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

メガヘルツの超音波発振制御プローブ(超音波システム研究所)

2023-10-31 22:53:31 | 超音波システム研究所2011
メガヘルツの超音波発振制御プローブ(超音波システム研究所)


超音波システム研究所は、
 音圧測定解析装置(超音波テスター)と
 メガヘルツの超音波発振制御プローブにより
 物(工具・対象物・・・)の
 音響特性(振動の応答特性・非線形現象)を利用する、
 「超音波発振制御(加工)技術」を開発しました。

この開発した技術により
 「超音波の発振・出力制御」による
 対象物への振動現象をコントロール可能にした、
 超音波のダイナミック制御(洗浄・加工・撹拌・・)を実現します。
 オリジナルの超音波発振制御プローブにより、
 超音波振動の非線形効果として利用・制御可能になりました。

これは、加工・洗浄・表面改質・化学反応の促進・・・に対して
 目的に合わせた、効果的な超音波利用技術です。

刃物(ドリル、リーマー、カッター、ナイフ・・)の音響特性や
 加工油・治工具・対象物のサイズ・材質・・に対する相互作用もあり
 解析は、複雑ですが、
 音圧の測定解析に基づいた各種の最適化が可能になります

オリジナルの超音波伝搬状態に関する、測定・解析技術により、
 以下の事項について
 実験確認を続けた結果として、このような方法を開発しました。

 1)超音波の非線形現象と、表面弾性波の影響を解析
 2)加工油による超音波伝搬現象の影響を解析
 3)加工油の流れについて、超音波のダイナミック特性の変化を解析
 4)超音波による、部品の表面検査技術を応用
 5)超音波伝搬現象に関する、オリジナル論理モデルの応用

 各種部品・・・に対して効果的な実績が増えています。

<<超音波伝搬状態の測定・解析>>

超音波プローブによる音圧測定システムです。
測定データについて、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。

音圧測定解析システム:超音波テスターの特徴

  *測定(解析)周波数の範囲
   仕様 0.1Hz から 10MHz(標準タイプ)
   仕様 0.01Hz から 100MHz(特別タイプ)
  *超音波発振
   仕様 1Hz から 100kHz(標準タイプ)
   仕様 1Hz から 1000kHz(特別タイプ)
  *表面の振動計測が可能
  *24時間の連続測定が可能
  *任意の2点を同時測定
  *測定結果をグラフで表示
  *時系列データの解析ソフトを添付

超音波プローブによる測定・解析システムです。
 測定したデータについて、
 位置や状態と、弾性波動を考慮した解析で、
 各種の音響特性として検出します。


メガヘルツの超音波発振制御プローブ:概略仕様
 測定範囲 0.01Hz~100MHz
 発振範囲  100Hz~25MHz
 材質 ステンレス、LCP樹脂、シリコン、テフロン、ガラス・・・
 発振機器 例 ファンクションジェネレータ

目的に合わせた特殊超音波プローブを開発・製造対応します

この技術の基礎事項は
 「表面弾性波」に関する
 非線形現象の利用です



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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技術を開発 No.6

2023-10-31 20:59:23 | 超音波システム研究所2011

超音波システム研究所は、

 *超音波伝搬状態の測定技術(オリジナル製品:超音波テスター)
 *超音波伝搬状態の解析技術(時系列データの非線形解析システム)
 *超音波伝搬状態の最適化技術(音と超音波の最適化処理)
 *表面弾性波の制御技術
 ・・・・
 上記の技術を応用して

 <音と超音波の組み合わせ>を利用した
  超音波(非線形共振現象)の制御技術を開発・応用しています。




注:オリジナル非線形共振現象
 オリジナル発振制御により発生する高調波の発生を
 共振現象により高い振幅に実現させたことで起こる
 超音波振動の共振現象


今回開発した技術の応用事例として、
 各種部品・材料の状態(空中、水中、弾性体との接触・・)
 に合わせた、超音波の効果的(洗浄・改質・攪拌・化学反応促進・・・)
 な利用を実現させています。

