超音波の発振制御システム（超音波システム研究所）

超音波システム研究所は、 　超音波振動子の設置方法による、定在波の制御技術を発展させ、 　キャビテーションと加速度（音響流）の効果をコントロールする 　新しい技術を開発しました 　上記の技術により、大きなエネルギーを必要とする 　３００－6０００リットルの液体に対して 　　攪拌・霧化・洗浄・改質・・・が可能となります －今回開発した技術の応用事例－ 　溶剤に対する、ナノレベルの触媒の攪拌・分散 　　（鍍金液へのカーボンナノチューブの攪拌・分散 　　　塗料へのカーボンナノチューブの攪拌・分散） 　複数の汚れによる、付着力の異なる洗浄対象に対して 　　あるいは、形状の複雑な部品の表面改質に対して 　　適切な超音波照射の実現。 　最も効果的な事例 　　金属・樹脂部品・材料への表面改質（残留応力の緩和） 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、バイスペクトル・自己相関・・解析結果） 様々な分野への利用が可能になると考え 　各種コンサルティングにおいて提案実施しています。 この技術に関する資料を公開しています。 超音波プローブ：概略仕様 測定範囲 ０．０１Ｈｚ～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・・・ 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 ４）相互作用の検出

超音波システム研究所は、 　「太鼓の形と音に関する数学」と 　「超音波の伝搬現象に関する基礎実験・解析」にもとづいて、 　　量子力学モデルを利用した 　　超音波システムの応用技術を開発しました。 この技術の基本的な応用として 　超音波利用の目的に合わせた、 　超音波システムの合理的な設計技術・基準を実現しました。 今回開発した技術は、 　超音波の発振・伝搬状態を、量子力学の縮重関数に 　適応させるという抽象代数モデルにより実現させました。 これまでの開発方法とは異なり、 　対象物の超音波伝搬状態に対する、 　エネルギー順位（高調波の次数に対応）を 　非線形現象や音（低周波の振動）・・ 　の摂動（バイスペクトル解析結果）としてとらえることで 　システムの制御条件を決めていきます。 なお、超音波システム研究所の「超音波機器の評価技術」により、 　この方法による、具体的な効果を確認しています。 応用例として 　「超音波溶接」 　「超音波加工」 　「超音波めっき」 　　・・・・ 　　としての提案実績が増えています。

－－超音波の非線形現象を制御する技術による 　ナノレベルの攪拌・乳化・分散・粉砕技術－－ 超音波システム研究所は、 「超音波の非線形現象（音響流）を制御する技術」を利用した 　効果的な攪拌（乳化・分散・粉砕）技術を開発しました。 この技術は 　表面検査による間接容器、超音波水槽、その他事項具・・の 　超音波伝搬特徴（解析結果）を利用（評価）して 　超音波（キャビテーション・音響流）を制御します。 さらに、 　具体的な対象物の構造・材質・音響特性に合わせ、 　効果的な超音波（キャビテーション・音響流）伝搬状態を、 　ガラス容器・超音波・対象物・・の相互作用に合わせて、 　超音波の発振制御により実現します。 特に、 　音響流制御による、高調波のダイナミック特性により 　ナノレベルの対応が実現しています 金属粉末をナノサイズに分散する事例から応用発展させました。 超音波に対する 　定在波やキャビテーションの制御技術をはじめ 　間接容器に対する伝播制御技術・・・により 　適切なキャビテーションと音響流による攪拌を行います。