Hielscher - Ultraschall-Technologie

Sonotroden übertragen den Ultraschall in die Flüssigkeit. Die Auswahl der Sonotrode richtet sich nach der Probemenge und nach der erforderlichen Ultraschallintensität.

Dünne Sonotroden ermöglichen sehr hohe Amplituden von bis zu 250µm und damit sehr hohe Schall-Leistungsdichten unter der Sonotrodenstirnfläche. Es entsteht eine kleine, aber sehr intensive Kavitationszone. Je größer der Durchmesser, desto mehr UltraschallLeistung kann über die somit größere Stirnfläche übertragen werden. Die Schall-Leistungsdichte, also das Verhältnis zwischen abgegebener Leistung und schwingender Fläche wird geringer. Damit wird die Kavitationszone zwar größer, aber weniger intensiv.

Als das am besten geeignete Sonotrodenmaterial hat sich eine Titanle­gie­rung erwiesen, die sehr hohe Am­pli­tu­den zuläßt und resistent gegen die meisten Flüssigkeiten ist. Diese Titanlegierung ist daher Standard bei unseren Sonotroden, und unsere Ultraschallprozessoren sind darauf abgestimmt. Für spezielle Anwendungsfälle fertigen wir auch Sonotroden aus Edelstahl, Glas oder Keramik an.

Die Längen der Sonotroden werden durch die halbe Wellenlänge bestimmt. Bei einer Frequenz von 24kHz ist eine Titansonotrode etwa 100mm lang. Sie kann aber auch in mehrfacher Länge gefertigt werden.

Mit O-Ringen oder schwingungsfreien Flanschen ver­sehene Sonotroden werden zum Eintrag von Ultraschall in Durchflußzellen oder geschlossene Systeme genutzt.

Da die Kavitation auch an den Sonotrodenflächen wirkt, kommt es hier zum Verschleiß. Dieser beträgt, wenn mit maximaler Amplitude Wasser beschallt wird, etwa 1mm pro 1000 Stunden. Das Frequenzbestimmungssystem un­serer Ultraschallprozessoren erhöht automatisch die Frequenz, so daß ein Abtrag von bis zu 5mm ohne nennenswerte Leistungseinbußen möglich ist.