ガラス容器の超音波伝搬特性を利用した超音波洗浄実験：超音波加湿器（１．７ＭＨｚ １５Ｗ）・超音波洗浄器（４２ｋHz ３５W）・超音波発振制御プローブ・小型ポンプの組み合わせ技術
超音波加湿器・超音波洗浄器・超音波発振制御プローブ・小型ポンプの組み合わせ技術
超音波洗浄機実験 Ultrasonic cleaning machine experiment
５００Ｈｚから１００ＭＨｚの超音波伝搬状態を制御可能にする超音波プローブ
超音波プローブの発振制御による部品検査技術
超音波システム研究所は、
対象物の表面を伝搬する超音波データの解析実績から
メガヘルツの超音波発振による、新しい部品検査技術を開発しました。
超音波プローブの発振制御による
「音圧・振動」測定・解析技術を応用した方法です。
目的（対象物の表面を伝搬する振動モード）に合わせた
超音波プローブの開発対応による、
コンサルティング・評価技術の説明対応を行っています。
新しい超音波発振制御技術の応用です。
対象物の音響特性に合わせた、
メガヘルツの超音波伝搬状態に関する非線形現象を利用することで
対象物の表面状態に関する新しい特徴を検出することが可能です。
特に、発振・受信の組み合わせによる
応答特性を利用した
基板部品の表面検査や、精密洗浄部品の事前評価・・・に関して、
超音波振動の新しい評価パラメータとなる基本技術です。
表面弾性波の伝搬現象に関する、超音波のダイナミック特性を
測定・解析・評価に基づいて
論理モデルを構成・修正しながら検討することで
目的（評価）に合わせた効果的な利用を可能にしました。
超音波の送受信について
対象物を伝搬する特性を検出するために
対象物の振動特性に対応した、
以下の組み合わせを標準として測定・解析・評価します
＜標準測定＞
送信 ：超音波プローブ 発振型（共振・非線形タイプ）
受信１：超音波プローブ 測定型（共振タイプ）
受信２：超音波プローブ 測定型（非線形タイプ）
参考：超音波プローブのタイプ
１）超音波プローブ 発振型（共振タイプ）
２）超音波プローブ 発振型（非線形タイプ）
３）超音波プローブ 測定型（共振タイプ）
４）超音波プローブ 測定型（非線形タイプ）
５）超音波プローブ 発振型（共振・非線形タイプ）
超音波プローブの概略仕様
発振・測定範囲 ０．０１Ｈｚ～１００ＭＨｚ
コード長さ １０ｃｍ～
対象材質 ステンレス、樹脂、セラミック、ガラス・・・
検査装置・対象物・治具・・の音響特性を、
評価パラメータに合せて発振制御することで、
効果的な送受信データから表面状態を検出します。
この技術は、超音波洗浄に関して
洗浄バラツキを発生する原因を明確にします。
従って、超音波制御による
表面処理・洗浄・攪拌・加工・・対応・対策を可能にします。
対象物の表面を伝搬する超音波データの解析実績から
メガヘルツの超音波発振による、新しい部品検査技術を開発しました。
超音波プローブの発振制御による
「音圧・振動」測定・解析技術を応用した方法です。
目的（対象物の表面を伝搬する振動モード）に合わせた
超音波プローブの開発対応による、
コンサルティング・評価技術の説明対応を行っています。
新しい超音波発振制御技術の応用です。
対象物の音響特性に合わせた、
メガヘルツの超音波伝搬状態に関する非線形現象を利用することで
対象物の表面状態に関する新しい特徴を検出することが可能です。
特に、発振・受信の組み合わせによる
応答特性を利用した
基板部品の表面検査や、精密洗浄部品の事前評価・・・に関して、
超音波振動の新しい評価パラメータとなる基本技術です。
表面弾性波の伝搬現象に関する、超音波のダイナミック特性を
測定・解析・評価に基づいて
論理モデルを構成・修正しながら検討することで
目的（評価）に合わせた効果的な利用を可能にしました。
超音波の送受信について
対象物を伝搬する特性を検出するために
対象物の振動特性に対応した、
以下の組み合わせを標準として測定・解析・評価します
＜標準測定＞
送信 ：超音波プローブ 発振型（共振・非線形タイプ）
受信１：超音波プローブ 測定型（共振タイプ）
受信２：超音波プローブ 測定型（非線形タイプ）
参考：超音波プローブのタイプ
１）超音波プローブ 発振型（共振タイプ）
２）超音波プローブ 発振型（非線形タイプ）
３）超音波プローブ 測定型（共振タイプ）
４）超音波プローブ 測定型（非線形タイプ）
５）超音波プローブ 発振型（共振・非線形タイプ）
超音波プローブの概略仕様
発振・測定範囲 ０．０１Ｈｚ～１００ＭＨｚ
コード長さ １０ｃｍ～
対象材質 ステンレス、樹脂、セラミック、ガラス・・・
検査装置・対象物・治具・・の音響特性を、
評価パラメータに合せて発振制御することで、
効果的な送受信データから表面状態を検出します。
この技術は、超音波洗浄に関して
洗浄バラツキを発生する原因を明確にします。
従って、超音波制御による
表面処理・洗浄・攪拌・加工・・対応・対策を可能にします。
非線形振動現象をコントロールする、超音波のダイナミック制御
超音波システム研究所は、
オリジナル超音波システム（音圧測定解析、発振制御）により、
対象物に伝搬する表面弾性波（超音波振動）の、
非線形現象をコントロールする技術を開発しました。
＜＜超音波の非線形振動現象をコントロールする技術＞＞
１）ファンクションジェネレータによる発振制御を
