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）
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基本情報
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 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、異なるタイプの（スイープ）発振により、 超音波の非線形現象と共振現象をコントロールする技術を実現します。 この技術を応用して、 部品の表面残留応力を緩和する、実用的な方法、・・・ 様々な応用技術を開発し、コンサルティング対応しています。 標準設定 １）３ＭＨｚ～２０ＭＨｚのスイープ発振制御１ ２）６０ｋＨｚ～１３ＭＨｚのスイープ発振制御２ ３）４２ｋＨｚ ３５Ｗ（超音波洗浄器） による、超音波のダイナミック制御 （ダイナミック変動型の超音波伝搬制御を実現） 注：超音波洗浄器の水槽表面に関して、 超音波発振制御プローブと 脱気ファインバブル発生液循環装置により 表面残留応力緩和・均一化処理を行っています。 均一化の効果として、 ２００ＭＨｚ以上の高調波による超音波制御が実現しています。 注：「R」統計処理言語 autcor：自己相関の解析関数 bispec：バイスペクトルの解析関数
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用途／実績例
例１ １）１．０ＭＨｚ～１５ＭＨｚのスイープ発振制御１ ２）０．６ＭＨｚ～ ５ＭＨｚのスイープ発振制御２ ３）４２ｋＨｚ ３５Ｗ（超音波洗浄器） による、ナノレベルの精密洗浄 例２ １）３ＭＨｚ～２０ＭＨｚのスイープ発振制御１ ２）６０ｋＨｚ～３ＭＨｚのスイープ発振制御２ ３）４２ｋＨｚ ３５Ｗ（超音波洗浄器） による、金属粉末のナノ分散処理 例３ １）８００ｋＨｚ～２２ＭＨｚのスイープ発振制御１ ２）１００ｋＨｚ～１１ＭＨｚのスイープ発振制御２ ３）４２ｋＨｚ ３５Ｗ（超音波洗浄器） による、食品・薬品・・の乳化・分散処理 例４ １）３ＭＨｚ～２０ＭＨｚのスイープ発振制御１ ２）６０ｋＨｚ～３ＭＨｚのスイープ発振制御２ による、金属部品の表面処理（表面残留応力の緩和・均一化技術） 例５ １）１ＭＨｚ～１２ＭＨｚのスイープ発振制御１ ２）８０ｋＨｚ～７ＭＨｚのスイープ発振制御２ による、樹脂部品の表面処理 ２０２４．１２ 超音波プローブの非線形発振制御技術を開発 ２０２４．１２ 超音波伝搬状態による表面検査技術を開発
詳細情報
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超音波による表面改質技術
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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