メガヘルツ超音波の発振制御による、振動モードの改善技術

超音波と水槽の相互作用をコントロールする技術を応用

超音波システム研究所は、 　ポータブル超音波洗浄器と 　超音波プローブによるメガヘルツの発振制御の組み合わせにより 「超音波の非線形現象（音響流）を制御する技術」を開発しました。 この技術は 　変化する超音波の音圧データ（非線形）解析に基づいて 　超音波（キャビテーション・音響流）のダイナミック特性を制御します。 具体的な対象物の構造・材質・音響特性に合わせ、 　効果的な超音波（キャビテーション・音響流）伝搬状態を、 　超音波・対象物・水槽・治具・洗浄液・・・の相互作用を測定確認して、 　目的に合わせた最適な超音波プローブの発振条件（注）を設定します。 注：発振波形、発振出力、制御条件、・・・・ （例　矩形波　duty47％　13V　スイープ発振　3－18MHｚ・・・） 特に、 　音響流制御により発生する、高調波のダイナミック特性により 　ナノレベルの対応（乳化・分散、洗浄、加工・・）が実現しています。 金属粉末をナノサイズに分散する事例から応用発展させ 　材料開発、化学反応のコントロールシステム、・・・実用化しています。

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• めっき装置
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各種利用目的に対応した、超音波伝搬用具の開発方法を、コンサルティング対応します。ーー音圧測定解析技術の応用ーー

超音波システム研究所は、 ５００Ｈｚから９００ＭＨｚ以上の超音波伝搬状態を制御可能にする 超音波プローブの製造技術を発展させ、 新しい超音波伝搬用具を開発しました。 この技術を、コンサルティング対応します。 超音波プローブ：概略仕様 　測定範囲　０．０１Ｈｚ～２００ＭＨｚ 　発振範囲　０．５ｋＨｚ～２５ＭＨｚ 　伝搬範囲　０．５ｋＨｚ～９００ＭＨｚ以上（解析により確認評価） 　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 ＜金属・樹脂・ガラス・・・の音響特性＞を把握することで 　発振制御により、音圧レベル、周波数、ダイナミック特性について 　目的に合わせた伝搬状態を実現します 超音波伝搬状態の測定・解析・評価技術に基づいた、 　精密洗浄・加工・攪拌・検査・・への新しい基礎技術です。 各種部材（ガラス容器・・）の音響特性（表面弾性波）の利用により 　２０Ｗ以下の超音波出力で、３０００リッターの水槽でも、 　数トンの構造物、工作機械、・・への超音波刺激は制御可能です。

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超音波を＜超音波ダイナミックシステムとして＞とらえ、解析と制御を行います

超音波システム研究所は、 複数の異なる周波数の「超音波振動子」を利用する技術を応用・発展させ ました。 今回開発した応用技術は 　定在波の制御により、キャビテーションと加速度の効果を 　具体的な伝搬周波数のパワースペクトルとして変化させるという技術です。 　周波数２８+７２ｋＨｚ、出力２００Ｗの超音波照射で、 　1ミクロンの分散効果を実現させることも 　周波数２８+４０ｋＨｚ、出力２８０Ｗの超音波照射で、 　ダメージを発生させずに洗浄することも可能です。 　オリジナルの超音波伝搬状態の測定・解析技術により、 　振動子の組み合わせによる制御状態が実現することを確認しています。 これは、新しい超音波技術であり、 　超音波のダイナミック特性による一般的な効果を含め 　新素材の開発、攪拌、分散、洗浄、化学反応実験・・・ 　に大きな特徴的な固有の操作技術として、 　　コンサルティングにおいて利用・発展対応しています。 　原理の論理的な説明と 　　具体的な方法（技術）について 　　コンサルティング対応させていただきます。

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－－超音波の非線形現象制御によるメガヘルツの超音波制御システム－－

超音波システム研究所は、 「超音波の非線形現象を制御する技術」を利用して 「超音波刺激を利用目的に合わせて制御する技術」を開発しました。 この技術は 　容器の相互作用を測定確認することで 　メガヘルツの超音波発振プローブによる超音波制御（注）により 　目的に合わせた、超音波（キャビテーション・音響流）を制御します。 注：超音波制御 ２種類の非線形共振型超音波発振プローブによる、 スイープ発振、パルス発振の発振条件の設定により 高い音圧の共振現象と、高調波の発生現象（非線形現象）による、 ３０ＭＨｚ以上の高周波伝搬状態を、ダイナミック制御します。 注：超音波制御「精密洗浄事例」 　スイープ発振　７０ｋＨｚ～１５ＭＨｚ　１５Ｗ 　パルス発振　　１３ＭＨｚ　８Ｗ 注：超音波制御「ナノレベルの攪拌事例」 　スイープ発振　８８０ｋＨｚ～２２ＭＨｚ　１２Ｗ 　パルス発振　　１４ＭＨｚ　１０Ｗ 特に、 　音響流制御による、高調波のダイナミック特性により 　ナノレベルの反応・対応が実現しています 金属粉末をナノサイズに分散する事例から応用発展させました。

