Levinud probleemid ultraheli vedelikutöötlusseadmetega

Mis on ultraheli?

Kuigi heli on tajutav tunne, ei ole see alati kuuldav. Ultraheli tähendab sõna otseses mõttes heli ületamist; Heli üle inimese kuuldava spektri. Heli sagedus on helilainete tsüklite arv ühe sekundi jooksul. Sagedust mõõdetakse ühikutes, mida nimetatakse hertsideks (Hz). Kuna 18 kHz sekundis (18000 Hz/tsükkel) on ligikaudu inimese kuulmise ülempiir, viitab ultraheli helile (helilainetele), mis ületavad selle sageduse. 20 kHz on vedeliku töötlemise rakenduste jaoks kõige tõhusam sagedus.

Mis vahe on ultraheliprotsessoril ja ultrahelivannil?

Paljude tegurite tõttu on ultraheli intensiivsus ja võimsus vannis madal, sõltuvad asendist ja ebaühtlased. Ultraheliprotsessorit kasutades kiireneb tööriista ülaosas oleva suure energiaintensiivsuse, kontsentratsiooni ja reguleeritavuse tõttu töötlemiskiirus oluliselt ja korratavus on kõrge.

20KHZ või 40KHZ?

Ultraheli puhastamiseks ja pihustamiseks kasutatakse tavaliselt sagedust 40 kHz, kuna tilkade suurus sellel sagedusel on pool 20 kHz juures tekkiva tilga suurusest. Enamiku ultrahelivedelike töötlemise rakenduste jaoks valitud sagedus on aga 20 kHz, kuna tööriista ülaosas olev amplituud ja sellest tulenev kavitatsioon on vedeliku töötlemisel tõhusamad. 40 kHz võib olla efektiivne väikeste partiide ja mõne lühema kestusega rakenduste puhul.

 

 

Kas ultraheliga töötlemisel on mingeid piiranguid?

Jah – viskoossus, temperatuur ja vedeliku omadused. Materjali viskoossuse kasvades väheneb selle võime edastada vibratsiooni. Tavaliselt on maksimaalne viskoossus, millega saab materjale tõhusalt töödelda, 4000 cps. Standardsüsteemide puhul on tegelik ülemine temperatuuripiir ligikaudu 65 kraadi C. Tahkeid tööriistapäid saab kasutada vesilahuste ja madala pindpinevusega vedelike (nt lahustid) jaoks, kuid vahetatavate tööriistapeadega kasutatakse neid ainult vesiproovide jaoks.

Millist instrumenti peaksin kasutama?

500 ja 800 W seadmed on kõige mitmekülgsemad, kuna need saavad hakkama nii suurte kui ka väikeste mahtudega – nii väike kui 250 μl mikrootsak, kuni 1 liiter 1 tolli (25 mm) sondi. Lisaks, kui neid kasutatakse koos pideva vooluga basseinid, võivad need töödelda palju liitreid tunnis. Kui teie proovi maht on väga väike, võib suuremahuliste ja tööstuslike rakenduste jaoks olla parim valik 1500 või 2500 vatti.

Vahetatav või vastupidav tööriistapea?

Vahetataval tööriistapeal on keermestatud ots, mille saab lahti keerata ja vahetada, kui tööriistapea on kulunud. Vahetustööriista pead kasutatakse ainult vett sisaldavate proovide jaoks. Kui teostate ultrahelitöötlust lahusele, mis sisaldab orgaanilisi lahusteid, alkoholi või mis tahes madala pindpinevusega vedelikku, imbub vedelik keermestatud tööriistapea sisemusse (olenemata sellest, kui tihe ühendus on). Kui vedelik satub tööriistapeasse, läheb see lahti ja kuvab süsteemi ülekoormuse vea. Kui rakendus nõuab lahusteid või madala pindpinevusega vedelikke, tuleb kasutada tahkeid sonde. Tahkeid sonde saab kasutada igat tüüpi vedelike jaoks. Pange tähele, et kõik mikroviibad on kindlad. Vahetatavad tööriistapead võivad olla ainult ½-tollistel või suurema läbimõõduga sondidel.

Milline tööriistapea on minu rakenduse jaoks kõige sobivam?

Mida suurem on tööriistapea läbimõõt ja suurem amplituud, seda suuremat mahtu saab töödelda. Väiksemasse mahutisse mahutamiseks on vaja väiksemat tööriistapead.

Kui sügavale tuleks tööriistapea sisestada?

Kui tööriistapea sukeldussügavus ei ole piisav, hakkab proov mullitama. Kui tööriistapea on liiga sügavale kastetud, ei saa proov tõhusalt ringleda. Amplituudi liiga kõrge seadmine võib samuti põhjustada vahutamist. Kõik kirjeldatud olukorrad võivad viia töötlemisaja pikenemiseni ja halbade tulemusteni. Reguleerige tööriistapea sügavust, et vältida pritsmeid ja vahutamist, säilitades samal ajal proovide intensiivse segamise.

 

 

Kas sonde saab valmistada mis tahes pikkusega?

Ei, see pole võimalik. Tööriistapea resoneerib kindlal sagedusel (poollainepikkusel või poole lainepikkuse kordsetel). 20 kHz tööriistapea on ligikaudu 5 tolli (127 millimeetrit) pikk ja seda saab pikendada 5 tolli (127 millimeetri) sammuga.

Võimsusnäidik ja amplituudi seadistus?

Võimsus on andurile edastatud elektrienergia mõõt. Seda mõõdetakse vattides ja kuvatakse ultraheliseadme ekraanil. Anduris muundatakse elektrienergia mehaaniliseks energiaks. See saavutatakse põnevate piesoelektriliste kristallide abil, mis liiguvad anduri sees pikisuunas. See muundamine elektrienergiast mehaaniliseks energiaks põhjustab liikumise läbi tööriistapea, mille tulemuseks on ülaosa üles-alla liikumine.

Ühe liigutusega üles-alla läbitud vahemaad nimetatakse amplituudiks. Amplituud on reguleeritav. Igal tööriistapeal on maksimaalne amplituudi väärtus. Näiteks kui see on seatud väärtusele 100% ½" Tööriistapea läbimõõdus saavutab tööriistapea ligikaudu 115 μ amplituud m. Kui see on seatud 50%, on amplituud ligikaudu 57 μM. Pange tähele, et see väärtus on ligikaudne mitte täiesti lineaarne.

Amplituudi ja intensiivsuse vahel on otsene seos. Kui töötate madala amplituudiga seadetes, saate madala intensiivsusega ultraheliravi. Kui töötate suure amplituudiga seadetes, saate kõrge intensiivsusega ultraheliravi. Tulemuste taasesitamiseks peavad proovi amplituudi seadistus, temperatuur, viskoossus ja maht olema ühtsed. Ultraheliravi tulemuste taasesitamisel on kõige olulisem tegur pigem amplituud kui võimsus.

Võimsuse ja amplituudi/intensiivsuse vahel on muutuv seos. Näiteks võrreldes kleepuvate proovidega, nagu mesi, nõuab vee ultrahelitöötlus 50% seadistusel vähem energiat. Nende kahe näidise amplituud/intensiivsus on sama, kuid võimsus/võimsus on erinev, kuna viskoossed proovid nõuavad tööriistapea käitamiseks rohkem vatti. Kleepuvad proovid avaldavad tööriistapaaridele suuremat koormust, seega peavad nende süsteemid töötama rohkem, et vibreerida üles ja alla sama intensiivsusega. Väikesed kõikumised võimsusnäidikus ultraheliravi ajal on normaalsed.