用(超音波制御)可能になりました。

オリジナルの超音波伝搬状態の測定・解析技術により、
 音響流の評価・・・・多数のノウハウ・・・を確認しています。

 

 


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超音波実験 Ultrasonic experiment <超音波システム研究所 ultrasonic-labo>

2016-11-13 10:34:45 | 超音波システム研究所2011

超音波実験 Ultrasonic experiment <超音波システム研究所 ultrasonic-labo>


超音波システム研究所は、
 目的に合わせた効果的な超音波のダイナミック制御を実現するために、
 <脱気・マイクロバブル発生液循環システム>を利用しています。


超音波液循環技術の説明

1)超音波専用水槽(オリジナル製造方法)を使用しています
2)水槽の設置は
  1:専用部材を使用
  2:固有振動と超音波周波数・出力の最適化を行っています
3)超音波振動子は専用部材を利用して設置しています
  (専用部材により、定在波、キャビテーション、音響流の
   利用状態を制限できます)
4)脱気・マイクロバブル発生装置を使用します
   (標準的な、溶存酸素濃度は5-6mg/l)
5)水槽と超音波振動子は表面改質を行っています

上記の設定とマイクロバブルの拡散性により
均一な洗浄液の状態が実現します

均一な液中を超音波が伝搬することで
安定した超音波の状態が発生します

この状態から
目的の超音波の効果(伝搬状態)を実現するために
液循環制御を行います
(水槽内全体に均一な音圧分布を実現して、
 超音波、脱気装置、液循環ポンプ、・・の運転制御がノウハウです)

目的の超音波状態確認は音圧測定解析(超音波テスター)で行います


ポイントは
適切な超音波(周波数・出力)と液循環のバランスです
液循環の適切な流量・流速と超音波キャビテーションの設定により
超音波による音響流・加速度効果の状態をコントロールします

脱気・マイクロバブルの効果で
均一に広がる超音波の伝搬状態を利用します

液循環により、以下の自動対応が実現しています

溶存気体は、水槽内に分布を発生させ
レンズ効果・・・の組み合わせにより、超音波が減衰します

もうひとつは
適切な液循環による効率の良い超音波照射時は、
大量の空気・・が水槽内に取り入れられても
大きな気泡となって、水槽の液面から出ていきます

しかし、超音波照射を行っていない状態で
オーバーフロー・・により
液面から空気を取り込み続けると、超音波は大きく減衰します。

この空気を入れる操作は必要です
多数の研究報告・・がありますが
液循環の無い水槽で、長時間超音波照射を行い続け
溶存気体の濃度が低下すると
音圧も低下して、キャビテーションの効果も小さくなります
(説明としては、キャビテーション核の必要性が空気を入れる理由です
 液面が脱脂油や洗剤の泡・・・で覆われた場合も空気が遮断され
 同様な現象になります)

さらに、
超音波照射により、脱気は行われ
溶存気体の濃度は低下して、分布が発生します
単純な液循環では、この濃度分布は解消できません

この濃度分布の解決がマイクロバブルの効果です

脱気・マイクロバブル発生液循環が有効な理由です

注:
オリジナル装置(超音波測定解析システム:超音波テスター)による
音圧測定解析を行い
効果の確認を行っています



この動画は
マイクロバブル発生液循環装置による
超音波のダイナミック制御を実現させています




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音と超音波の組み合わせを利用した超音波制御実験 (超音波システム研究所 ultrasonic-labo)

2016-11-13 10:32:36 | 超音波システム研究所2011

音と超音波の組み合わせを利用した超音波制御実験 (超音波システム研究所 ultrasonic-labo)


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オリジナル超音波実験 (超音波システム研究所 ultrasonic-labo)

2016-11-13 10:32:09 | 超音波システム研究所2011

オリジナル超音波実験 (超音波システム研究所 ultrasonic-labo)


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オリジナル超音波実験 (超音波システム研究所 ultrasonic-labo)

2016-11-13 10:31:34 | 超音波システム研究所2011

オリジナル超音波実験 (超音波システム研究所 ultrasonic-labo)


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オリジナル超音波実験 (超音波システム研究所 ultrasonic-labo)

2016-11-13 10:30:36 | 超音波システム研究所2011

オリジナル超音波実験 (超音波システム研究所 ultrasonic-labo)


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超音波洗浄機実験 Ultrasonic cleaning machine experiment

2016-11-13 10:27:01 | 超音波システム研究所2011

超音波洗浄機実験 Ultrasonic cleaning machine experiment


超音波システム研究所(所在地:東京都八王子市、代表:斉木)は、
複数の異なる周波数の「超音波振動子」を利用する技術について、
「音色」に関する解析・評価を応用した「超音波発振制御」技術を開発。

今回開発した応用技術は
 定在波の制御や、キャビテーション・音響流の効果を
 具体的な伝搬周波数のスペクトル変化として制御する技術について、
 水の振動モードと、弾性体の振動モードによる相互作用を
 非線形現象をパラメータとして最適化制御する方法を追加しています。

超音波の効果について
 伝搬状態のスペクトルに関する、時系列変化を
 音色として評価・分析することで
 洗浄効果・表面改質・化学反の制御・・・
 システムとして利用可能にした技術です

従来の、音圧や伝搬周波数による評価とは異なり
 音色(音の振動モード、変化、・・)を考慮することで
 幅広い超音波の効果について
 目的に合わせた新しい利用を可能にしました

特に、マイクロ・ナノ・のレベルの物質に対する
 超音波の影響は、音色による制御が有効です

周波数40kHzの超音波装置で
 洗浄液に対して、1MHz以上の伝搬状態を実現させることも、
周波数72kHzの超音波照射で、
 均一な金属粉末の分散と、分散対象物の表面改質を行うことも可能です。

オリジナルの超音波伝搬状態の測定・解析技術により、
 「音色」による超音波の効果(評価技術)と
  パワースペクトル、バイスペクトルの関係を確認しています。

 

 


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流れとかたち・コンストラクタル法則 (超音波システム研究所 ultrasonic-labo)

2016-11-13 10:23:19 | 超音波システム研究所2011

流れとかたち・コンストラクタル法則 (超音波システム研究所 ultrasonic-labo)


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流れとかたち・コンストラクタル法則 (超音波システム研究所 ultrasonic-labo)

2016-11-13 10:21:40 | 超音波システム研究所2011

流れとかたち・コンストラクタル法則 (超音波システム研究所 ultrasonic-labo)


超音波システム研究所(所在地:東京都八王子市)は、
 流れとかたちに関する「コンストラクタル法則」を利用した、
 超音波利用(非線形現象の制御)技術を開発しました。

この動画のような、川の流れの観察をヒントに開発しました。

超音波利用に関して
 流れの観察経験により
 音響流を直感的に
 とらえられると考えています。

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に、
 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。


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散歩 (超音波システム研究所 ultrasonic-labo)

2016-11-13 10:16:24 | 超音波システム研究所2011

散歩 (超音波システム研究所 ultrasonic-labo)


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