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• 超音波洗浄機
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超音波とファインバブル（マイクロバブル）による洗浄のポイントと利用目的への最適化

プログラム 1）．超音波・ファインバブル（マイクロバブル）に関する基礎知識と発生メカニズム １．超音波の基礎 ２．超音波振動の伝搬現象 ３．ファインバブル（マイクロバブル） 2）．超音波・ファインバブル（マイクロバブル）による洗浄方法とそのメリット １．洗浄の基礎 ２．物理作用・化学作用・相互作用 ３．ファインバブルのメリット 　 3）．超音波洗浄装置の考え方と導入・開発・改善ノウハウ １．水槽・振動子の設置方法 ２．マイクロバブル発生液循環システム 4）．洗浄の具体的適用例と、 　　洗浄効果実績のある超音波洗浄装置の具体例

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音圧測定解析に基づいた、超音波伝搬状態の最適化ーー共振現象と非線形現象の最適制御ーー

現状の超音波洗浄機を改良する方法 （超音波水槽と液循環の最適化技術を開発） 超音波システム研究所は、 　超音波水槽の構造・強度・製造条件・・・による影響と 　水槽内の液体の循環方法を設定することで 　超音波の伝搬状態を制御する技術を開発しました。 この技術は、 　複雑な超音波振動のダイナミック特性を 　各種の関係性について解析・評価することで、 　循環ポンプの設定方法（注）により、 　キャビテーションと加速度の効果を 　目的に合わせて設定する技術です。 注：水槽と循環液と空気の 　　境界の関係性に関する設定がノウハウです。 　　オーバーフロー構造になっていない水槽でも対応可能です。 具体的な対応として 　現状の水槽による、超音波を減衰させる問題点を 　液循環ポンプの設定により 　対策するということができます。 特に精密な、ナノレベルの洗浄に対しては 　メガヘルツの超音波発振プローブによる発振制御の追加対応を 　提案実施対応します　

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• 超音波洗浄機
• 表面処理受託サービス

鉄めっき技術を利用した、新しい超音波伝搬用具の開発・製造技術 ーー鉄めっき処理：日本バレル工業株式会社ーー

超音波システム研究所は、 ５００Ｈｚから９００ＭＨｚの超音波伝搬状態を制御可能にする 超音波プローブの製造技術を発展させ、 日本バレル工業株式会社様の、鉄めっき技術を利用した、 新しい超音波伝搬用具（超音波プローブ・・・）を開発しました。 この超音波技術を、コンサルティング対応しています。 超音波プローブ：概略仕様 　測定範囲　０．０１Ｈｚ～２００ＭＨｚ 　発振範囲　１．０ｋＨｚ～２５ＭＨｚ 　伝搬範囲　０．５ｋＨｚ～９００ＭＨｚ以上（解析確認） 　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 利用に関しては、デジタル制御による、 離散値的なファンクションジェネレータの発振特性を利用した 各種パラメータの設定がポイントです 非線形共振型超音波発振プローブを利用することで 共振現象による音圧レベルの制御範囲が大きく広がるため 従来の共振現象による音圧レベル・伝搬周波数範囲とは大きく異なり ダメージや破壊といった現象にならない 音圧測定解析に基づいた、制御設定の最適化が可能です。

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• ホモジナイザー
• めっき装置

超音波の伝搬状態を測定・解析・評価する技術に基づいた、超音波洗浄技術

超音波システム研究所は、 超音波の非線形性に関する「測定・解析・制御」技術を応用した、 対象（弾性体、液体、気体）を伝搬する超音波振動の ダイナミック特性を解析・評価する技術により、 洗浄物・治工具・超音波振動子・水槽・液循環・・に関する、 相互作用を＜目的に合わせて最適化＞する技術を開発しました。 超音波発振制御プローブ、超音波テスターを利用したこれまでの 発振・計測・解析により 各種の関係性・応答特性(注）を検討することで 　超音波利用に関する出力の最適化技術として開発しました。 注：パワー寄与率、インパルス応答・・・ 超音波の測定・解析に関して 　サンプリング時間・・・の設定は 　オリジナルのシミュレーション技術を利用しています この技術を 　超音波システム（洗浄、攪拌、加工・・・）の最適化技術として 　コンサルティング対応しています。 超音波の伝搬特性 １）振動モードの検出（自己相関の変化） ２）非線形現象の検出（バイスペクトルの変化） ３）応答特性の検出（インパルス応答の解析） ４）相互作用の検出（パワー寄与率の解析）

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• その他表面処理装置
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超音波伝搬現象の分類技術に基づいた、「メガヘルツ超音波によるダイナミック制御方法」

