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

流れと音と形の観察 (超音波システム研究所 ultrasonic-labo)

2018-06-30 21:03:33 | 超音波システム研究所2011

流れと音と形の観察 (超音波システム研究所 ultrasonic-labo)

流れと音と形の観察 (超音波システム研究所)




川(八王子市 あさかわ)の流れを観察しています

超音波利用に関して
 流れの観察経験(注)により
 音響流を直感的に
 とらえられるようになります

注:
くりかえし
 超音波と
 流体の変化(流れ、渦、波・・)を
 観察して  
 イメージを修正しながら
 音響流に関する論理モデルを考え続けます

1年ぐらい経過してくると
 渦の動きが見えてきます
 そこから
 ぼんやりと、洗浄物に対する
 音響流の影響がわかります




実験・検討を繰り返すと
 音響流に対する対象物固有の現象が
 流れを見て感じるようになります

現在は、次のステップとして
 非線形現象を含めた
 各種の相互作用を
 応用するために、
 「流れの様子を」観察・研究しています

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。





発明的創造の心理学について
(TRIZ、ハイパーソニック・エフェクト、 ・・・)
http://ultrasonic-labo.com/?p=1944

超音波洗浄機の「流れとかたち・コンストラクタル法則」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1779

超音波システム研究所のコンサルティング対応
http://ultrasonic-labo.com/?p=1852


超音波の非線形現象

2018-06-30 21:03:11 | 超音波システム研究所2011

超音波の非線形現象

超音波(伝搬状態)測定・解析に特化した、
  << 超音波コンサルティング >>を提供します

 超音波の非線形現象を認識して、
 その効果を利用しています。

***********************
超音波システム研究所
ホームページ  http://ultrasonic-labo.com/
***********************

 

 


超音波・音響流の利用・応用技術

2018-06-30 21:02:13 | 超音波システム研究所2011

超音波・音響流の利用・応用技術

<<超音波・音響流の利用技術>>

1)複数の周波数の超音波洗浄
2)流水式超音波洗浄(超音波シャワー)
3)高周波(1MHz以上)の利用
4)ガラス容器の利用
5)キャビテーションと定在波の利用
6)その他

この動画は、上記に関する基礎実験の様子です

応用技術
<音響流とキャビテーションのバランスを最適化する>
1) 洗浄液が淀まない洗浄水槽を使用する
2)強度について、特別に弱い部分のない洗浄水槽を使用する
3)洗浄液の分布を均一にする(Do濃度、液温、流速 等)
4)振動子の上面の洗浄液の流れを調節する
 (流量・流速・バラツキをコントロールする)
5)超音波の周波数と出力にあわせた液循環を行う
6)機械設計としての洗浄水槽の強度は
 超音波周波数に対して設定する
7)洗浄水槽の製造方法を明確にして、
 超音波の水槽による減衰レベルを設定する
8)流体に対する洗浄水槽の特性を明確にする
 (例 コーナー部の設計)
9)超音波の周波数・出力に対する洗浄水槽の特性を明確にする
 (振動子・振動板の位置と水槽の関係を調整する 
 洗浄水槽の超音波伝播特性を明確にする)
10)洗浄システムとしての制御構造などとの最適化を行う

以上のパラメータを念頭に超音波洗浄を検討する
 (あるいは、現状の洗浄を見直す)

コメント
音響流とキャビテーションは相反する現象だと考えています
しかし、どちらかをなくすことは大変難しいため
バランスを調整し、最適化することが重要だと考えます

<<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、
 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**********

 ナノレベルの物質を対象とする
 超音波操作では、
 音響流に関する制御技術は
 製造方法・表面状態・・・・を大きく変える場合があります。

 特に、
 洗浄を検討する場合には、
 汚れの音響流による動きを理解し、
 対応・対処することで効率の高い洗浄が可能になります。

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
 超音波効果との関係は非線形音響学を
 応用した測定解析により明確になります。

注: 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」

超音波利用(応用技術・ノウハウ)

超音波振動子の設置方法による、超音波制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1487

推奨する「超音波(発振機、振動子)」
http://ultrasonic-labo.com/?p=1798

超音波専用水槽の設計・製造技術を開発
http://ultrasonic-labo.com/?p=1439

超音波のダイナミック制御技術を開発
http://ultrasonic-labo.com/?p=2015

超音波洗浄システムを最適化する方法
http://ultrasonic-labo.com/?p=2710

「超音波の非線形現象」を利用する技術を開発
http://ultrasonic-labo.com/?p=1328


超音波測定(音圧測定・解析・評価)

