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超音波洗浄機の「流れとかたち・コンストラクタル法則」

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最終更新日:2024年11月10日

超音波システム研究所
超音波システム研究所
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超音波洗浄機のダイナミック制御技術

超音波システム研究所は、  流れとかたちに関する「コンストラクタル法則」を利用した、  超音波洗浄技術を開発しました。 <参考> 1)振動について ロイヤル・インスティテューション 133回「振動」より 機械工学の重要な一分野のほとんどすべてを、 ここに記述してみようと思っている 【著者】リチャード・ビジョップ  【訳者】中山秀太郎  講談社(1981年 B-471) 2)流れとかたち  すべてのかたちの進化は  流れをよくするという「コンストラクタル法則」が支配している! 【著者】  Adrian Bejan   J. Peder Zane 【訳者】 柴田裕之 【解説者】 木村繁男  紀伊國屋書店 (2013年) 3)サイバネティクスはいかにしてうまれたか 【著者】 ノーバート・ウィナー  【訳者】 鎮目恭夫  みすず書房(1956年) 上記を参考・ヒントにして  超音波伝播現象における  「非線形効果」を測定・利用する技術を  流れをよくするという「コンストラクタル法則」で  整理することで、超音波洗浄技術にまとめています。

    ポンプ排水・通気設備その他
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超音波洗浄機の「流れとかたち・コンストラクタル法則」

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  • 関連リンク - http://ultrasonic-labo.com/?p=1722

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基本情報

超音波液循環技術の説明 1)超音波専用水槽(オリジナル製造方法)を使用しています。   (材質は、樹脂・ステンレス・ガラス・・対応可能です) 2)水槽の設置は   1:専用部材を使用   2:固有振動と超音波周波数・出力の最適化を行っています。   (水槽の音響特性に合わせた対応を実施します) 3)超音波振動子は専用部材を利用して設置しています   (専用部材により、定在波、キャビテーション、音響流の    利用状態を制限できます) 4)脱気・ファインバブル(マイクロバブル)発生装置を使用します。    (標準的な、溶存酸素濃度は5-6mg/l) 5)水槽と超音波振動子は表面改質を行っています。 上記の設定とファインバブル(マイクロバブル)の拡散性により 均一な洗浄液の状態が実現します。 均一な液中を超音波が伝搬することで 安定した超音波の状態が発生します。 この状態から 目的の超音波の効果(伝搬状態)を実現するために 液循環制御を行います (水槽内全体に均一な音圧分布を実現して、  超音波、脱気装置、液循環ポンプ、・・の運転制御がノウハウです)

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用途/実績例

-システムの応用事例-  ガラス製の水槽を利用した精密洗浄  間接容器を利用した表面改質  ナノレベルの攪拌・乳化・分散・粉砕  各種の化学反応処理  メッキ液・コーティング液の開発  ナノ粒子の製造  複雑な形状へのコーティング・・表面処理  表面の残留応力の緩和処理  水の改質(ラジカル化)  表面弾性波を利用した目的のサイズの霧化   ・・・・・・ 特開2021-175568 流水式超音波洗浄 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 ・・・ 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 2024.10 メガヘルツ超音波を利用した「振動技術」を開発 2024.10 ステンレス製真空二重構造容器を利用した超音波発振制御プローブを開発 2024.11 メガヘルツの流水式超音波(水中シャワー)技術を開発 2024.11 相互作用・応答特性を考慮した、超音波の音圧データ解析・評価技術を開発

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    超音波洗浄機の「流れとかたち・コンストラクタル法則」

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    超音波洗浄機の「流れとかたち・コンストラクタル法則」

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脱気ファインバブル(マイクロバブル)発生液循環装置

脱気ファインバブル(マイクロバブル)発生液循環装置

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脱気ファインバブル発生液循環装置の参考動画

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超音波洗浄システムを最適化する方法ーー超音波の音圧測定解析にに基づいた、洗浄状態の評価技術ーー

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メガヘルツ超音波による精密洗浄技術―めっき処理工程での実施事例―

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超音波の音圧測定解析に基づいた 「流水式超音波システム」技術-Ver4

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超音波の「流れとかたち・コンストラクタル法則」ーー超音波洗浄機の脱気ファインバブル発生液循環システム技術ーー

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超音波とファインバブルを利用した、めっき処理技術(日本バレル工業株式会社)

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超音波・ファインバブル(マイクロバブル)に関する基礎知識と発生メカニズム

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超音波による、音響流(非線形現象)の「流れとかたち・コンストラクタル法則」

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ファインバブル(マイクロバブル)を利用した超音波洗浄機ーー音響流のダイナミック制御ーー

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2槽式超音波洗浄機(超音波、28kHz、38kHz、72kHz)納入仕様書

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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」

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脱気ファインバブル発生液循環システムを利用した、<超音波のダイナミックシステム> -Ver3

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脱気ファインバブル発生液循環システムを利用した、超音波洗浄技術

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脱気ファインバブル発生液循環装置 --洗浄液の均一化と音響流制御技術--

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水槽と超音波と液循環に関する最適化・評価技術

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超音波データの統計数理(「R」フリーな統計処理言語かつ環境による解析)

