真空密閉式洗浄装置に搭載されている超音波トランスデューサの周波数減衰は、洗浄効果に直接影響を与える重要な要因です。
真空密閉構造のため、装置内部での直接測定は容易ではありませんが、間接的または限定的に直接測定を行う方法がいくつか存在します。
1. 超音波ジェネレーターの出力周波数を測定する
- 最も直接的で、真空密閉システムの外部から実施できる検証方法です。
- 周波数カウンターまたはオシロスコープをジェネレーターの出力ケーブルに接続し、電気信号の周波数を測定します。
- 理想的には、この周波数は装置の公称超音波周波数（例：28kHz、40kHzなど）とほぼ一致するはずです。
- もし測定値が定格から大きくずれていたり、周波数が不安定な場合は、超音波トランスデューサーまたはジェネレーター自体に不具合があり、安定した共振状態が維持できていない可能性があります。
2. ジェネレーターの電気パラメータを監視する
- 多くの超音波ジェネレーターには自己診断機能が備わっており、出力電力、電流、電圧、インピーダンスなどの電気パラメータをモニタリングできます。
- 超音波トランスデューサーの周波数が減衰したり性能が低下したりすると、システム全体の電気インピーダンスが変化します。その結果、ジェネレーターに異常なインピーダンス値が表示されたり、設定出力を維持しようとして異常な電流または電圧を出力する場合があります。
- ジェネレーターの表示画面を確認するか、通信インターフェースを介してこれらのパラメータを読み取り、通常稼働時のデータと比較します。
3. ハイドロフォン（Hydrophone）による測定（システムが対応している場合）
- ハイドロフォンは、液体中の音圧および周波数を測定するための専用センサーです。
- 洗浄装置の設計によっては、真空を破らずに専用の導入ポートからハイドロフォンプローブを洗浄液中に挿入でき、これが液中の音場周波数を直接測定する最も有効な方法となります。
- ハイドロフォンを周波数分析器またはオシロスコープに接続することで、液中の実際の動作周波数や音圧分布を直接観測・測定できます。
- ただし、完全密閉型の真空システムでは、この方法の適用は一般的に困難です。
4. キャビテーション（Cavitation）試験
- 超音波洗浄の効果は、主にキャビテーション（微細な気泡の発生・成長・崩壊）によって得られます。超音波の周波数は、このキャビテーションの強度と分布に直接影響します。
- 周波数を直接測定することはできませんが、キャビテーション強度の試験を行うことで、超音波ジェネレーターの動作状態を間接的に評価することができます。
- フォイルテスト（Foil Test）：洗浄液中にアルミ箔を入れて超音波を作動させ、キャビテーションによる衝撃でアルミ箔がどの程度、均一に侵食されるかを観察します。侵食が弱い、または不均一な場合は、超音波出力や周波数に問題がある可能性があります。
- ガラススライドテスト（Glass Slide Test）：ガラススライドに鉛筆で文字を書き、洗浄液中に入れて超音波を作動させます。文字がどの程度の速さで振動によって消えるかを観察します。
- キャビテーションメーター（Cavitation Meter）：一部の装置では、キャビテーションメーターを使用して洗浄液中のキャビテーション強度を定量的に測定することができます。
5. 洗浄効果の検証
- 最も直接的でありながら、結果に基づく判断方法です。
- 既知の汚染度を持つ標準ワークを用いて洗浄を行い、洗浄後の清浄度を確認します。
- 洗浄効果が明らかに低下している場合、他のパラメータが正常に見えても、超音波トランスデューサーの性能（周波数・出力・分布の均一性など）に問題がある可能性があります。
6. 超音波トランスデューサー棒の物理的状態の確認
- 可能であれば、安全を確保した上で装置を停止し、振動棒の表面に損傷・腐食・付着物がないかを確認します。
- また、超音波トランスデューサーと槽体の接続部の固定状態やケーブルの接続状態も点検します。これらは周波数を直接測定するものではありませんが、物理的な異常は性能低下や周波数変動の一般的な原因となります。
真空密閉式洗浄システムにおいては、最も実用的かつ推奨される方法は、超音波ジェネレーターの出力周波数測定と電気パラメータの監視です。
キャビテーションテストおよび洗浄効果の検証は、システム性能を間接的に確認する重要な補助手段です。
ハイドロフォンによる測定は最も直接的ですが、密閉構造のため実施が難しい場合があります。
Eco-lander（Eco-lander（エコランダー））が販売するドイツ製真空密閉式洗浄装置は、すべてドイツ製の高精度超音波システムを搭載しています。洗浄チャンバー内に配置された棒状超音波トランスデューサーは、自らが周波数モニタリング機能を備えており、システムの状態を常時監視することが可能です。
これは棒状トランスデューサーならではの大きな利点です。
出力がわずか1ミリ秒でも低下すると、システムは即座にアラートを発し、装置のHMI（ヒューマンマシンインターフェース）上に警告が表示されます。これは出力だけでなく、周波数も常時モニタリングされていることを意味します。
いかなる変化が検出された場合でも、ジェネレーターが自動的に警報を発します。
ご不明点や技術サポートのご要望がございましたら、Eco-lander（Eco-lander（エコランダー））の専門エンジニアチームまでお気軽にお問い合わせください。