超音波システム研究所は、 超音波の音圧データ解析結果、バイスペクトルの変化による、 超音波伝搬現象に関する分類方法を開発しました。 この分類を、シャノンのジャグリング定理に応用して 「メガヘルツ超音波のダイナミック制御方法」を開発しました この技術を、コンサルティング提案・実施対応しています。 超音波伝搬現象を、安定して効率よく利用するためには 超音波の伝搬特性として、発振機や振動子以外の条件に関する 応答特性・相互作用の検討や 専用治工具の開発も必要です 発振波形や制御条件を検討することで 新しい超音波の効果（注１：オリジナル非線形共振現象）を発見できます 非線形現象を主要因とした、超音波現象を目的に合わせて利用することで 効率の高い超音波利用が実現します 特に、ナノレベルの超音波技術での実績が増えています 注１：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

• 超音波洗浄機
• めっき装置
• その他検査機器・装置

共振現象と非線形現象を制御可能にする超音波発振制御プローブ－－非線形発振制御による表面改質（表面残留応力の緩和）技術 －－

超音波システム研究所は、 ０．１Ｈｚ～９００ＭＨｚの超音波伝搬状態を測定可能にする 超音波プローブ・音圧測定解析システムの製造・開発技術を、 コンサルティング提供します。 超音波プローブ：概略仕様 測定範囲　０．０１Ｈｚ～２００ＭＨｚ 発振範囲　１．０ｋＨｚ～２５ＭＨｚ 伝搬範囲　０．５ｋＨｚ～９００ＭＨｚ以上（音圧データの解析確認） 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 測定機器　例　オシロスコープ 標準的な使用事例 ２種類の非線形共振型超音波発振制御プローブによる、 スイープ発振、パルス発振の発振条件の設定により 高い音圧レベルの共振現象と、 高調波の発生現象（１０次以上の非線形現象）による、 9００ＭＨｚ以上の高周波伝搬状態を、ダイナミック制御します。 特開2021-125866（出願のみなし取下げ） 【課題】超音波利用について、超音波の伝搬周波数の範囲と、 測定解析の周波数範囲を広げることで、目的に合わせた超音波伝搬現象を 効率よく効果的に実現できるようにすること。

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• 振動監視
• 技術セミナー

超音波の発振プローブと受振プローブによる制御システム

超音波システム研究所は、 オリジナル製品：超音波発振プローブ製造に関する、 音響特性の解析・評価技術を応用した、 メガヘルツの超音波発振制御システムを開発しました。 超音波を利用した 　洗浄、改質、検査、・・・への新しい応用システムです。 低周波の振動・音との組み合わせ制御による応用も可能です。 弾性波動に関する工学的（実験・技術）な視点と 　抽象代数学の超音波モデルにより 　応用システム技術として開発しました。 ポイントは 　表面弾性波の利用方法です、 　対象物の条件・・・により 　超音波の伝搬特性を確認（注１）することで、 　オリジナル非線形共振現象（注２）として 　対処することが重要です 注１：超音波の伝搬特性 　非線形特性 　応答特性 　ゆらぎの特性 　相互作用による影響 注２：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

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• その他表面処理装置
• その他計測・記録・測定器

当社で行った、「石英ガラス」へのφ0.5穴加工事例をご紹介いたします。 【事例概要】 ■加工機：マシニングセンター ■材質：石英ガラス ■用途：様々な製造装置のガス導入に用いるシャワープレート

三次元計測機を用いて非破壊的に製品の形状や変形等の情報を取得。 製品の品質保証等に役立つ三次元計測機による形状計測事例を掲載。 ［破面観察・物性試験(引張試験)の概要］ (1) 破面観察 外観観察・破損状況を確認・き裂の進展方向および破壊の起点部をマクロ的に捉え 起点部の詳細（位置、欠陥の有無）を確認・特徴的な破面模様を観察・破壊形態を推定 (2) 物性試験 引張弾性率・引張強さ・引張破壊ひずみ (3) その他 付着物の調査・機器分析・熱分析・メタリングウェザーメーター試験・原因調査 詳細はこちらをご覧ください。 https://mono.ipros.com/product/detail/2001514275/

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<概要> 高齢化・人手不足問題の対策としてマテハン機器の導入が進んでいますが、マテハン機器を導入したことにより新たな問題が発生することもあります。また、導入後に次に何をすべきか悩まれている方もいるのではないでしょうか。本稿では、マテハン機器導入前に検討しておきたい点やデータ活用について、事例を交えてご紹介します。 <目次> １．マテハン機器を中心とした自動化動向 ２．マテハン機器導入の懸念事項 ３．自動化が進んだ後に求められること ４．予測システムの事例紹介 おわりに

産業用スプレーノズルメーカー 株式会社いけうち(霧のいけうち)が新しいページを公開しました。 ブロワータイプの「TAIFUJet、SAP、SLNB」シリーズは、消費電力を抑え、ランニングコストを削減するエアーノズルです。 ブロワーエアーは、コンプレッサータイプと変わらないブロー効果を発揮しながら、エネルギーコストは約1/3。 消費電力を抑えるには、ブロワー化によるコストダウンも一つの方法です。