音圧測定装置(超音波テスター)の標準タイプ
http://ultrasonic-labo.com/?p=1722

音圧測定装置(超音波テスター)の特別タイプ
http://ultrasonic-labo.com/?p=1736

超音波計測の特別システムをオーダーメイド対応
http://ultrasonic-labo.com/?p=1972
http://ultrasonic-labo.com/?p=1962
http://ultrasonic-labo.com/?p=1953
http://ultrasonic-labo.com/?p=1915

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ホームページ
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絶対数学における(モノイドの圏)モデルを利用した超音波制御技術

2018-06-30 21:01:46 | 超音波システム研究所2011

絶対数学における(モノイドの圏)モデルを利用した超音波制御技術




超音波システム研究所は、
超音波の非線形性に関する現象を含めた状態を、
絶対数学における
Monoid(モノイドの圏)モデルとして、開発しました。

このアイデアに基づいて、
 超音波制御を行う、具体的な方法を開発しました。

今回開発した制御方法は、
 超音波の伝搬状態を解析することで、
 キャビテーションと加速度・音響流の効果に関する
 非線形現象の分類技術(2014年8月)に基づいています。





これまでのデータ解析から
 効果的な利用方法を
 以下のような
 4つのタイプに分類してダイナミックに制御します。

 1:キャビテーション主体型
 2:音響流主体型
 3:ミックス型
 4:変動型

 上記の各タイプについて
  安定性・変化の状態・・・に関して
  詳細な分類・調整により、
  目的と効果に対する、効率のよい
各種条件の設定・調整が可能になりました。

 特に、洗浄に関しては
  汚れの特性やバラツキに関する情報が得られにくいため
  このような分類・解析をベースに実験確認することで
  効果的な超音波制御が、実現します。


 この分類・制御の本質的なアイデアは、
 超音波による定在波の特徴を、
 抽象代数学の「導来関手」に適応させるということと、
 非線形現象の特徴を、
 Monoid(モノイドの圏)モデルに適応させるということです。

 抽象的ですが
 超音波の伝搬状態を計測解析するなかで
 定在波と音響流に関する的確な解析により
 キャビテーションを主体とした超音波の効果・・を
 効果的にコントロールできる事例が増えたことから
 公表することにしました。




なお、超音波システム研究所の「非線形制御技術」は、
 この方法による、
 具体的な技術(超音波制御BOX)として対応しています。

応用技術として
 非線形現象の発生状態に関する研究開発を進めています。
 「超音波利用の最も大きな効果が、非線形状態の変化にある」
  という考え方が一歩進んだと考えています。



