超音波プローブの非線形発振制御による部品検査技術

－－オリジナル超音波プローブの発振制御による、非線形振動現象をコントロールする技術－－

超音波システム研究所は、 オリジナル超音波プロ－ブの製造技術により プローブの音響特性に基づいた、発振制御技術を開発しました。 表面弾性波の非線形振動現象をコントロールする技術に発展しています。 ポイントは、超音波素子表面の表面弾性波について 伝搬特性と利用目的に合わせた、超音波発振制御に関する 最適化制御方法（スイープ発振とパルス発振の組み合わせ条件）です。 そのために、 オリジナルプローブの超音波伝搬特性の動作確認 （音圧レベル、周波数範囲、非線形性、・・ダイナミック特性）による、 超音波伝搬状態に関するダイナミックな特性評価が重要です。 特に、超音波プローブ（あるいは素子）の送受信特性と 発振器（ファンクションジェネレーター）についての、 ダイナミックに変化する発振特性の測定・解析・評価が必要です。 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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－－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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―ファンクションジェネレーターによる、超音波プローブの発振制御技術―

超音波システム研究所は、 ファンクションジェネレータの二つの発振チャンネルから 　２種類の超音波プローブを発振制御することで、 　各種の相互作用を最適化して 　超音波の非線形現象（注）をコントロールする技術を開発しました。 注：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 各種部材の超音波伝搬特性を目的に合わせて最適化することで 　効率の高い超音波発振制御が可能になります。 超音波テスターの音圧データの測定解析により 　表面弾性波のダイナミックな変化を、 　利用目的に合わせて、コントロールするシステム技術です。 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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「超音波テスターＮＡ（１０ＭＨｚ）」と「超音波発振装置（２０ＭＨｚ）」 を組み合わせた、超音波システム

超音波の測定解析と発振制御が容易にできる、超音波システム 超音波システム研究所は、 超音波の測定解析が容易にできる 「超音波テスターＮＡ（推奨タイプ）」と 超音波の発振制御が容易にできる 「超音波発振システム（２０ＭＨｚ）」 　をセットにしたシステムによる実験を公開しています。 超音波プローブ：概略仕様 　測定範囲　０．０１Ｈｚ～２００ＭＨｚ 　発振範囲　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 注：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（インパルス応答特性の解析） ４）相互作用の検出（パワー寄与率の解析） 注：「R」フリーな統計処理言語かつ環境 　autcor：自己相関の解析関数 　bispec：バイスペクトルの解析関数 　mulmar：インパルス応答の解析関数 　mulnos：パワー寄与率の解析関数

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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。 超音波の音圧測定解析システム（超音波テスター：標準システム） １．内容 　　超音波洗浄機の音圧測定専用プローブ　１本 　　超音波測定汎用プローブ　　１本 　　オシロスコープセット　１式 　　解析ソフト・説明書・各種インストールセット　１式 ２．特徴（標準的な仕様の場合） 　　＊測定（解析）周波数の範囲 　　　仕様　０．１Ｈｚ　から　１０ＭＨｚ 　　＊超音波発振 　　　仕様　１Ｈｚ　から　１００ｋＨｚ 　　＊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システムです。 　超音波プローブを対象物に取り付けて発振・測定を行います。 　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、 　各種の音響性能として検出します。

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超音波を利用した振動測定装置－－メガヘルツ超音波の発振制御技術の応用－－

超音波システム研究所は、 オリジナル製品（超音波システム）を利用した全く新しい、 　＜＜振動をコントロールする技術＞＞を開発しました。 これまでに開発した、超音波の音圧測定解析・発振制御技術について、 　超音波の非線形現象に関する「解析・評価」に基づいた、 　メガヘルツ超音波の発振制御を行います。 ものの表面を伝搬する超音波のダイナミック特性を 　測定・解析・評価したデータの蓄積から、 　低周波（０．１Ｈｚ）～高周波（９００ＭＨｚ以上）の振動状態を 　＜測定・解析・評価＞できる技術を応用しています。 建物や道路の振動・騒音、機器・装置・壁・配管・机・手すり・・・ 溶接時の金属が溶解する瞬間の振動、機械加工時の瞬間的な振動、・・ 製造装置・システム全体の複雑な振動状態、・・・ 　に関して、新しい振動測定解析に基づいた対策が可能になりました。 これは、新しい方法および技術です、 　これまでの実施結果から 　様々な応用事例が発展しています。 特に、非常に低い周波数の振動や 　不規則に変動する振動に対しても計測・対応が可能です。　

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メガヘルツ超音波の発振制御を利用した、加工技術のコンサルティング対応 ーー超音波の非線形現象を利用ーー

超音波システム研究所は、 オリジナル製品：超音波システム（音圧測定解析、発振制御）による 超音波加工技術のコンサルティング対応を行っています。 現状の超音波加工に対して 音圧測定・解析に基づいた、超音波追加・改良方法を提案・実施します。 具体的には、 超音波の測定解析が容易にできる 　「オリジナル製品：超音波テスターＮＡ（推奨タイプ）」による 　加工機械・・の測定・確認により 　超音波追加について打ち合わせ相談します。 超音波追加に合わせて 超音波の発振制御が容易にできる 「オリジナル製品：超音波発振システム（１ＭＨｚ、２０ＭＨｚ）」 　の利用を提案します。

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