抽象数学における、スペクトル系列を利用した超音波制御技術
超音波システム研究所は、
超音波の非線形性に関する現象を含めた状態を、
抽象数学（圏論）における
Ｍｏｎｏｉｄ（モノイドの圏）モデルとして、開発しました。
このアイデアに基づいて、
超音波制御を行う、具体的な方法を
結び目図式のスペクトル系列として、開発しました。
この制御方法は、
複数の超音波の発振制御により、
キャビテーションと音響流の効果に関する
非線形現象（音圧データのバイスペクトル）を
目的に合わせてダイナミックに変化させる
（コントロール）技術を開発しました。
これまでのデータ解析から
効果的な利用方法を
以下のような
４つのタイプに分類してダイナミックに制御します。
１：キャビテーション主体型
２：音響流主体型
３：ミックス型
４：変動型
上記の各タイプについて
安定性・変化の状態・・・に関して
詳細な分類・調整により、
目的と効果に対する、効率のよい
各種条件の設定・調整が可能になりました。
特に、洗浄に関しては
汚れの特性やバラツキに関する情報が得られにくいため
このような分類・解析をベースに実験確認することで
効果的な超音波制御が、実現します。
このカタログについて
| ドキュメント名 | 超音波モデルに基づいた超音波システム技術 |
|---|---|
| ドキュメント種別 | 製品カタログ |
| ファイルサイズ | 3.6Mb |
| 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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超音波モデルに基づいた超音波システム技術
2022.5.25 超音波システム研究所
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＞に基づいて、抽象代数学を利用した
効果的な「超音波発振制御システム」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 (ブルーバックス) 1987/6/1 赤池 弘次 (編集) より）
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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。
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＜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 の利用等の評価方法により、
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・実施しています。
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超音波（論理モデルに関する）研究
http://ultrasonic-labo.com/?p=1716
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論理モデルに基づいた超音波制御実験写真
超音波 28ｋHz 300W、 72ｋHz 300W
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超音波 38ｋHz 150W、 72ｋHz 300W
超音波 28ｋHz 300W、 72ｋHz 300W
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超音波 28ｋHz 300W、38ｋHz 150W、40ｋHz 300W
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超音波 38ｋHz 150W
超音波 40ｋHz 300W
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超音波 38ｋHz 150W 、72ｋHz 300W
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興味のある方はメールでお問い合わせ下さい
超音波システム研究所 メールアドレス info@ultrasonic-labo.com
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参考
超音波発振システム 20MHz タイプ
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/cec37b87b71060c758e71ebe14a0b5c4.pdf
超音波発振システム 1MHz タイプ
http://ultrasonic-labo.com/wp-content/uploads/e0dfe8aa5c17a3d8a890d9fd403bc8ca.pdf
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
表面弾性波の利用技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=7665
超音波の音圧測定解析システム（オシロスコープ 100MHz タイプ）
http://ultrasonic-labo.com/?p=17972
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
統計的な考え方を利用した超音波
http://ultrasonic-labo.com/?p=12202
空中超音波技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=17220
超音波（論理モデルに関する）研究
http://ultrasonic-labo.com/?p=1716
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論理モデルに基づいた超音波制御実験写真 Ｎｏ．２
－メガヘルツの超音波発振制御による表面弾性波のコントロール－
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以上