――圧電素子の表面処理――ダイナミック特性の評価技術――
超音波システム研究所は、
＜超音波伝搬特性（音響特性）の分類＞に基づいた、
５００Ｈｚから９００ＭＨｚ以上の超音波伝搬状態を制御可能にする
超音波プローブの製造技術（圧電素子の表面処理・ダイナミック特性の評価）を開発しました。
目的に合わせた、オリジナル超音波プローブ（振動・音圧測定用、発振制御用、両用タイプ）の製造開発が可能です。
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このカタログについて
| ドキュメント名 | 超音波プローブの製造技術（コンサルティング対応） |
|---|---|
| ドキュメント種別 | その他 |
| ファイルサイズ | 2.9Mb |
| 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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超音波プローブの製造技術
――圧電素子の表面処理――
――ダイナミック特性の評価技術――
Ver2.0 2024.7.20 超音波システム研究所
超音波システム研究所は、
＜超音波伝搬特性（音響特性）の分類＞に基づいた、
５００Ｈｚから９００ＭＨｚ以上の超音波伝搬状態を制御可能にする
超音波プローブの製造技術（圧電素子の表面処理・ダイナミック特性の評価）を開
発しました。
目的に合わせた、オリジナル超音波プローブ（振動・音圧測定用、発振制御用、両
用タイプ）の製造開発が可能です。
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超音波プローブの伝搬特性
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（インパルス応答特性の解析）
４）相互作用の検出（発振電圧と受信電圧の相互作用：パワー寄与率を解析）
注：「R」フリーな統計処理言語かつ環境
autcor：自己相関の解析関数
bispec：バイスペクトルの解析関数
mulmar：インパルス応答の解析関数
mulnos：パワー寄与率の解析関数
＜超音波伝搬特性（音響特性）の分類＞
1：線形型
2：非線形型
3：ミックス型
4：ダイナミック変動型
（ 4－1：線形変動型 4－2：非線形変動型 4－3：ミックス変動型 ）
この分類を、超音波利用目的に合わせて
発振制御条件（スイープ発振）として設定します。
環境・条件・・により
複数の発振（スイープ発振・パルス発振）を組み合わせる場合も同様ですが
相互作用に対する測定確認が不十分だと
ダイナミックな非線形現象は発生しません。
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分類の詳細
１：線形型（キャビテーション主体型）
超音波の発振周波数に対して
伝搬状態の主要（最大エネルギー）周波数が
低調波（発振周波数の１／４、あるいは１／２）
から高調波（発振周波数の１倍、・・３倍）の範囲で
若干単調な変化がある状態
注：低調波が、発振周波数の１／８以下の場合
低周波の強い共振状態により、単調な共振と干渉の繰り返しが発生し
超音波刺激の効果が実現しない傾向になります
２：非線形型（音響流主体型）
超音波の発振周波数に対して
伝搬状態の主要（最大エネルギー）周波数が
高調波（発振周波数１０倍以上）の範囲で
単調な繰り返しがある状態
注：高調波は、超音波振動子、発振プローブ・・の
表面状態の工夫（特願２０２０－３１０１７ 超音波制御）により
発振周波数の１００倍を実現することも可能です
３：ミックス型（キャビテーションと音響流の組み合わせ型）
超音波発振部材の設置方法や接触部材・・・の相互作用により
発振周波数に対して
伝搬状態の主要（最大エネルギー）周波数が
低調波（発振周波数の１／８，１／４、あるいは１／２）
から高調波（発振周波数の１倍、・・２０倍）の範囲で
自然に発生する、ダイナミックな変化がある状態
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コメント
上記の１，２，３は、基本的な伝搬状態ですが
振動現象が、安定して長時間同じ現象を続けるためには、各種制御・・工夫が必要です
上記の１，２，３は、一定の発振状態を継続すると、周波数の低下や超音波の減衰現象
が発生し、超音波の利用効果は小さくなっていきます
そのため、実用的には、下記変動型を利用することが必要です
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４：変動型（各種制御による変化を利用するタイプ）
４－１：線形変動型
複数の超音波発振部材や発振制御・・を利用して
伝搬状態の主要（最大エネルギー）周波数が
低調波から高調波を、目的の範囲（発振周波数の１／８～１０倍程度）で
制御可能にした状態
４－２：非線形変動型
複数の超音波発振部材や発振制御・・を利用して
伝搬状態の主要（最大エネルギー）周波数が
低調波から高調波を、目的の範囲（発振周波数の１／２～５０倍程度）で
制御可能にした状態
４－３：ミックス変動型（ダイナミック変動型）
複数の超音波発振部材や発振制御・・の
音響特性や相互作用の確認に基づいて
伝搬状態の主要（最大エネルギー）周波数が
低調波から高調波を、目的の範囲（発振周波数の１／１６～１００倍程度）で
制御可能にした状態
分類としては上記の通りですが、
実用的には、ミックス変動型（ダイナミック変動型）として
低調波から高調波を最適化する事が、超音波制御になります
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＜参考＞
超音波プローブによる、非線形制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1566
超音波の非線形振動現象をコントロールする技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=11267
超音波伝搬現象の分類１
http://ultrasonic-labo.com/?p=10908
超音波伝搬現象の分類２
http://ultrasonic-labo.com/?p=17496
超音波伝搬現象の分類３
http://ultrasonic-labo.com/?p=17540
超音波の最適化技術１
http://ultrasonic-labo.com/?p=15226
超音波の最適化技術２
http://ultrasonic-labo.com/?p=16557
超音波制御技術（特開 2021-125866 超音波制御）
http://ultrasonic-labo.com/?p=16309
超音波を利用した「振動計測技術」
http://ultrasonic-labo.com/?p=16046
超音波プローブの製造・評価技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=15285
Page7
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
超音波の相互作用を評価する技術２
http://ultrasonic-labo.com/?p=12202
超音波の非線形振動現象をコントロールする発振制御システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=13908
超音波伝搬状態の測定・解析・評価システム
http://ultrasonic-labo.com/?p=1000
Page8
メガヘルツの超音波発振制御技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=1497
超音波洗浄器（水槽表面）の表面残留応力緩和・均一化処理
http://ultrasonic-labo.com/?p=19422
２００ＭＨｚ以上の超音波伝搬現象による表面改質処理
http://ultrasonic-labo.com/?p=2433
ファインバブルと超音波による、表面処理技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=18109
超音波装置（設計・製造・・）のコンサルティング対応
http://ultrasonic-labo.com/?p=7378
超音波システム（音圧測定解析、発振制御）の利用技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=16477
Page9
メガヘルツの超音波制御技術（洗浄、加工、攪拌、表面処理・・・）
http://ultrasonic-labo.com/?p=5267
超音波とファインバブルを利用した「めっき処理」技術
http://ultrasonic-labo.com/?p=18093
超音波の音圧測定解析に基づいた、超音波伝搬現象の分類
http://ultrasonic-labo.com/?p=10013
Page10
超音波伝搬部材の表面処理技術
Page12
【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
Page13
参考：超音波プローブの開発事例
＜材料の超音波伝搬特性確認＞
Page14
超音波プロ－部の試作
動作確認
Page15
配線接続・特性テスト（特性調整）
以上