超音波めっき技術（日本バレル工業株式会社）ーーメガヘルツ超音波のダイナミック制御を利用ーー

ウルトラファインバブルとメガヘルツの音響流制御による、表面残留応力の緩和・均一化処理

＜＜脱気ファイン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る。 ２）キャビテーションにより溶存気体の気泡が発生する。 上記が脱気液循環装置の状態。 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る。 ４）適切な液循環により、 20μ以下のファインバブルが発生する。 上記が脱気マイクロバブル発生液循環装置の状態。 ５）上記の脱気ファインバブル発生液循環装置に対して 超音波を照射すると ファインバブルを超音波が分散・粉砕して ファインバブルの測定を行うと ウルトラファインバブルの分布量がファインバブルの分布量より多くなる 上記の状態が、超音波を安定して制御可能にした状態。 ６）超音波を安定して制御可能な状態に対して オリジナル製品：メガヘルツの超音波発振制御プローブにより メガヘルツの超音波を発振制御する。 音圧レベルの制御方法は、液循環とメガヘルツの超音波の オリジナル非線形共振現象をコントロールすることで 効果的なダイナミック状態に設定・制御する。

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超音波の測定解析が容易にできる「超音波テスターＮＡ」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」の組み合わせ

超音波「音圧測定解析装置（超音波テスターＮＡ）」 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（標準タイプ）」を製造販売しています。 システム概要（推奨システム：：超音波テスターＮＡ） １．価格 　　１０ＭＨｚタイプ　１９８，０００円（税込：消費税１０％） 　１００ＭＨｚタイプ　２６４，０００円（税込：消費税１０％） 　２００ＭＨｚタイプ　２９７，０００円（税込：消費税１０％） ２．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（ＵＳＢメモリー） ３．特徴 ＊測定（解析）周波数の範囲 　　１０ＭＨｚタイプ　　０．１Ｈｚ　から　　１０ＭＨｚ 　１００ＭＨｚタイプ　　０．１Ｈｚ　から　１００ＭＨｚ 　２００ＭＨｚタイプ　　０．１Ｈｚ　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

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超音波とファインバブルによる、音響流（超音波効果の主要因：非線形現象）のコントロール技術

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、 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 脱気マイクロバブル発生液循環システムの コンサルティングを行っています。 複雑に変化する超音波の利用状態を、 　安定した状態で利用（制御）するために 　現場にある、具体的な水槽に対して 　脱気マイクロバブル発生液循環システムを追加セットする 　コンサルティングを行います。 １：原理の説明 ２：洗浄機（装置）に合わせた具体的な提案 ３：ノウハウ説明 ４：確認方法、調整方法、メンテナンス方法の説明 ファインバブルとメガヘルツ超音波による非線形振動制御技術開発 この技術について 「超音波を利用した振動測定技術」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（インパルス応答特性の解析） ４）相互作用の検出（パワー寄与率の解析）

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ファインバブルとメガヘルツ超音波を利用した、超音波めっき処理技術

超音波システム研究所は、 　２０１５年から、 　日本バレル工業株式会社様と共同で、 　ファインバブルとメガヘルツの超音波を利用した、 　超音波めっき処理技術を開発しています。 注：2024年8月現在、良好な結果に基づいて 　様々な応用技術として継続発展中です １）洗浄・加工・溶接・めっき・・表面処理・・・ ２）化学反応・液体の均一化・攪拌・・・ ３）検査・評価・・・ ４）目的に合わせた、超音波とファインバアブルの最適化制御 　 現在、日本バレル工業株式会社様と共同で、 鉄めっき処理（鉄粉・アモルファス・メガヘルツ超音波・・）に関して、 超音波とファインバブルを利用した応用技術を開発しています。 興味のある方は、メールでお問い合わせください 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）

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超音波（伝搬状態）測定・解析に基づいた、 メガヘルツ超音波の発振制御技術コンサルティングーー発振波形と制御ノウハウーー

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。 今回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・・）が、 　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。

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多変量自己回帰モデルによるフィードバック解析を応用

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　１００ＭＨｚ 　　＊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 　　＊時系列データのオリジナル解析ソフトを利用 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。 音圧測定解析技術について、コンサルティング対応します 1）測定装置の操作 2）解析ソフトの操作 3）解析結果の評価方法 ＜解析の考え方：統計的な考え方について＞ 　統計数理には、抽象的な性格と具体的な性格の二面があり、 　具体的なものとの接触を通じて 　抽象的な考えあるいは方法が発展させられていく、 　これが統計数理の特質である 超音波の伝搬特性 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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低周波の共振現象と、高周波の非線形現象をコントロールする技術

