2019年03月06日

音圧測定・解析に基づいた、超音波のコントロール技術を開発 No.2

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、
 超音波伝搬状態の「測定・解析・制御・評価技術」を開発しました。




超音波テスターと超音波発振制御プローブを利用したこれまでの
 計測・解析結果(注)を、洗浄・攪拌・検査・・加工・・の効果として
 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)を開発しました。




注:
 非線形特性
 応答特性
 ゆらぎの特性
 相互作用による影響

統計数理の考え方を参考に
 対象物の音響特性・表面弾性波を考慮した
 オリジナル測定・解析手法を開発することで
 振動現象に関する、詳細な各種効果の関係性について
 新しい理解を深めています。

その結果、
 超音波の伝搬状態と対象物の表面について
 新しい非線形パラメータが大変有効である事例を確認しています。

特に、洗浄・加工・表面処理効果に関する評価事例・・
 良好な確認に基づいた、制御・改善・・・が実現しています。

<統計的な考え方について>
 統計数理には、抽象的な性格と具体的な性格の二面があり、
 具体的なものとの接触を通じて
 抽象的な考えあるいは方法が発展させられていく、
 これが統計数理の特質である





<参考>
以下のプログラムを参考にして開発・作成した
 オリジナルソフト(解析システム)を
 オープンソースの統計解析システム 「 R 」 で
 実行・解析を行っています




生体のゆらぎとリズム コンピュータ解析入門:和田孝雄/著:講談社

赤池モデルを臨床にいかす画期的な解説書。
1/fゆらぎ解析に必須かつ難解な赤池モデルと、
 臨床への応用を懇切丁寧に解説。
生体のダイナミクスに関心をもち臨床デ-タ解析に携わる
 医学者・工学者待望の書

内容(「MARC」データベースより)
〈CD-ROM付き〉生体のゆらぎとリズムの時系列解析への入門。
 第一線の研究者である著者が、
 経験した者だけが知る様々な困難点について、
 他に類例のないユニークな視点から細部の議論を展開する。

生体のゆらぎとリズム 和田孝雄著
添付されたプログラムの使用方法
*.exe 解析実行ファイル
*.for 解析プログラムファイル(フォートランのソースファイル)
*.dat 解析データファイル

インパルス応答(時間領域での伝達特性
        ラプラス変換するとS領域での伝達特性)
周波数伝達関数(周波数領域での伝達特性)
 AIRCV2.EXE ARV2.DAT 2変数のインパルス応答
AIRCV3.EXE ARV3.DAT 3変数のインパルス応答

多変量自己解析モデルによるフィードバック解析
 ARPCV2.EXE ARV2.DAT 2変数のパワー寄与率
ARPCV3.EXE ARV3.DAT 3変数のパワー寄与率





<<超音波の音圧測定・解析>>

1)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
 超音波伝搬状態の安定性・変化について解析評価します