■参考(実験動画)

https://youtu.be/rNoutNa_6R4

https://youtu.be/wQED3zK8iGk

https://youtu.be/Qp80yyJbrOk

https://youtu.be/wt5oiERKhX0

https://youtu.be/lrBd-zMdbdQ

https://youtu.be/_SSh7lFmLsA

https://youtu.be/0DkXo_zBqDQ
 
 
 


https://youtu.be/S08mkjdCKNM

https://youtu.be/9TYUHrwndxU

https://youtu.be/kSa_RdKDI8k

https://youtu.be/aE0fe75XGcA

https://youtu.be/c3nac1nsvO4

https://youtu.be/MZ1OpoqEHlc




これは、新しい方法および技術です、
 各種の実施結果(注)から
 様々な組み合わせによる幅広い対応を提案しています。

 注:
1)5MHz以上の伝搬状態を利用したナノレベルの乳化・分散
2)音と超音波の組み合わせを利用した溶剤の均一化による洗浄
3)非線形現象を利用した超音波霧化サイズのコントロール
4)容器の表面弾性波を利用した化学反応制御
5)オリジナル非線形共振現象を利用したミクロレベルのバリ取り
6)伝搬周波数のダイナミック制御による均一な粒子製造
7)音響流の最適化による金属表面残留応力の緩和
8)伝搬状態のダイナミック特性による表面検査
9)加工油・めっき液・・・の均一化処理
10)大型部品の超音波シャワー洗浄
11)ナノバブルの製造
12)超音波とオゾンの組み合わせによる脱臭・洗浄
13)超音波溶接
14)アルミダイキャスト装置への超音波伝搬
15)貴金属粉末、CNT・・洗剤・・触媒・・・粉末の表面処理
16)・・・


なお、今回の技術(詳細なノウハウ・・)を
 コンサルティング事業として、提供(対応)しています。

音(低周波:0.2-10kHz)と
 超音波(高周波:10kHz-5MHz)を組み合わせることで
 低出力のシステムによる
 高い音圧や高い周波数の超音波刺激が実現します。
 ポイントは目的に合わせた非線形現象のコントロール技術です。


<<技術の根底にあるもの>>

音(振動現象)の形を聴く
Hearing the shape of a sound(Vibration phenomenon)

太鼓の形を聴く」と言う問題を紹介します 

音(振動)の現象は難しいのですが、 
太鼓の音ということを一つのモデルケースとして 
考え続けられている問題があります 

超音波の解析に応用できると考えています 

特に、これからの 

超音波の洗浄・加工・評価・・・・応用技術の基礎事項として 

これらの研究成果は役立つと考えています 

超音波システム研究所の技術は 
 物に作用する
 表面弾性波を考慮した
 超音波の「音の形」を研究する 
  という方法を続けていきたいと考えます 

Hearing the shape of a drum
http://en.wikipedia.org/wiki/Hearing_the_shape_of_a_drum




<<参考>>

音と超音波の組み合わせ
 http://ultrasonic-labo.com/?p=14411

音と超音波の組み合わせ技術
 http://ultrasonic-labo.com/?p=12463

音と超音波の組み合わせによる、超音波システム
 http://ultrasonic-labo.com/?p=7706

超音波洗浄に関する非線形制御技術
 http://ultrasonic-labo.com/?p=1497

表面弾性波を利用した超音波制御技術
 http://ultrasonic-labo.com/?p=14311

超音波プローブによる非線形伝搬制御技術
 http://ultrasonic-labo.com/?p=9798

超音波の非線形現象
 http://ultrasonic-labo.com/?p=2843

統計的な考え方を利用した超音波
 http://ultrasonic-labo.com/?p=12202




超音波の非線形振動
 http://ultrasonic-labo.com/?p=13908

超音波<測定・解析>システム
 http://ultrasonic-labo.com/?p=1000

表面検査対応超音波プローブ
 http://ultrasonic-labo.com/?p=1557

超音波システムの開発技術
 http://ultrasonic-labo.com/?p=1522

超音波測定解析の推奨システムを製造販売
 http://ultrasonic-labo.com/?p=1972




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

オリジナル超音波システム
 http://ultrasonic-labo.com/?p=9894

超音波プローブの<発振制御>技術
 http://ultrasonic-labo.com/?p=1590

<樹脂容器>を利用した超音波制御
 http://ultrasonic-labo.com/?p=1484

超音波水槽の新しい液循環システム
 http://ultrasonic-labo.com/?p=1271

<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

超音波を利用した「表面弾性波の計測技術」
 http://ultrasonic-labo.com/?p=1184




超音波振動子の改良による、超音波制御技術
 http://ultrasonic-labo.com/?p=9865

オリジナル技術(音圧測定解析)
 http://ultrasonic-labo.com/?p=7662

超音波コンサルティング
 http://ultrasonic-labo.com/?p=2295




 


