超音波システム研究に関する動画・写真
超音波システム研究所は、
定在波の測定・解析・制御技術を応用して、
超音波伝播現象における「音響流」を測定・制御する技術を開発しました。
今回、この技術をさらに発展させて、
対象物の状態（形状・材質・表面・・）による
「音響流」を目的（洗浄、攪拌、反応、改質、・・）に合わせて
制御して利用する方法を開発しました
今回開発した技術は、
複数の異なる周波数の「超音波振動子」を利用する場合、
高調波による超音波の伝搬状態を
効果的に利用（制御）することが可能になります
従って、（目的に対して）有効な超音波伝搬状態
（パワースペクトルのダイナミック特性（注））が実現しやすくなります。
注：音響流に対する、超音波システム研究所のオリジナルパラメータです
これは、洗浄・表面改質・化学反応の促進・・・に対して
効果的な伝搬状態を検出・確認出来る、ということで大変有効です
さらに、定在波の制御と組み合わせることにより、
キャビテーションと加速度の効果を
目的に合わせて
幅広い範囲で制御する方法に発展しました。
具体的には、
超音波の各種設定・治工具・・の条件が明確になりました。
オリジナルの超音波伝搬状態の測定・解析技術により、
様々な事例について
表面状態の「音響流による変化・・」による効果を多数確認しています。
■参考：技術の背景
（サイバネティクスはいかにしてうまれたか
ノーバート・ウィナー著 みすず書房 1956年 より）
・・・・・・
理想的には、単振動とは遠い過去から遠い未来まで時間的に
不変に続いている運動である。
ある意味でそれは永遠の姿の下に存在する。
音を発したり、止めたりすることは、
必然的にその振動数成分を変えることになる。
この変化は、小さいかもしれないが、
全く実在のものである。
有限時間の間だけ継続する音符はある帯域にわたる多くの
単振動に分解することができる。
それらの単振動のどれか一つだけが存在するとみる事はできない。
時間的に精密であることは
音の高さがいくらかあいまいであることを意味し、
また音の高さを精密にすれば必然的に時間的な区切りがつかなくなる。
・・・・・・・
・・・・・・・
こうして、サイバネティクスの立場から見れば、
世界は一種の有機体であり、そのある面を変化させるためには
あらゆる面の同一性をすっかり破ってしまわなければならない
というほどぴっちり結合されたものでもなければ、
任意の一つのことが他のどんなこととも同じくらいやすやすと
起こるというほどゆるく結ばれたものでもない。
・・・・・・・
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超音波システム研究所
http://ultrasonic-labo.com/
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間接容器と定在波による音響流とキャビテーションのコントロール
http://ultrasonic-labo.com/?p=2462
液循環による超音波の非線形制御技術を開発
http://ultrasonic-labo.com/?p=1428
マイクロバブルの利用（超音波の非線形振動） ultrasonic-labo
＜図２ 代表的な音圧とＤＯ農度（溶存酸素濃度）の関係（水の場合）＞
洗浄水槽の水面は液体と気体の境界で激しい反応が行われている
洗浄水槽の水面の激しい反応により
キャビテーションを発生するための核物質を洗浄液に取り込む作用がある
（キャビテーション核説）
超音波の発生により液中の溶存空気が除去される（脱気作用）
洗浄水槽の水面は液体と気体の境界で激しい反応が行われている
洗浄水槽の水面の激しい反応により
キャビテーションを発生するための核物質を洗浄液に取り込む作用がある
（キャビテーション核説）
超音波の発生により液中の溶存空気が除去される（脱気作用）
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
以下の動画は
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
＜＜参考動画＞＞
https://youtu.be/9GRrsjI3DEg
https://youtu.be/Vfv8Uerfp0c
https://youtu.be/quilYB42Jqg
https://youtu.be/vCeBsF_9uBs
https://youtu.be/XhzwZQdyK8E
https://youtu.be/FE7DPDkMOyQ
https://youtu.be/5od5p9RiyBI
https://youtu.be/pL9Hdgyc_LU
https://youtu.be/O29DJ9JIGO8
https://youtu.be/ht-QutAKMBw
https://youtu.be/B87Dl67l49s
https://youtu.be/75-8aLqtr3w
https://youtu.be/5of576CFU98
https://youtu.be/Eds0tOFFaLI
https://youtu.be/KtYAs49rwkQ
https://youtu.be/bQgUoQfQdsU
https://youtu.be/YYfNRD5d-cM
https://youtu.be/IW5A72TrMm4
https://youtu.be/BCQxXgJuX8I
https://youtu.be/dVqwVgvG79k
https://youtu.be/aRexmxACz2U
https://youtu.be/2iM2o34p1rM