2)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・・に関する解析評価を行います

3)パワー寄与率の解析により
 超音波(周波数・出力)、形状、材質、測定条件・・
 データの最適化に関する解析評価を行います

4)その他(表面弾性波の伝搬)の
 非線形(バイスペクトル)解析により
 対象物の振動モードに関する
 ダイナミック特性の解析評価を行います

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とで実現しています。







実験動画

https://youtu.be/5E9ODA4NY90

https://youtu.be/sRA6MLLY2ew

https://youtu.be/PBc0AykOs0Q

https://youtu.be/DwcZf1izSWY

https://youtu.be/yQz8AsA2Dd8

https://youtu.be/DXwkm-v_9bw

https://youtu.be/zbPyCf9l27s

https://youtu.be/ZhLyEtbMyNY

https://youtu.be/255kfldoNiI

https://youtu.be/C_Gq0wMSc50

https://youtu.be/9nUACKmPp68

https://youtu.be/GcrOX91DVI4

https://youtu.be/f14WEH4ZXA4

https://youtu.be/ZqNtHGoIk7c

https://youtu.be/YAwdh_o7ceQ

https://youtu.be/bBC2d_vpMrM

https://youtu.be/nuWDfCqoiFY

https://youtu.be/HH4BKVReUMU

https://youtu.be/njBO8Xd-opk

https://youtu.be/9epNDm6EVGY

https://youtu.be/iXILJC1B6mk

https://youtu.be/BzPgNiPzRnw

https://youtu.be/2VLcMYMmkis

https://youtu.be/fAJXppa7Ni0

https://youtu.be/MyXGykba_k8

https://youtu.be/Mrz7yKfjtyY

https://youtu.be/GpaKdWo7dtg

https://youtu.be/JvbxsnBtMOc

https://youtu.be/VQffL9Pcg48

https://youtu.be/1KycyDQ10sI





<<< 超音波の論理モデル >>>

物の動きを読む
 http://ultrasonic-labo.com/?p=1074

超音波の洗浄・攪拌・加工に関する「論理モデル」
 http://ultrasonic-labo.com/?p=3963

樹脂・金属・セラミック・ガラス・・の表面改質に関する書籍
 http://ultrasonic-labo.com/?p=7530


<<< 音圧測定・解析 >>>

メガヘルツの超音波発振制御プローブ
 http://ultrasonic-labo.com/?p=14570

メガヘルツの超音波を利用する超音波システム技術
 http://ultrasonic-labo.com/?p=14350

超音波プローブ
 http://ultrasonic-labo.com/?p=11267

超音波プローブによる
 <メガヘルツの超音波発振制御>技術
 http://ultrasonic-labo.com/?p=1811

超音波<計測・解析>事例
 http://ultrasonic-labo.com/?p=1705

超音波プローブの<発振制御>技術
 http://ultrasonic-labo.com/?p=1590

精密測定プローブ
 http://ultrasonic-labo.com/?p=11267







<<<超音波の非線形現象>>>

超音波の非線形現象をコントロールする技術
 http://ultrasonic-labo.com/?p=14878

メガヘルツの超音波発振制御プローブを開発
 http://ultrasonic-labo.com/?p=14808

通信の数学的理論を応用した超音波制御技術
 http://ultrasonic-labo.com/?p=1350

超音波の非線形現象(音響流)をコントロールする技術
 http://ultrasonic-labo.com/?p=1996

超音波の非線形振動
 http://ultrasonic-labo.com/?p=13908

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

液循環による超音波の非線形制御技術を開発
 http://ultrasonic-labo.com/?p=1428




音圧測定・解析に基づいた、超音波のコントロール技術
 http://ultrasonic-labo.com/?p=15028







参考書籍

1:統計数理
 1)叩いて超音波で見る―非線形効果を利用した計測
  佐藤 拓宋 (著) 出版社: コロナ社 (1995/06) 

 2)電気系の確率と統計
  佐藤 拓宋 (著)  出版社: 森北出版 (1971/01)

 3)不規則信号論と動特性推定
  宮川 洋 (著), 佐藤拓宋 (著), 茅 陽一 (著)
   出版社: コロナ社 (1969) 

 4)赤池情報量規準AIC―モデリング・予測・知識発見  
  赤池 弘次 (著), 室田 一雄 (編さん), 土谷 隆 (編さん) 
   出版社: 共立出版 (2007/07)

 5)ダイナミックシステムの統計的解析と制御
  赤池 弘次 (著), 中川 東一郎 (著) 
   出版社: サイエンス社(1972) 

2:シミュレーション
 「波動解析と境界要素法」
  福井 卓雄 小林 昭一 京都大学学術出版会 (2000/03)

3:弾性波動
 「弾性波動論の基本 」 田治米 鏡二 (著) 槇書店 (1994/10)

 「弾性波動論 」佐藤 泰夫 (著) 岩波書店 (1978/03)

4:流体力学
 「内部流れ学と流体機械」 妹尾 泰利 (著) 養賢堂 (1973)

 「流体力学 」日野 幹雄 (著) 朝倉書店 (1974/03)

 「流体力学 」日野 幹雄 (著) 朝倉書店 (1992/12)

 「噴流工学 」社河内敏彦(著) 森北出版(2004/03)

5:超音波
 「やさしい超音波工学―拡がる新応用の開拓」
  川端 昭 (編著), 高橋 貞行 (著) 一ノ瀬 昇 (著)
   工業調査会 増補版 (1998/01)

6:振動
 「振動について」リチャード・ビジョップ(著)講談社(1981)

7:コンストラクタル法則
 「流れとかたち」エイドリアン・ベジャン(著)紀伊國屋書店 (2013)





  


Posted by 超音波システム研究所 at 15:06Comments(0)超音波技術