<< 超音波のMonoid(モノイドの圏)モデル >>

基本的な超音波発振による現象全体をRing(環の圏)として、

キャビテーション・・による(発振周波数を主体とした)現象を
 「アーベル群の圏」

加速度・音響流・・による(伝搬周波数の変化を主体とした)現象を
 「Monoid(0元をもつ乗法の一元体)」

とするモデルを開発しました。




参考

https://youtu.be/EqoogMuBOKY

https://youtu.be/712ciXYtGy8

https://youtu.be/QpvROvUlSeE

https://youtu.be/NeoRuF6zp08

https://youtu.be/U_DFBWomww0

https://youtu.be/tB9IzIbmusI

https://youtu.be/aOtGl0x5NJk

https://youtu.be/Qs5CSJWn1ic

https://youtu.be/hGAVye8OWAc

https://youtu.be/pHAcvbcDdyw

https://youtu.be/WJAr22jQJDE

https://youtu.be/qtJEj-lFETU

https://youtu.be/ivwKdFY3kPo

https://youtu.be/N4urBg_cp4o

https://youtu.be/-0cbThcSAdk

https://youtu.be/iVVf6pTFwiQ

https://youtu.be/8CGXzrbkKbI

https://youtu.be/ZIGscMjYsWY

https://youtu.be/7iwbEgo_wy4

https://youtu.be/W3D1tXtYKM8

https://youtu.be/zTpA0aOdQUM

https://youtu.be/QZUnv1qXJiE

https://youtu.be/_3eQYxY7pBA

https://youtu.be/WHOnCQjxZx0

https://youtu.be/bfBvJ0Z6I2o

https://youtu.be/PgkIx3D9thY

https://youtu.be/6cq0AIETXSo

https://youtu.be/s-dMjjnz80c

https://youtu.be/7h2HWuO5YTE

https://youtu.be/SMGP-bm6mYc

https://youtu.be/K0Qo1b1LE5I

https://youtu.be/S1RfHwDMbmk

https://youtu.be/j6LYhLS38eY

https://youtu.be/MLoFgp4Jj-U

https://youtu.be/uWt7SUBk3Mg

https://youtu.be/lYb4pGheNr4

https://youtu.be/o9RxjUZNKM8





モノイド圏モデルを利用した超音波制御技術
 http://ultrasonic-labo.com/?p=9692

超音波の洗浄・攪拌・加工に関する「論理モデル」
 http://ultrasonic-labo.com/?p=3963

通信の数学的理論
 http://ultrasonic-labo.com/?p=1350

音色と超音波
 http://ultrasonic-labo.com/?p=1082


 http://ultrasonic-labo.com/?p=1311

物の動きを読む
 http://ultrasonic-labo.com/?p=1074

3種類の異なる周波数の「超音波振動子」を利用する技術
 http://ultrasonic-labo.com/?p=3815

2種類の異なる「超音波振動子」を同時に照射するシステム
 http://ultrasonic-labo.com/?p=2450

<樹脂の音響特性>を利用した超音波システム
 http://ultrasonic-labo.com/?p=7563

超音波制御装置(制御BOX)
 http://ultrasonic-labo.com/?p=4906

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=1471

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

流れと音と形の観察:コンストラクタル法則
 http://ultrasonic-labo.com/?p=7302

「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

樹脂・金属・セラミック・ガラス・・の表面改質に関する書籍
 http://ultrasonic-labo.com/?p=7530

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



洗浄システム(推奨)
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/52cc97c1a13fd294f53af526edd69990.pdf

超音波テスターNA(推奨タイプ)
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/06d8809b57609380ea2fdcc654dfda68.pdf

超音波洗浄資料(抜粋)
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/4b10b044100130815368b1dc57220eda.pdf

新しい超音波
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/04f7d34712031a85107f74d7fd83a4cf.pdf


ノーバート・ウィナー 

2018-06-30 21:01:27 | 超音波システム研究所2011

ノーバート・ウィナー 

超音波「音圧測定装置(超音波テスター)」の特別タイプ
http://ultrasonic-labo.com/?p=1736

超音波「音圧測定装置(超音波テスター)」の標準タイプ
http://ultrasonic-labo.com/?p=1722

複数の超音波プローブを利用した「測定・解析・評価」技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=3755

自然観察

洗浄システム(推奨)

3種類の異なる周波数の「超音波振動子」を利用する技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=3815

2種類の異なる「超音波振動子」を同時に照射するシステム
http://ultrasonic-labo.com/?p=2450

「脱気・マイクロバブル発生装置」を利用した超音波システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1996

 

マイクロバブルを利用した超音波洗浄機

2018-06-30 21:01:10 | 超音波システム研究所2011

マイクロバブルを利用した超音波洗浄機


超音波伝搬状態の写真

2018-06-30 21:00:55 | 超音波システム研究所2011

超音波専用水槽による

超音波伝搬状態の写真を紹介します

諸条件により
様々な変化があるのですが

水槽構造の影響により
 効率の高い超音波利用を実現させています

詳細は
 超音波システム研究所にお問い合わせください


オリジナル超音波システム

2018-06-30 21:00:36 | 超音波システム研究所2011

オリジナル超音波システムの開発技術 No.5

超音波システム研究所は、
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。

IMG_6348

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。

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この技術について
「超音波コンサルティング」対応します

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小型ポンプを利用した「流水式超音波制御技術」 Ultrasonic experiment

2018-06-30 18:37:03 | 超音波システム研究所2011

小型ポンプを利用した「流水式超音波制御技術」 Ultrasonic experiment


超音波測定・解析システム

2018-06-30 17:57:59 | 超音波システム研究所2011

超音波測定・解析システム

新しい超音波計測システムです。
 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)として検出します。

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る
バイスペクトル解析を行い、
 評価・応用しています

超音波美顔器(1MHz)と
 小型振動子(40kHz)を利用した
  組み合わせ超音波伝搬制御技術!!