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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技術 ultrasonic-labo

2023-10-31 19:30:08 | 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技術 ultrasonic-labo




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脱気マイクロバブル発生液循環装置

2023-10-31 19:13:41 | 超音波システム研究所2011

超音波システム研究所は、
超音波の制御を効率良く行うことができる
<<脱気マイクロバブル発生液循環装置>>の製造・開発方法・・を
コンサルティング対応しています。

<<脱気マイクロバブル発生液循環装置>>

1)ポンプの吸い込み側を絞ることで、キャビテーションを発生させます。
2)キャビテーションにより溶存気体の気泡が発生します。
上記が脱気液循環装置の状態です

3)溶存気体の濃度が低下すると
キャビテーションによる溶存気体の気泡サイズが小さくなります。
4)適切な液循環により、20μ以下のマイクロバブルが発生します。
上記が脱気マイクロバブル発生液循環装置の状態です。

5)上記の脱気マイクロバブル発生液循環装置に対して
超音波を照射すると
マイクロバブルを超音波が分散・粉砕して
マイクロバブルの測定を行うと
ナノバブルの分布量がマイクロバブルの分布量より多くなります
上記の状態が、超音波を安定して制御可能にした状態です。

マイクロバブルを利用した超音波洗浄機
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/95f1450d8b79441a24857c113d890d7e.pdf




2013年に国際標準化機構(ISO)
(本部:ジュネーブ(スイス))にて
「ファインバブル技術専門委員会」が設立され、
これらの“微細な気泡”の定義や規格化が検討されています。ここで世界各国からの代表者による合議により、
 球相当直径が100マイクロメートル以下の気泡を
      「ファインバブル」と呼び、
           その他の気泡とは区別されました。
さらにその内訳として、
 直径が1~100マイクロメートルの気泡を
 「マイクロバブル」
 直径が1マイクロメートル以下の気泡を
 「ウルトラファインバブル」
   と呼ぶことで統一されることになりました。

 コメント:サイズ分布の視点が不足していると考えます(斉木)




 


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音響流

2023-10-31 18:05:05 | 超音波システム研究所2011

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。
 ・・・・・・・

****************************************
超音波システム研究所
  http://ultrasonic-labo.com/
****************************************




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












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100MHz以上の超音波伝搬制御実験ーー超音波洗浄器とオリジナル超音波プローブの組み合わせ技術ーー(超音波システム研究所)

2023-10-31 17:13:26 | 超音波システム研究所2011
100MHz以上の超音波伝搬制御実験ーー超音波洗浄器とオリジナル超音波プローブの組み合わせ技術ーー(超音波システム研究所)


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超音波システム研究所

2023-10-31 17:05:28 | 超音波システム研究所2011

第4節 超音波との組み合わせによる樹脂・金属の表面改質
1.何が問題か?
2.どのようにして解決するのか?
 2.1 マイクロバブルと超音波の組み合わせ効果1
 2.2 マイクロバブルと超音波の組み合わせ効果2
 2.3 マイクロバブルと超音波の組み合わせ効果3
 2.4 マイクロバブルと超音波の制御
  2.4.1 超音波伝搬状態の測定・解析技術
  2.4.2 超音波専用水槽の設計・製造技術
  2.4.3 液循環技術
3.マイクロバブルと超音波伝搬状態の制御・最適化
4.具体例


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メガヘルツの超音波洗浄器実験(超音波システム研究所)

2023-10-31 17:02:55 | 超音波システム研究所2011
メガヘルツの超音波洗浄器実験(超音波システム研究所)


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超音波システム(音圧測定解析、発振制御)を利用した実験

2023-10-31 16:43:03 | 超音波システム研究所2011
超音波システム(音圧測定解析、発振制御)を利用した実験


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スイープ発振による超音波の伝搬制御実験(超音波システム研究所)

2023-10-31 16:40:51 | 超音波システム研究所2011
スイープ発振による超音波の伝搬制御実験(超音波システム研究所)


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