通信の数学的理論を応用した超音波制御技術 －超音波のダイナミック制御モデル－

「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

• 水処理
• その他分析機器
• その他

球形サイズで 20μｍ以下の、ファインバブルを安定して利用する技術ーー超音波の音響流をコントロールするナノレベルの洗浄方法ーー

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、 　ファイン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：超音波とファインバブルによる表面改質処理を行った 　　超音波振動子 ２：超音波とファインバブルによる表面改質処理を行った 　　超音波専用水槽 ３：脱気・ファインバブル（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 注意：水槽・振動子・治工具については、エージング処理により 　　　音響特性の調整対応が可能です ＊特徴 超音波専用水槽による効果的な洗浄装置です 効率の高い超音波利用により 通常の水槽では強度・耐久性が不十分となります （通常の水槽を、超音波とファインバブルで表面改質対応します） 洗浄・攪拌・表面改質・・・対象と目的により 超音波（キャビテーション・音響流）を制御します

• ポンプ
• 排水・通気設備
• 水処理

音圧測定データについて、時系列データのフィードバック解による、超音波伝搬状態の分類・評価技術ーー自己相関・バイスペクトルーー

超音波システム研究所は、 超音波振動の測定・解析システムを、２０１２年４月より、製造販売しています。 測定したデータについて、弾性波動を考慮した解析で、 　超音波の非線形現象（音響流）やキャビテーション効果を 　グラフにより目視確認できるようにしたシステムです。 複雑に変化する超音波の利用状態について、「非線形現象」を考慮するために、 　時系列データの自己回帰モデルによる、自己相関・バイスペクトルを解析して 　その変化・・・・を、評価・応用しています 目的に応じた新しい利用方法を多数実現しています 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） 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

• 非破壊検査
• 振動・騒音計
• 科学計算・シミュレーションソフトウェア

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）

• 振動・騒音計
• 科学計算・シミュレーションソフトウェア
• その他

脱気ファインバブル（マイクロバブル）発生液循環装置を利用した、超音波洗浄機

超音波システム研究所は、 超音波の制御を効率良く行うことができる ＜＜脱気ファインバブル（マイクロバブル）発生液循環装置＞＞による 超音波洗浄機の製造・開発方法・・をコンサルティング対応しています。 超音波洗浄機（脱気ファインバブル発生液循環システム） －－超音波洗浄システム　KT0600K－－ １）洗浄槽 　材質　　　　：ＳＵＳ３０４（ｔ＝　３．０ｍｍ　） 　寸法（内寸）：Ｗ５３０×Ｄ５３０×Ｈ３７０ｍｍ ２）液循環 　脱気ファインバブル発生液循環システム 　公称流量１２－３０Ｌ／ＭＩＮ ３）超音波（電源：ＡＣ　１００Ｖ）ＭＵ－３００ 　振動子サイズ　２６０＊１５０＊９０ｍｍ 　発振機サイズ　３２０＊４２０＊１４５ｍｍ 　周波数　１）　２８ｋＨｚ　　出力　３００Ｗ（ＭＡＸ） 　周波数　２）　４０ｋＨｚ　　出力　３００Ｗ（ＭＡＸ） 　周波数　３）　７２ｋＨｚ　　出力　３００Ｗ（ＭＡＸ）

• 科学計算・シミュレーションソフトウェア

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。

• その他

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）

• その他計測器
• 科学計算・シミュレーションソフトウェア
• その他

超音波の効果を安定させるには統計的な見方が不可欠

超音波システム研究所は、 　超音波利用に関して、 　＜統計的な考え方＞を利用した 　効果的な「測定・解析・評価方法」に関する技術を開発しています。 ＜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 　　科学の中の統計学　赤池 弘次 (編集)より ＜モデルについて＞ モデルは対象に関する理解、予測、制御等を 効果的に進めることを目的として構築されます。 正確なモデルの構築は難しく、 常に対象の複雑さを適当に"丸めた"形の表現で検討を進めます。 その意味で、 モデルの構成あるいは構築の過程は統計的思考が必要です。 ＜モデルと現状のシステムとの関係性について＞ ( 考察する場合の注意事項 ) １）先入観や経験は正しくないことがあると考える必要があります ２）モデルの本質を考えるためには、 　圏論を利用することが有効だと考えています

• 非破壊検査
• その他分析機器
• 科学計算・シミュレーションソフトウェア

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