超音波システム研究所は、 超音波の発振制御技術による 表面弾性波の非線形振動現象をコントロールする技術を開発しました。 各種対象（水槽、振動子、プローブ、治具、対象物・・・）について 基本的な超音波の音響特性（応答特性、伝搬特性）を確認することで、 利用目的に合わせた、超音波伝搬状態を、発振制御により実現します。 ２種類以上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（注）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、 １００ＭＨｚ以上の高周波伝搬状態を、ダイナミック制御します。 注：精密洗浄事例 スイープ発振　７０ｋＨｚ～１５ＭＨｚ　１５Ｗ パルス発振　　１３ＭＨｚ　８Ｗ この技術は、低出力の超音波発振を効率よく利用する方法です

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超音波（伝搬状態）測定・解析に特化した＜＜　超音波コンサルティング　＞＞

超音波システム研究所は、 　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、 　「超音波の伝搬状態を測定・解析・評価する技術」を利用して 　超音波利用に関するコンサルティング対応を行っています。 超音波テスターを利用したこれまでの 　計測・解析・結果（注）を時系列に整理することで 　目的に適した超音波の状態を示す 　新しい評価基準（パラメータ）を設定・確認します。 注： 　非線形特性（音響流のダイナミック特性） 　応答特性 　ゆらぎの特性 　相互作用による影響 統計数理の考え方を参考に 　対象物の音響特性・表面弾性波を考慮した 　オリジナル測定・解析手法を開発することで 　振動現象に関する、詳細な各種効果の関係性について 　新しい理解を深めています。 その結果、 　超音波の伝搬状態と対象物の表面について 　新しい非線形パラメータが大変有効である事例による 　実績が増えています。 特に、洗浄・加工・表面処理効果に関する評価事例・・ 　良好な確認に基づいた、制御・改善・・・が実現します。

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－－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）

• 超音波洗浄機
• 振動監視
• 技術セミナー

－－音圧測定解析評価に基づいて、低周波の共振現象と高周波の非線形現象を発振制御する技術－－

超音波システム研究所は、 メガヘルツの超音波の発振制御が容易にできる 「発振システム（２０ＭＨｚ）」を製造販売しています。 システム概要（超音波発振システム（２０ＭＨｚ）） 　内容（２０ＭＨｚタイプ） 　　超音波発振プローブ　２本 　　ファンクションジェネレータ　１式 　　操作説明書　１式（ＵＳＢメモリー） 　特徴（２０ＭＨｚタイプ） 　　＊超音波発振周波数 　　　仕様　２０ｋＨｚ　から　２５ＭＨｚ（あるいは２４ＭＨｚ） 　　＊出力範囲 ５ｍＶｐ－ｐ～２０Ｖｐ－ｐ 　　＊サンプリングレート：200ＭＳａ／ｓ（あるいは250ＭＳａ／ｓ） 　市販のファンクションジェネレータを利用したシステムです 　　目的に応じたファンクションジェネレータをセットにして 　　見積価格を提案します 標準参考例 　発振システム２０ＭＨｚ　８万円～ ２０２４．１１　メガヘルツの流水式超音波技術を開発 ２０２４．１１　超音波の音圧データ解析・評価技術を開発 ２０２４．１２　超音波プローブの非線形発振制御技術を開発 ２０２５．　１　メガヘルツの流水式超音波システムを開発

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• 微粉砕機
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脱気ファインバブル発生液循環装置によるキャビテーションと音響流の最適化

超音波システム研究所は、 　超音波の伝搬現象に関する測定・解析・評価技術に基づいて、 　超音波加工、攪拌、化学反応・・にも利用可能な、 　マイクロバブルを利用した超音波洗浄機を開発しました。 推奨システム概要 １：超音波とマイクロバブルによる表面改質処理を行った 　　２種類の超音波振動子（標準タイプ　３８ｋＨｚ，７２ｋＨｚ) ２：超音波とマイクロバブルによる表面改質処理を行った 　　超音波専用水槽(標準タイプ　内側寸法：500*310*340mm) ３：脱気・マイクロバブル発生液循環システム ４：制御装置による、超音波出力と液循環の最適化制御システム ５：超音波テスターによる、音圧管理システム ＊特徴 超音波専用水槽による効果的な装置です 効率の高い超音波利用により 通常の水槽では強度・耐久性が不十分です 洗浄・攪拌・表面改質・・・対象と目的により ２種類の超音波（振動子）を組み合わせて制御します 推奨タイプの組み合わせは 　３８ｋHz、７２ｋHzの状態です 20μｍ以下のファインバブルを安定して利用する技術

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• ホモジナイザー
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超音波プローブ（発振型、測定型、共振型、非線形型）の超音波発振による、表面検査

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、新しい部品検査技術を開発しました。 オリジナル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・超音波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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• その他検査機器・装置
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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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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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超音波伝搬現象に関する分類技術に基づいた、「メガヘルツ超音波の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

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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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超音波とファインバブルを利用した「めっき方法」

超音波システム研究所は、 日本バレル工業株式会社様と共同で、 めっき処理に関して、 超音波とファインバブルを利用した「めっき方法」を実施しています。 超音波伝搬状態の測定・解析・評価に基づいた、 精密洗浄・加工・攪拌・検査・・への新しい超音波制御技術です。 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 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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