キャビテーションの効果を安定させるには統計的な見方が不可欠
超音波システム研究所は、
超音波利用に関して、
＜統計的な考え方＞を利用した
効果的な「測定・解析・評価方法」に関する技術を開発しています。
＜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
超音波の研究について
「キャビテーションの効果を安定させるには統計的な見方が不可欠」
＜モデルについて＞
モデルは対象に関する理解、予測、制御等を
効果的に進めることを目的として構築されます。
正確なモデルの構築は難しく、
常に対象の複雑さを適当に"丸めた"形の表現で検討を進めます。
その意味で、
モデルの構成あるいは構築の過程は統計的思考が必要です。
＜モデルと現状のシステムとの関係性について＞
( 考察する場合の注意事項 )
１）先入観や経験は正しくないことがあると考える必要があります
２）モデルの本質を考えるためには、
圏論（注）を利用することが有効だと考えています
（実際に応用化学や量子論などで積極的に利用されています）
注：圏論は、数学的構造とその間の関係を抽象的に扱う数学理論
＜＜超音波の音圧データ解析・評価＞＞
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
超音波振動現象の応答特性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。
このカタログについて
| ドキュメント名 | 超音波データの統計数理（R言語による解析） |
|---|---|
| ドキュメント種別 | 製品カタログ |
| ファイルサイズ | 4.3Mb |
| 登録カテゴリ | |
| 取り扱い企業 | 超音波システム研究所 (この企業の取り扱いカタログ一覧) |
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このカタログの内容
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超音波データの統計数理（R 言語による解析）
超音波システム研究所は、
超音波利用に関して、＜統計的な考え方＞を利用した
効果的な「測定・解析・評価方法」に関する技術を開発しています。
＜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 科学の中の統計学 赤池 弘次 (編集)より
超音波の研究について（超音波システム研究所の見方）
「キャビテーションの効果を安定させるには統計的な見方が不可欠」
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＜モデルについて＞
モデルは対象に関する理解、予測、制御等を
効果的に進めることを目的として構築されます。
正確なモデルの構築は難しく、
常に対象の複雑さを適当に"丸めた"形の表現で検討を進めます。
その意味で、モデルの構成あるいは構築の過程は統計的思考が必要です。
＜モデルと現状のシステムとの関係性について＞( 考察する場合の注意事項 )
１）先入観や経験は正しくないことがあると考える必要があります
２）モデルの本質を考えるためには、
圏論（注）を利用することが有効だと考えています
（実際に応用化学や量子論などで積極的に利用されています）
注：圏論は、数学的構造とその間の関係を抽象的に扱う数学理論
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＜論理モデルの作成について＞（情報量基準を利用して）
１）各種の基礎技術（注）に基づいて、対象に関する、
D1=客観的知識（学術的論理に裏付けられた理論）
D2=経験的知識（これまでの結果）
D3=観測データ（現実の状態）
からなる 「情報データ群 」、DS＝(D1,D2,D3) を明確に認識し
その組織的利用から複数のモデル案を作成する
２）統計的思考法を、
情報データ群（DS）の構成と、
それに基づくモデルの提案と検証の繰り返し
によって情報獲得を実現する思考法と捉える
３） AIC の利用により、
様々なモデルの比較を行い、最適なモデルを決定する
４） 作成したモデルに基づいて
超音波装置・システムを構築する
５） 時間と効率を考え、
以下のように対応することを提案しています
５－１）「論理モデル作成事項」を考慮して
「直感によるモデル」を作成し複数の人が検討する
５－２）実状のデータや新たな情報によりモデルを修正・検討する
５－３）検討メンバーが合意できるモデルにより
装置やシステムの具体的打ち合わせに入る
上記の参考資料
１）ダイナミックシステムの統計的解析と制御
：赤池弘次/共著 中川東一郎/共著：サイエンス社
２）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
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ポイントは、表面弾性波の利用です、
対象物の条件・・・により、超音波の伝搬特性を確認することで、
オリジナル非線形共振現象（注１）として、対処することが重要です
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
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しています。
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参考動画
https://youtu.be/aRwxFhEo490 https://youtu.be/DydLHxFOd4U
https://youtu.be/bLFXzn-MCD8 https://youtu.be/XoMMGwOERmk
