超音波伝搬現象の分類に基づいた、超音波の非線形スイープ発振制御技術
超音波システム研究所は、 超音波振動が伝搬する現象に関する分類方法を開発しました。 この分類に基づいて、非線形共振型超音波発振プローブを利用した、 超音波の非線形スイープ発振制御技術を開発しました。 この超音波のスイープ発振制御技術方法は、 超音波の伝搬状態に関する 主要となる周波数(パワースペクトル)の ダイナミック特性(非線形現象の変化)により 線形・非線形の共振効果を目的に合わせてコントロールします。 これまでの実験・データ測定解析から 効果的な利用方法を 以下のような 4つの推奨制御に分類することができました。 1:2種類のスイープ発振制御(線形型) 2:3種類のスイープ発振制御(非線形型) 3:4種類のスイープ発振制御(ミックス型) 4:上記の組み合わせによるダイナミック制御(変動型) さらに変動型は、スイープ発振条件により、以下のような 3つの制御タイプに分類することができました。 1:線形変動制御型 2:非線形変動制御型 3:ミックス変動制御型(ダイナミック変動型)
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基本情報
特に、安定性・変化の状態・・・に関して 周波数成分による詳細な分類により、 目的と効果に対する、効率のよい 各種条件の設定・調整が可能になりました。 さらに、洗浄に関しては 汚れの特性やバラツキに関する情報が得られにくいため このような分類をベースに実験確認することで 効果的な超音波制御が、実現します。 その他の応用事例 超音波洗浄機の評価、超音波振動子の評価、・・・ 超音波加工・溶接・曲げ・・・振動現象の制御 超音波による化学反応促進・抑制(例 めっき)処理 表面を伝搬する超音波振動の特性による表面検査・表面処理 液体・気体・弾性体(粉末・・)に対する 超音波(攪拌・乳化・分散・粉砕・表面の均一化・・・・)処理 その他 この制御の本質的なアイデアは、 超音波の音圧データの解析結果(バイスペクトル)のデータ群を、 抽象代数学の「導来関手」に適応させるということです。 その結果、超音波システム研究所の 「複数のスイープ発振による非線形制御技術」は、 具体的な技術(例 超音波制御システム)として実現しています。
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用途/実績例
2008. 8 超音波システム研究所 設立 ・・・ 2012. 1 超音波計測・解析システム(超音波テスターNA)製造販売開始 ・・・・ 2023. 8 スイープ発振とパルス発振の組み合わせ技術を開発 2023. 9 100MHz以上の超音波伝搬制御技術を開発 2023.10 メガヘルツの超音波めっき(特許申請) 2023.11 非線形現象をコントロールする超音波発振制御技術を開発 2024. 1 超音波振動の相互作用を測定解析評価する技術を開発 2024. 2 メガヘルツ超音波による表面処理技術を開発 2024. 4 共振現象と非線形現象の最適化技術を開発 2024. 5 音と超音波の組み合わせに関する最適化技術を開発 2024. 6 水槽と超音波と液循環に関する最適化・評価技術を開発 2024. 7 ポリイミドフィルムに鉄めっきを行った部材を利用した超音波プローブを開発 2024. 8 シャノンのジャグリング定理を応用した「メガヘルツの超音波制御」方法を開発 2024. 9 ポータブル超音波洗浄器を利用した音響流制御技術を開発
詳細情報
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超音波発振(スイープ発振、パルス発振、・・・)システム
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企業情報
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 以下の対応を行っています 1)超音波システム(音圧測定解析、発振制御)の製造販売 2)各種機器(注)へのコンサルティング対応 注:洗浄機、攪拌装置、加工装置、工作機械、めっき装置、溶接装置・・・ 超音波システム(音圧測定解析、発振制御) 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を製造販売しています。 <特許出願済み> 特開2021-125866 超音波制御(超音波発振制御プローブの製造方法) 特開2021-159990 超音波溶接 特開2021-161532 超音波めっき 特開2021-171909 超音波加工 特開2021-175568 流水式超音波洗浄 特開2021-178278 超音波処理装置及び超音波処理方法 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