High power ultrasonic application using a multi-mode ultrasonic transducer

使用多模式超声波换能器的高功率超声波应用

• 批准号: 24656153
• 负责人: MORITA Takeshi
• 金额: $ 2.16万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-24656153/
• 关键词: 音響エネルギー; 超音波工学; 強力超音波応用; 近接音場浮揚; 非線形現象

Near-field acoustic levitation (NFAL) is one of the high-power ultrasonic applications that are based on the nonlinear phenomena. The NFAL enables non-contact transportation by levitating kg-order objects. Until now, various NFAL researches had been reported; however they used only the simple sinusoidal vibration wave for a levitation force.In this study, we propose to utilize various wave forms to improve NFAL performances. For this purpose, new designed ultrasonic transducer was fabricated, whose resonant frequencies ratio can be controlled precisely, f3/f1 = 2. Using this transducer, fundamental and second vibration modes are easily combined. From the experimental results, we confirmed the nonlinear bulk modulus of air contributes to NFAL significantly and found the appropriate model using Poisson's law. According to this calculation, it was clarified that the form controlled wave is effective especially in the case of highly-loaded conditions.

近场声悬浮（NFAL）是基于非线性现象的高功率超声波应用之一。 NFAL 通过悬浮公斤级物体实现非接触式运输。迄今为止，已有多种 NFAL 研究报道；然而，他们仅使用简单的正弦振动波来产生悬浮力。在这项研究中，我们建议利用各种波形来提高 NFAL 性能。为此，制造了新设计的超声波换能器，其谐振频率比可以精确控制，f3/f1 = 2。使用该换能器，可以轻松组合基频和二次振动模式。从实验结果中，我们证实了空气的非线性体积模量对 NFAL 的贡献显着，并利用泊松定律找到了合适的模型。根据该计算，明确了形状控制波在高负载条件下尤其有效。

项目成果

Improvement of miniaturized resonant type SIDM actuator

小型化谐振型SIDM执行器的改进

• 发表时间: 2012
• 作者: T.Morita;H.Murakami;T.Yokose;H.Hosaka;武藤将史,森田剛;武藤将史,森田剛;Takeshi MORITA;Takami YOKOSE
• 通讯作者: Takami YOKOSE

多重モード振動子を用いた近接場音波浮揚の基礎的研究

多模振荡器近场声悬浮基础研究

• 发表时间: 2013
• 作者: T.Morita;H.Murakami;T.Yokose;H.Hosaka;武藤将史,森田剛
• 通讯作者: 武藤将史,森田剛

Takami Yokose, Hiroshi Hosaka and Takeshi Morita, "Design of miniaturized resonant type SIDM actuator

Takami Yokose、Hiroshi Hosaka 和 Takeshi Morita，“小型化谐振型 SIDM 执行器的设计

• 发表时间: 2012
• 作者: T.Morita;H.Murakami;T.Yokose;H.Hosaka;武藤将史,森田剛;武藤将史,森田剛;Takeshi MORITA;Takami YOKOSE;Takami YOKOSE
• 通讯作者: Takami YOKOSE

Study on near-field acoustic levitation by multi-mode ultrasonic transducer

多模超声换能器近场声悬浮研究

• 作者: Masafumi Mutou;Takeshi Morita
• 通讯作者: Takeshi Morita

多重モード振動子を用いた近接場音波浮揚現象に関する研究

多模振荡器近场声悬浮现象研究

• 发表时间: 2013
• 作者: T.Morita;H.Murakami;T.Yokose;H.Hosaka;武藤将史,森田剛;武藤将史,森田剛
• 通讯作者: 武藤将史,森田剛