https://youtu.be/uU_dTuvYk-E https://youtu.be/L8PDen5LvME
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超音波の音圧データ解析
https://youtu.be/E2SJ0dh_4Z0 https://youtu.be/rpme2WCMNYA
https://youtu.be/6lc2eJU_-Lk https://youtu.be/y7xge6DgMJ0
https://youtu.be/wV_pFQK3Dqg https://youtu.be/U73662VzBgU
https://youtu.be/-0tckR0OvWk https://youtu.be/Fo3KEFcZTc0
https://youtu.be/z1SFBty4rAQ https://youtu.be/3RDd0luh4S0
Page7
https://youtu.be/EnoOnJipse0
https://youtu.be/wKzIEnP0mbQ
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＜＜超音波の音圧データ解析・評価＞＞
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
超音波振動現象の応答特性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
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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。
注：解析には下記ツールを利用します
注：OML(Open Market License)
https://www.ism.ac.jp/ismlib/jpn/ismlib/license.html
注：TIMSAC(TIMe Series Analysis and Control program)
https://jasp.ism.ac.jp/ism/timsac/
注：「R」フリーな統計処理言語かつ環境
https://cran.ism.ac.jp/
バイスペクトルは、以下のように
周波数 f1、f 2、f1 + f 2 のスペクトルの積で表すことができる。
B( f1 , f 2 ) = X( f1 )Y( f 2 )Z( f1 + f 2 )
主要周波数が f1であるとき、
f1 + f1 = f 2、f1 + f 2 = f3 で表される
f 2、f3 という周波数成分が存在すれば、バイスペクトルは値をもつ。
これは主要周波数 f1の
整数倍の周波数成分を持つことと同等であるので、
バイスペクトルを評価することにより、高調波の存在を評価できる。
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参考動画
超音波の音圧データ解析：バイスペクトル
https://youtu.be/18rIWa7XPFM https://youtu.be/5V7WpMum-sU
https://youtu.be/Yw0jwUAL16o https://youtu.be/S9FuAJ3qdgA
https://youtu.be/PzhtY7Scv-A https://youtu.be/t9vzA_lFivA
https://youtu.be/i19QYB-zELg https://youtu.be/iaysRshbmjU
https://youtu.be/T4oLY9E_HzI https://youtu.be/BzohZ6Z9Yac
https://youtu.be/jr5aAMf3hRQ https://youtu.be/MIZa4B1cm1k
超音波の音圧データ解析：自己相関
https://youtu.be/VoBbW-Ytiao https://youtu.be/NMUJ08B62Kk
https://youtu.be/RRkNQpsf7OE https://youtu.be/KxkQxR9UD70
https://youtu.be/mSJYLu1pqsM https://youtu.be/HqHoLRdhOQA
https://youtu.be/G5m0vHeu2ro https://youtu.be/jvgjAbzofPc
https://youtu.be/QIekIOAGAZA https://youtu.be/FDC_KjqXwtc
Page12
超音波実験
https://youtu.be/PTEvlWAkTI0 https://youtu.be/PBa8kXKYwOo
https://youtu.be/FMfznK5HdII https://youtu.be/bYXtGFTWIiU
https://youtu.be/VWt6Wg_MgkA https://youtu.be/0Ok_VYXbTdI
Page19
超音波発振システム（２０ＭＨｚ）の製造販売
http://ultrasonic-labo.com/?p=1648
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
超音波の音圧測定・解析システムと超音波発振制御システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1546
超音波の音圧測定解析システムの製造技術を提供します
http://ultrasonic-labo.com/?p=7371
【本件に関するお問合せ先】
超音波システム研究所
メールアドレス info@ultrasonic-labo.com
ホームページ http://ultrasonic-labo.com/
以上