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超音波の音圧データ解析・評価(相互作用・応答特性・非線形性による超音波伝搬状態の評価技術)

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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

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超音波洗浄器による、メガヘルツの超音波発振制御技術

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超音波専用水槽の設計・製造技術

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超音波洗浄の本質(非線形現象としての音響流)

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超音波 の音圧測定・解析・評価システム の利用方法

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シャノンのジャグリング定理を応用した「超音波制御」方法ーーキャビテーションと音響流の最適化ーー

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超音波システム(水槽寸法(内寸):W520×D320×H350mm)

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超音波洗浄システム(28kHz、72kHz)仕様書ーー異なる超音波振動子の相互作用を最適化する技術ーー

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この製品に関するニュース(45)

流れとかたち

超音波洗浄機の液循環技術ーー流れとかたち・コンストラクタル法則の利用ーー

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超音波システム研究所は、  流れとかたちに関する「コンストラクタル法則」を利用した、  超音波洗浄機の液循環(非線形現象の制御)技術を開発しました。 添付写真のような、川の流れの観察をヒントに開発しました。 超音波利用に関して  流れの観察経験により  音響流(超音波の非線形現象)を直感的に  とらえられると考えています。 音響流<一般概念> 有限振幅の波が  気体または液体内を伝播するときに、  音響流が発生する。 音響流は、  波のパルスの粘性損失の結果、  自由不均一場内で生じるか、  または  音場内の  障害物(洗浄物・治具・液循環)の近傍か  あるいは  振動物体の近傍で  慣性損失によって生じる  物質の一方性定常流である。 上記を参考・ヒントにして  超音波伝播現象における  「非線形現象」を測定・解析・評価・利用(制御)する技術を  流れをよくするという「コンストラクタル法則(constractal-law)」で  整理することで、超音波技術にまとめています。

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表面残留応力の緩和処理

メガヘルツ超音波による「表面残留応力の緩和処理 -非線形発振制御による表面弾性波の制御技術-

  • 製品ニュース

超音波システム研究所は、 超音波とファインバブルを水槽内で制御する技術を応用して、 各種材料・部品表面をメガヘルツの音響流で刺激する技術を開発した。 特に、表面残留応力の均質化は、多くの成果に発展している。 <<脱気ファインバブル(マイクロバブル)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。 ・・・ 6)超音波の安定した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(1-20MHz)の超音波を発振制御する。 キャビテーションと音響流の最適化方法は、液循環とメガヘルツ超音波の オリジナル非線形共振現象をコントロールすることで、効果的な超音波のダイナミック制御を実現する。 これまでのコンサルティング対応・音圧測定・解析・・・を整理することで、様々なノウハウ(個別の対象物・装置・・に関する具体的な方法)を確認し、利用方法を開発しました。 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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スペクトル系列を利用した、超音波制御技術

超音波利用技術ーー抽象数学における、スペクトル系列を利用した、超音波制御モデルーー

  • 製品ニュース

***<<考え方について>>*** 超音波システム研究所は、 超音波の非線形性に関する現象を含めた状態を、 抽象数学(圏論)における Monoid(モノイドの圏)モデルとして、開発しました。 このアイデアに基づいて、  超音波制御を行う、具体的な方法を  結び目理論のスペクトル系列として、開発しました。 超音波現象に適応させた制御方法は、  音圧測定データを  自己回帰モデルでフィードバック解析することで、  キャビテーションと音響流のダイナミックな変化を実現します。 これまでの事例・実績から  非線形現象の分類技術(高調波、低調化)として発展させました。 論理モデルにより  効果的な超音波の伝搬(利用)状態を  以下のような  4つのタイプに分類してダイナミックに制御します。  1:キャビテーション主体型  2:音響流主体型  3:ミックス型  4:変動型 上記の論理的な分類を、これまでの測定データ解析結果から (時間経過とともに変化する超音波現象の)現実的な対応方法として 3つの変動型タイプに分類してダイナミックに制御します。

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ファインバブル(マイクロバブル)と超音波を利用した超音波洗浄機

超音波利用に関する、ファインバブル(マイクロバブル)の利用技術資料ーー脱気ファインバブル発生液循環装置ーー

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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   1-1.超音波の基礎 1-2.超音波振動の伝搬現象 1-3.ファインバブル(マイクロバブル) *マイクロバブルの性質* 1)10μm程度の気泡は1mをおよそ3時間かけてゆっくり上昇する。 2)発生した気泡同士は非合体で単独に存在することから、分散性に優れている。 3)水の中をゆっくりと浮上し、微小なゴミを吸着して水面に浮上させる性質をもっている。 ・・・ 13)マイナスの電位は水のpHに依存している。 14)マイクロバブルは超音波の散乱特性が優れている。 15)マイクロバブルは超音波照射の際に共振現象として崩壊する。 以上の性質は今後さらに解明されていくと思われますが、現状では不明な点を多く含んでいます 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(1MHz、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) 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 超音波発振制御プローブの製造技術の一部は  特開2021-125866 に記載しています 特願2023-195514   メガヘルツ超音波とファインバブルを利用した超音波めっき

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