報道関係各位
2020年06月27日
超音波システム研究所
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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
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超音波システム研究所は、
超音波データのバイスペクトル解析による、
超音波伝搬現象に関する分類方法に基づいた、
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」方法を開発しました
この技術を、コンサルティング提案・実施対応しています。
超音波伝搬現象を、安定して効率よく利用するためには
超音波の伝搬特性として、発振機や振動子以外の条件に関する
応答特性・相互作用の検討や
専用治工具の開発も必要です
発振波形や制御条件を検討することで
新しい超音波の効果（注１：オリジナル非線形共振現象）を発見できます
非線形現象を主要因とした、超音波現象を目的に合わせて利用することで
効率の高い超音波利用が実現します
特に、ナノレベルの超音波技術での実績が増えています
注１：オリジナル非線形共振現象
オリジナル発振制御により発生する高調波の発生を
共振現象により高い振幅に実現させたことで起こる
超音波振動の共振現象
＜制御について＞
各種データの時系列変化の様子を解析・評価して、
時間で移動するボールのジャグリング状態に相当する
超音波伝搬現象の「サイクル」と、「影響範囲」について
超音波伝搬現象の分類（線形型、非線形型、ミックス型、変動型）から
変動型のダイナミック制御として
論理モデルを構成します
この論理モデルからボールＮ個のジャグリング状態を設定して制御を行い、
音圧測定解析により、非線形現象（バイスペクトル）の調整を行うと、
システムの状態に適した制御が実現し、
効率の高い超音波システムとなります
＜＜ シャノンのジャグリング定理の応用 ＞＞
注：JUGGLING THEOREM proposed by Claude E. Shannon
シャノンのジャグリング定理
( F + D ) ＊ H = ( V + D ) ＊ N
F ： ボールの滞空時間（Flight time）
D ： 手中にある時間（Dwelling time）
H ： 手の数（Hands）
V ： 手が空っぽの時間（Vacant time）
N ： ボールの数（Number of balls）
＜＜ 応用 ＞＞
( F + F2 +・・・) ＊ H = ( V + V2 +・・・ ) ＊ N
F ： ベースとなる超音波１の発振比率
F2 ： ベースとなる超音波２の発振比率
F3 ： ベースとなる超音波３の発振比率
H ： 基本時間（最大制御サイクル時間）
（ H=MAX(超音波1の発振サイクル、超音波2の発振サイクル・・））
V ： 超音波プローブ１によるメガヘルツ発振サイクル時間
V2 ： 超音波プローブ2によるメガヘルツ発振サイクル時間
V3 ： 超音波プローブ3によるメガヘルツ発振サイクル時間
V4 ： 超音波プローブ4によるメガヘルツ発振サイクル時間
（パルス発振の場合、サイクル時間＝1）
N ： 高調波の調整パラメータ 7,11,13,17，23，43,47，・・
ポイント（ノウハウ）は、非線形現象の発生状態を
音圧データの測定解析評価に基づいて、コントロールすることです。
参考動画
https://youtu.be/sn8iz_jMFi4
https://youtu.be/VNiqtWkwCyc
https://youtu.be/8TVzQfgxSCs
https://youtu.be/1-b_qYvchyw
https://youtu.be/JMX21RShII4
https://youtu.be/DR88ZP-41iw
https://youtu.be/d_hfVdNN56s
https://youtu.be/tQTRUwXVQHg
https://youtu.be/LoBP1jwezyQ
https://youtu.be/DNzUSWBSjsk
https://youtu.be/JjeLJLOyzjU
https://youtu.be/dnZuH-Me0ok
https://youtu.be/jd7ExUxoX3k
https://youtu.be/Ym3dMXDkByc
https://youtu.be/YDHUzHrW7_c
https://youtu.be/CegbnzQjsNE
https://youtu.be/8UZYilMJJRc
＜＜超音波の音圧測定・解析 Ｎｏ．２＞＞
１）時系列データに関して、
多変量自己回帰モデルによるフィードバック解析により
測定データの統計的な性質（超音波の安定性・変化）について
解析評価します
２）超音波発振による、発振部が発振による影響を
インパルス応答特性・自己相関の解析により
対象物の表面状態・・に関して
超音波振動現象の相互作用として解析評価します
３）発振と対象物（洗浄物、洗浄液、水槽・・）の相互作用を
パワー寄与率の解析により評価します
４）超音波の利用（洗浄・加工・攪拌・・）に関して
超音波効果の主要因である対象物（表面弾性波の伝搬）
あるいは対象液に伝搬する超音波の
非線形（バイスペクトル解析結果）現象により
超音波のダイナミック特性を解析評価します
この解析方法は、
複雑な超音波振動のダイナミック特性を
時系列データの解析手法により、
超音波の測定データに適応させる
これまでの経験と実績に基づいて実現しています。
参考
超音波伝搬現象の分類
http://ultrasonic-labo.com/?p=10908
超音波洗浄機の「流れとかたち・コンストラクタル法則」
http://ultrasonic-labo.com/?p=17107
超音波技術：多変量自己回帰モデルによるフィードバック解析
http://ultrasonic-labo.com/?p=15785
超音波発振による相互作用
http://ultrasonic-labo.com/?p=17204
ファインバブルを利用した超音波洗浄機
http://ultrasonic-labo.com/?p=11902
超音波の音圧測定解析システム「超音波テスターＮＡ」
http://ultrasonic-labo.com/?p=16120
超音波振動子を、超音波の利用目的に合わせて制御する方法
http://ultrasonic-labo.com/?p=9888
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
http://ultrasonic-labo.com/?p=1753
ジャグリング定理を応用した「超音波制御」方法
http://ultrasonic-labo.com/?p=19322
超音波＜発振制御＞技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=5267
オリジナル超音波システムの開発技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1546
表面弾性波の利用技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=7665
精密測定プローブ
http://ultrasonic-labo.com/?p=11267
「超音波の非線形現象」を利用する技術を開発
http://ultrasonic-labo.com/?p=1328
超音波＜計測・解析＞事例
http://ultrasonic-labo.com/?p=1705
＜樹脂の音響特性＞を利用した超音波システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=7563
流れと音と形の観察：コンストラクタル法則
http://ultrasonic-labo.com/?p=7302
超音波振動子の設置方法による、超音波制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1487
超音波水槽の新しい液循環システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1271
超音波とマイクロバブルによる表面改質（応力緩和）技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=5413
超音波洗浄機を改良
http://ultrasonic-labo.com/?p=1179
超音波＜キャビテーション・音響流＞技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=2950
オリジナル超音波技術によるビジネス対応
http://ultrasonic-labo.com/?p=9232
超音波発振システム（１ＭＨｚ、２０ＭＨｚ）
http://ultrasonic-labo.com/?p=18817
超音波プローブによる非線形伝搬制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=9798
オリジナル超音波技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=9894
超音波システム（音圧測定解析、発振制御）
http://ultrasonic-labo.com/?p=19422
超音波技術資料（アペルザカタログ）
http://ultrasonic-labo.com/?p=8496
【本件に関するお問合せ先】
超音波システム研究所
住所：〒192-0046
東京都八王子市明神町２丁目25-3
ＳＯＨＯプラザ京王八王子 303
担当 斉木
電話 ０９０－３８１５－３８１１
メールアドレス info@ultrasonic-labo.com
（できるだけ，メールアドレスに，お問い合わせ下さい。）
ホームページ http://ultrasonic-labo.com/
