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
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基本情報
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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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 抽象数学における、スペクトル系列を利用した、超音波制御技術を開発 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 非線形現象の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
詳細情報
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超音波の非線形スイープ発振制御技術
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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（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