表面弾性波を利用した、超音波制御技術ーー超音波の音圧データ解析：自己相関・バイスペクトル・パワー寄与率・インパルス応答ーー

多変量自己回帰モデルによるフィードバック解析技術を応用した、超音波の非線形制御システムを開発する技術

超音波システム研究所は、 オリジナル超音波システム（音圧測定解析評価・発振制御）を利用した 超音波の伝搬特性・伝搬経路を考慮した、 表面弾性波のダイナミック制御技術を開発しました。 超音波の非線形制御システムを開発するための基礎技術です。 目的（洗浄・加工・攪拌・化学反応・・）に合わせた 様々な応用を実現しています。 各種材質・構造・サイズ・・・に対する メガへルツ超音波の基礎実験を公開しています。 ポイントは 超音波伝搬に関する非線形現象を 効率の高い状態で制御可能にする 振動システムとしての 発振条件の設定（波形・出力・周波数・変化・・・）です。 上記の具体的な技術として 水槽・治工具・・・と超音波の相互作用による 非線形現象（バイスペクトル）を 目的（洗浄、攪拌、加工、溶接、表面処理、応力緩和処理、検査・・） に合わせて制御する、具体的なシステム技術を開発しました。

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時系列データの多変量自己回帰モデルによるフィードバック解析：：自己相関・パワースペクトル・バイスペクトル・・・

超音波システム研究所は、 オリジナル製品（超音波テスター）を利用した、全く新しい、 　＜＜表面弾性波の伝搬状態をコントロール技術＞＞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技術について、 　超音波の非線形現象に関する「測定・解析・評価」技術を応用します。 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、・・ 　に関して、新しい振動現象に基づいた対策が可能になりました。 この技術について、コンサルティング対応しています。 注：解析には下記ツールを利用します 注：OML(Open Market License) 注：TIMSAC(TIMe Series Analysis and Control program) 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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音圧測定解析に基づいた、超音波の非線形制御技術

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一つの発振チャンネルから 　同時に２種類の超音波プローブを発振することで発生する 　相互作用を利用して 　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。 実用的には、 　複数（２種類）の超音波プローブによる 　複数（２種類）の発振（スイープ発振、パルス発振）が 　複雑な振動現象（オリジナル非線形共振現象）を発生させることで 　高い音圧で高い周波数の伝搬状態、あるいは、 　目的の固有振動数に合わせた 　低い周波数の高い音圧レベルの伝搬状態を実現します。

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ーー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開発ーー

超音波システム研究所は、 超音波伝搬現象の分類に基づいた、 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開発しました。 目的に合わせた、 　オリジナル超音波発振制御プローブを製造開発が可能です。 ポイントは、超音波プローブの超音波伝搬特性の確認です。 超音波のダイナミックな変化に対する、応答特性が最も重要です。 この特性により、高調波の発生可能範囲が決定します。 現状では、以下の範囲に対して、製造対応可能となっています。 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（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 ＜材質・形状・構造・・・による音響特性＞を 　把握（測定・解析・評価）することで、 　目的に合わせた超音波の伝搬状態を実現します この技術を、コンサルティング提供します 　興味のある方はメールでお問い合わせください

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超音波プローブ、超音波発振制御システムの開発技術ーー圧電素子のエージング処理ーー

超音波システム研究所は、 超音波システム（音圧測定、発振制御）を利用した、 超音波の伝搬状態に関する、測定・解析・評価実績に基づいて 超音波素子（圧電素子）の超音波伝搬特性を調整する技術を開発しました。 超音波素子（圧電素子）の表面弾性波を目的に合わせて利用するために、 素子表面に対して、特殊な表面処理を行います。 伝搬する超音波の音圧レベル・周波数範囲について調整可能にしています。 超音波（発振制御）と表面弾性波の組み合わせによる 　ダイナミックな超音波伝搬制御を実現したことで、 　音圧データの解析による特性から調整技術に発展しました。 ポイントは 　表面弾性波による非線形現象を 　効率の高い状態で制御可能にする 　発振条件の最適化設定（波形・出力・周波数・変化・・・）です。 上記の具体的な技術として 　水槽・治工具・・・と超音波の相互作用による 　非線形現象（バイスペクトル）を 　目的（洗浄、攪拌、加工、溶接、表面処理、応力緩和処理、検査・・） 　に合わせて制御する、システム技術をコンサルティング対応しています。

