音と超音波の組み合わせを利用した超音波制御技術

コラム講師コラム

音と超音波の組み合わせを利用した超音波制御技術

2020.03.05

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/IGlYKfqYxU

https://youtu.be/biHz_hgUW–cc

https://youtu.be/g21z6QRpNg

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://ultrasonichttp://ultrasonic–labo.com/?p=2843labo.com/?p=2843
統計的な考え方を利用した超音波：http://ultrasonichttp://ultrasonic–labo.com/?p=12202labo.com/?p=12202
超音波の非線形振動：http://ultrasonichttp://ultrasonic–labo.com/?p=13908labo.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://ultrasonichttp://ultrasonic–labo.com/?p=1972labo.com/?p=1972
超音波発振・計測・解析システム（超音波テスター）：http://ultrasonichttp://ultrasonic–labo.com/?p=7662labo.com/?p=7662
オリジナル超音波システム：http://ultrasonichttp://ultrasonic–labo.com/?p=9894labo.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://ultrasonichttp://ultrasonic–labo.com/?p=9865labo.com/?p=9865
オリジナル技術（音圧測定解析）：http://ultrasonichttp://ultrasonic–labo.com/?p=7662labo.com/?p=7662
超音波コンサルティング：http://ultrasonichttp://ultrasonic–labo.com/?p=2295labo.com/?p=2295

この記事を書いた人
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斉木和幸

代表：超音波システム研究所

超音波システム研究所は、超音波の非線形性に関する「測定・解析・制御」技術を応用した、超音波の＜解析・評価＞方法（システム）を開発しました。この技術を利用した超音波機器（洗浄機、攪拌装置・・・）の＜音圧計測・解析・評価＞（出張）サービスを行っています。

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