https://youtu.be/ICNLzBjq80s
https://youtu.be/hHQc2xYlSlU
https://youtu.be/N-_YxaT11SM
上記の技術により
目的の超音波利用に合わせた
水槽の構造設計や液循環位置（ポンプへの吸い込み口、吐出口）は
非常に重要ですが
目的・サイズ・洗浄液・・によりトレードオフの関係が発生する場合があり、
一般的な設定はありません
（具体的な数値は、コンサルティング対応しています）
適切な設定が実現すると
マイクロバブルは超音波作用によりナノバブルに分散します
ナノバブルによる超音波の安定性は、マイクロバブルに比べて大きく
制御がより簡単になります
（具体的な制御は、音圧測定・・・コンサルティング対応しています
洗剤の使用や撹拌・・では、
通常の洗浄とは反対の対応事例が多い傾向にあります）
オリジナル技術（液循環）
http://ultrasonic-labo.com/?p=7658
＜超音波のダイナミックシステム：液循環制御技術＞
http://ultrasonic-labo.com/?p=7425
超音波水槽の新しい液循環システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1271
現状の超音波装置を改善する方法
http://ultrasonic-labo.com/?p=1323
超音波制御装置（制御ＢＯＸ）
http://ultrasonic-labo.com/?p=4906
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
超音波専用水槽の設計・製造技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1439
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
目的に合わせた効果的な超音波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
以下の動画は
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
＜＜参考動画＞＞
https://youtu.be/9GRrsjI3DEg
https://youtu.be/Vfv8Uerfp0c
https://youtu.be/quilYB42Jqg
https://youtu.be/vCeBsF_9uBs
https://youtu.be/XhzwZQdyK8E
https://youtu.be/FE7DPDkMOyQ
https://youtu.be/5od5p9RiyBI
https://youtu.be/pL9Hdgyc_LU
https://youtu.be/O29DJ9JIGO8
https://youtu.be/ht-QutAKMBw
https://youtu.be/B87Dl67l49s
https://youtu.be/75-8aLqtr3w
https://youtu.be/5of576CFU98
https://youtu.be/Eds0tOFFaLI
https://youtu.be/KtYAs49rwkQ
https://youtu.be/bQgUoQfQdsU
https://youtu.be/YYfNRD5d-cM
https://youtu.be/IW5A72TrMm4
https://youtu.be/BCQxXgJuX8I
https://youtu.be/dVqwVgvG79k
https://youtu.be/aRexmxACz2U
https://youtu.be/2iM2o34p1rM
https://youtu.be/ICNLzBjq80s
https://youtu.be/hHQc2xYlSlU
https://youtu.be/N-_YxaT11SM
上記の技術により
目的の超音波利用に合わせた
水槽の構造設計や液循環位置（ポンプへの吸い込み口、吐出口）は
非常に重要ですが
目的・サイズ・洗浄液・・によりトレードオフの関係が発生する場合があり、
一般的な設定はありません
（具体的な数値は、コンサルティング対応しています）
適切な設定が実現すると
マイクロバブルは超音波作用によりナノバブルに分散します
ナノバブルによる超音波の安定性は、マイクロバブルに比べて大きく
制御がより簡単になります
（具体的な制御は、音圧測定・・・コンサルティング対応しています
洗剤の使用や撹拌・・では、
通常の洗浄とは反対の対応事例が多い傾向にあります）
オリジナル技術（液循環）
http://ultrasonic-labo.com/?p=7658
＜超音波のダイナミックシステム：液循環制御技術＞
http://ultrasonic-labo.com/?p=7425
超音波水槽の新しい液循環システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1271
現状の超音波装置を改善する方法
http://ultrasonic-labo.com/?p=1323
超音波制御装置（制御ＢＯＸ）
http://ultrasonic-labo.com/?p=4906
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
超音波専用水槽の設計・製造技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1439
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
