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非線形振動現象をコントロールする超音波発振制御技術
超音波伝搬状態の測定・解析・評価技術に基づいた、 オリジナル非線形共振現象（注１）の制御技術です。 精密洗浄・加工・攪拌・検査・表面処理・・・への新しい応用技術です。 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 各種材料の音響特性（表面弾性波）を効率よく利用するため、 表面の残留応力分布の緩和処理が簡単に実現できます。 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 オリジナル発振制御方法（注２）を応用発展しました。 注２：オリジナル発振制御方法 ２種類の超音波発振を行います 一つは、スイープ発振制御を行います もう一つは、パルス発振制御を行います 詳細な設定は、目的・対象物・治工具・・ システムとしての振動系から論理モデルに基づいて設定します
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）
複数の超音波プローブをスイープ発振することによる、超音波のダイナミック制御技術
超音波システム研究所は、 超音波伝搬状態の測定・解析により、 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）
超音波テスターによる＜測定・解析＞に基づいた、超音波の発振・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。
超音波伝搬状態に関する分類（音圧データの測定解析評価）技術に基づいた超音波制御
超音波システム研究所は、 ２０ＭＨｚ以下の発振で １００ＭＨｚ以上の対象物に伝搬する表面弾性波について、 共振現象と非線形性を制御する 超音波プローブの製造・利用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対応しています。 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、最適化です。 そのために、オリジナルプローブの超音波伝搬特性を、音圧測定解析評価 （音圧レベル、周波数範囲、非線形性、・・ダイナミック特性）により、 利用目的に合わせた状態に、超音波プローブの素子表面を調整します。 超音波プローブ 測定範囲 ０．０１Ｈｚ～１００ＭＨｚ 発振範囲 １ｋＨｚ～２５ＭＨｚ 伝搬範囲 １ｋＨｚ～９００ＭＨｚ以上 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 ＜対象物・設置状態・・・の音響特性＞を把握することで 表面弾性波（伝搬状態）のダイナミック制御を実現しました。 各種目的に合わせた伝搬状態を実現します
超音波のダイナミック制御システムの開発技術
超音波システム研究所は、 表面弾性波の非線形振動現象を利用した 新しい超音波の非線形スイープ発振制御技術を開発しました。 複雑な振動状態について、 １）線形現象と非線形現象 ２）相互作用と各種部材の音響特性 ３）音と超音波と表面弾性波 ４）低周波と高周波（高調波と低調波） ５）発振波形と出力バランス ６）発振制御と共振現象 ・・・ 上記について 音圧測定データに基づいた 統計数理モデルにより 表面弾性波の新しい評価方法で最適化します。 超音波洗浄、加工、攪拌、・・・表面検査、・・ナノテクノロジー、・・ 応用研究・・・ 様々な対応が可能です。 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
音と超音波の組み合わせ技術ーー低周波の共振現象と高周波の非線形現象を最適化する技術ーー
超音波システム研究所は、 ＊超音波の発振制御技術（オリジナル製品：超音波発振制御プローブ） ＊超音波伝搬状態の測定技術（オリジナル製品：超音波テスター） ＊超音波伝搬状態の解析技術（時系列データの非線形解析システム） ＊超音波伝搬状態の最適化技術（音と超音波の最適化処理） ＊超音波発振プローブ・伝搬用具の開発製造技術 ＊システムの表面弾性波をコントロールする技術 ・・・・ 上記の技術を応用して ＜音と超音波の組み合わせ＞を利用した 超音波（非線形共振現象）の制御技術を開発・応用しています。 注：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（高調波１０次以上）の共振現象 この技術の応用事例として、 各種部品・材料の状態（空中、水中、弾性体との接触・・）に合わせた、 超音波の効果的な利用（洗浄・表面改質・攪拌・化学反応促進・・・ 各種システムの振動制御）を実現させています。
超音波テスターによる＜測定・解析・制御＞の応用技術ーースイープ発振技術・パルス発振技術ーー
超音波システム研究所は、 ２台のファンクションジェネレータを利用することで 全く新しい超音波のダイナミック制御技術を開発しました。 ２種類の異なる波形による（スイープ）発振により、 超音波の非線形現象（注）をコントロールする技術を実現しました。 注：非線形（共振）現象 オリジナル発振制御により発生する（１０次以上の）高調波の発生を 低周波の振動現象と共振することで 高い振幅の高調波の発生を実現させた 超音波振動の非線形（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。
音圧測定データの解析（自己相関・パワースペクトル・バイスペクトル・パワー寄与率・インパルス応答・・・）評価・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・発振制御）による、 超音波伝搬状態の各種解析結果から、 共振現象と非線形現象を制御可能にする超音波伝搬システムについて、 目的に合わせて最適化する技術を開発しました。 これまでの制御技術に対して、 各種伝搬用具を含めた、超音波振動の伝搬経路全体に関する 新しい測定・評価パラメータ（注）により 超音波利用の目的（洗浄、攪拌、加工・・） に合わせた、 超音波のダイナミックな伝搬状態を実現する技術です。 これは具体的な応用がすぐにできる方法・技術です コンサルティングとして提案・対応しています （超音波加工、ナノレベルの精密洗浄、攪拌。・・実績が増えています） 注：オリジナル技術製品（超音波の音圧測定解析システム）により 水槽、振動子、対象物、治工具・・・の 伝搬状態に関するダイナミックな変化を測定・解析・評価します。 （パラメータ： パワースペクトル、自己相関、バイスペクトル、 パワー寄与率、インパルス応答特性、ほか）
オリジナル超音波システムの開発技術ーー超音波の非線形現象をコントロールする技術ーー
超音波システム研究所は、 超音波プローブによる スイープ発振による超音波の伝搬制御技術を開発しました。 超音波発振制御プローブの伝搬特性により、 利用目的と相互作用に合わせた、 各超音波プローブ毎に、スイープ発振の条件設定を行います。 対象物や装置・水槽、治工具・・の振動モードを考慮することで、 システムの振動系に合わせた、スイープ発振条件により、 低周波の共振現象を制御することが、可能になります。 ３０Ｗ程度の出力でも ３０００－５０００リットルの水槽内に 高い音圧・周波数の超音波振動を伝搬制御することが可能になります。 ＜＜具体例＞＞ ダイナミックな変化として、低周波の共振現象と同時に、 超音波プローブの１～１０ＭＭＨｚのスイープ発振条件により、 １０次、３０次、１００次・・・高調波の発生を実現が、 精密洗浄やナノレベルの分散・・に応用出来ます。 ポイントは、音圧データの測定・解析に基づいた システムのダイナミックな振動特性を解析・評価することです。 超音波の伝搬特性 １）振動モード ２）非線形現象 ３）応答特性 ４）相互作用
―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）
－－超音波の測定解析技術に基づいた、超音波システム研究所の応用技術－－
超音波システム研究所は、 ガラス容器の音響特性に基づいた、 超音波発振制御プローブを開発しました。 各容器の形状・材質・・・により、 基本的な音響特性（応答特性、伝搬特性）を確認することで、 発振制御（出力、波形、発振周波数、変化、・・・）による 目的の超音波伝搬状態を可能にします。 ポイントは、音圧データの測定・解析に基づいた システムのダイナミックな振動特性を評価することです。 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（注）しています。 注： 非線形特性（高調波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 新しい技術として開発しました。 詳細な、発振制御の設定条件は 超音波プローブや発振機器の特性も影響するため 実験確認に基づいて決定します。 その結果、新しい非線形パラメータが大変有効である事例・実績が増えています。