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－－オリジナル超音波プローブの非線形発振制御による表面改質（応力緩和・均一化）技術 －－

超音波システム研究所は、 超音波の伝搬状態に関する、計測・解析・制御技術を、 対象物の音響特性として利用することで、、 超音波の非線形伝搬状態を制御可能にしました。 その結果、効率良く、 部品の表面残留応力を緩和する技術を開発・発展しました。 この表面残留応力を緩和する技術により 　金属疲労・・に対する疲れ強さの改善を行うとともに 　各種表面処理の均一化を実現しています。 　特に、超音波の伝搬状態を 　対象物のガイド波（表面弾性波・・）を考慮した設定・制御により、 　対象物への効果的なダイナミックに変化する 　非線形現象を含んだ刺激として実現させる 　制御方法・治工具・・・具体的な方法・技術を開発しました。 　金属部品、樹脂部品、粉体部材、・・・の各種に対して 　幅広い効果を確認しています。 これは、新しい超音波による表面処理技術であり、 　音響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、 　利用・発展できると考え、提案・実施しています。

• その他表面処理装置

メガヘルツ超音波の発振制御が容易にできる超音波システムーー超音波プローブの伝搬特性を評価する技術を応用ーー

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）

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超音波テスターによる＜制御・測定・解析・評価＞の応用技術

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、新しい超音波特性評価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。

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超音波プローブの製造ノウハウを公開します ーーフィードバック解析技術を応用した、超音波の音圧データ解析技術ーー

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）」を製造販売しています。 このシステムの（ノウハウを含めた） 　製造技術・データの解析評価技術を提供します。 システム概要（推奨システム：：超音波テスターＮＡ） 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 特徴 　＊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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超音波プローブの超音波素子表面処理による、表面弾性波をコントロールする技術に基づいた、超音波機器開発のコンサルティング対応

超音波システム研究所は、 下記オリジナル製品を利用した超音波システムを製造販売しています。 1)　音圧測定解析システム（超音波テスター） 2)　メガヘルツの超音波発振制御プローブ 3)　超音波発振システム（２０ＭＨｚタイプ） 　 音圧測定解析システム：超音波テスターの特徴 ２００ＭＨｚタイプ 　　＊測定（解析）周波数の範囲 　　　仕様　０．０１Ｈｚ　から　２００ＭＨｚ 　　＊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：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 超音波プローブの伝搬特性 １）振動モードの検出 ２）非線形現象の検出 ３）応答特性の検出 ４）相互作用の検出

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１－９００ＭＨｚの超音波伝搬状態を利用可能にする 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は、 超音波伝搬状態のコントロールに関して、 ファンクションジェネレータと組み合わせることで、 １－9００ＭＨｚの超音波伝搬状態を利用可能にする メガヘルツの超音波発振制御プローブを開発しました。 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・・への新しい応用技術です。 各種材料の音響特性（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。 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 　非線形現象の応用方法として開発しました。 ポイントは 　超音波素子表面の表面弾性波利用技術です、 　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

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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

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、新しい表面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。

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超音波発振制御プローブによる、メガヘルツ超音波の表面処理技術－－金属疲労強度の（表面残留応力の緩和・均一化）改善処理－－

超音波システム研究所は、 １）超音波プローブの製造技術 ２）超音波伝搬状態の評価技術 ３）超音波を利用した表面検査技術 以上を応用して、表面残留応力の測定・解析・評価方法を開発してきました。 多数の実績から、超音波の利用技術として様々な応用が可能であると考え、 関連技術を含め公開しています。 具体例 表面処理ノウハウ：標準的な設定 出力 １３－１５Ｖ 矩形波 Ｄｕｔｙ４７．１％ スイープ範囲 ５００ｋＨｚ～１３ＭＨｚ ２秒 強度が低い対象（あるいは長時間の処理）に対する設定 出力 １－３Ｖ 矩形波 Ｄｕｔｙ４７．１％ スイープ範囲 ３００ｋＨｚ～３ＭＨｚ １秒 （あるいは １００ｋＨｚ～５ＭＨｚ １秒） 注：対象物の超音波伝搬特性と、 　ファンクションジェネレーターの発振特性により 　発振条件は大きく変わります 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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