対象物の音響特性に合わせて、
発振出力、波形、変化・・・させる制御設定技術
２）超音波発振電圧の変化を、制御可能にする
超音波発振制御プローブの、発振面の調整を含めた製造技術
３）１００メガヘルツの超音波振動変化を、計測可能にする
超音波測定プローブの、発振面の調整を含めた製造技術
４）スイープ発振条件の最適化技術
上記の技術を利用して
目的に合わせた
超音波の伝搬状態をコントロール（最適化）します。
注：対象物の音響特性と超音波の発振制御による相互作用について
非線形現象に関する音圧データの解析評価に基づいて
超音波のダイナミック制御・・・・を行います
（超音波テスターで、音圧の測定・解析・確認・評価を行っています）
この技術を、
精密洗浄や化学反応実験・・・に用いた結果、
ナノレベルの効率の高い超音波システムとして
応用（洗浄・改質・反応制御・・）することが可能となりました。
これは、従来では干渉や共振により減衰すると考えられた状態について
大きな可能性を示した結果です。
２０２２年８月、現在、
超音波による非線形現象は、可能性と実積が増えています。
例１：超音波加工への利用
例２：超音波攪拌への利用
例３：超音波溶接への利用
例４：超音波熱気処理への応用
例５：精密機器の組み立て作業への応用
例６：各種表面処理装置への応用
例７：各種製造装置の保守メンテナンスへの応用
例８：熱処理・溶剤・・を利用する機器への応用
例９：その他
興味のある方は、メールでお問い合わせください
技術（特許・ノウハウ）提供を含め、コンサルティング対応します
＜ノウハウ＞
超音波発振に関する、発振（音響）特性
超音波受信に関する、受信（音響）特性
超音波伝搬に関する、伝搬（音響）特性
上記の特性を測定解析（注）により評価して、
適切な組み合わせを利用することがノウハウです
注：音圧測定の時系列データに関して
１：非線形現象の解析（自己相関、バイスペクトル解析）
２：応答特性の解析（インパルス応答、パワー寄与率）
上記に基づいて、
超音波の伝搬現象を、以下のように分類します
＜超音波伝搬特性（音響特性）の分類＞
1：線形型
2：非線形型
3：ミックス型
4：ダイナミック変動型
4－1：線形変動型
4－2：非線形変動型
4－3：ミックス変動型
この分類を、超音波利用目的に合わせて
発振制御条件（スイープ発振条件）として設定します。
環境・条件・・により
複数の発振を組み合わせる場合も同様ですが
相互作用に対する測定確認が不十分だと
ダイナミックな非線形現象は発生しません。
オリジナル超音波システム（音圧測定解析、発振制御）により、
対象物に伝搬する表面弾性波（超音波振動）の、
非線形現象をコントロールする技術を開発しました。
＜＜超音波の非線形振動現象をコントロールする技術＞＞
１）ファンクションジェネレータによる発振制御を
対象物の音響特性に合わせて、
発振出力、波形、変化・・・させる制御設定技術
２）超音波発振電圧の変化を、制御可能にする
超音波発振制御プローブの、発振面の調整を含めた製造技術
３）１００メガヘルツの超音波振動変化を、計測可能にする
超音波測定プローブの、発振面の調整を含めた製造技術
４）スイープ発振条件の最適化技術
上記の技術を利用して
目的に合わせた
超音波の伝搬状態をコントロール（最適化）します。
注：対象物の音響特性と超音波の発振制御による相互作用について
非線形現象に関する音圧データの解析評価に基づいて
超音波のダイナミック制御・・・・を行います
（超音波テスターで、音圧の測定・解析・確認・評価を行っています）
この技術を、
精密洗浄や化学反応実験・・・に用いた結果、
ナノレベルの効率の高い超音波システムとして
応用（洗浄・改質・反応制御・・）することが可能となりました。
これは、従来では干渉や共振により減衰すると考えられた状態について
大きな可能性を示した結果です。
２０２２年８月、現在、
超音波による非線形現象は、可能性と実積が増えています。
例１：超音波加工への利用
例２：超音波攪拌への利用
例３：超音波溶接への利用
例４：超音波熱気処理への応用
例５：精密機器の組み立て作業への応用
例６：各種表面処理装置への応用
例７：各種製造装置の保守メンテナンスへの応用
例８：熱処理・溶剤・・を利用する機器への応用
例９：その他
興味のある方は、メールでお問い合わせください
技術（特許・ノウハウ）提供を含め、コンサルティング対応します
＜ノウハウ＞
超音波発振に関する、発振（音響）特性
超音波受信に関する、受信（音響）特性
超音波伝搬に関する、伝搬（音響）特性
上記の特性を測定解析（注）により評価して、
適切な組み合わせを利用することがノウハウです
注：音圧測定の時系列データに関して
１：非線形現象の解析（自己相関、バイスペクトル解析）
２：応答特性の解析（インパルス応答、パワー寄与率）
上記に基づいて、
超音波の伝搬現象を、以下のように分類します
＜超音波伝搬特性（音響特性）の分類＞
1：線形型
2：非線形型
3：ミックス型
4：ダイナミック変動型
4－1：線形変動型
4－2：非線形変動型
4－3：ミックス変動型
この分類を、超音波利用目的に合わせて
発振制御条件（スイープ発振条件）として設定します。
環境・条件・・により
複数の発振を組み合わせる場合も同様ですが
相互作用に対する測定確認が不十分だと
ダイナミックな非線形現象は発生しません。
