الرفع بالموجات فوق الصوتية وتطبيقاته الصناعية
يعد الرفع بالموجات فوق الصوتية / الصوتية خيارا مثبتا صناعيا لتحمل عدم الاتصال للمواد الحساسة خفيفة الوزن وكذلك للتعامل مع العينات بدون تلامس. تعرف على المزيد حول الرفع بالموجات فوق الصوتية وتطبيقاته في الصناعة والعلوم!
تطبيقات الرفع بالموجات فوق الصوتية
الرفع الصوتي هو طريقة مثبتة علميا ومعتمدة صناعيا لمناولة المواد بدون تلامس وتحديد موضع العينات. يتم استخدام الرفع بالموجات فوق الصوتية كطريقة معالجة غير ملامسة لمعالجة قطع العمل الحساسة والهشة للسطح ، مثل الرقائق أو الرقائق الدقيقة أو الألواح الزجاجية الرقيقة ، دون تأثير ميكانيكي. نظرا للتعامل مع المواد والعينات بدون تلامس ، تم تنفيذ الرفع بالموجات فوق الصوتية في التطبيقات الصناعية والعلمية والتحليلية.
في الصناعة ، يتم استخدام الرفع بالموجات فوق الصوتية كطريقة موثوقة للمعالجة الخالية من التلامس وبدون حاويات للرقائق الدقيقة وغيرها من الأشياء الصغيرة والحساسة ، والتي تكون عرضة للتلف حتى بسبب الاتصال الجسدي الخفيف. مجال آخر للتطبيق هو التعامل مع المواد عالية النقاء أو المتفاعلات الكيميائية ، والتي ستتأثر بالحاوية.
مواضع الرفع لكرات البولي بروبلين في رافعة صوتية أحادية المحور. ليفيتاتور / سونوترود في الأعلى ، عاكس في الأسفل (ب) H1 = 7.45 مم ؛ (د) H3 = 21.55 مم
(دراسة وصور: © Andrade et al. 2018)
- الأشياء الحساسة للقوى الفيزيائية (مثل الرقائق الدقيقة)
- المواد غير الموصلة
- مواد عالية النقاء
- المتفاعلات الكيميائية
- عينات بيولوجية وتحليلية
- البروتينات لعلم البلورات
مبدأ عمل الرفع بالموجات فوق الصوتية
يصف الرفع الصوتي تطبيق الموجات فوق الصوتية على سائل ، عادة ما يكون غازا (مثل الهواء). عندما تنتقل الموجات فوق الصوتية عبر الغاز ، فإن الموجة الصوتية توازن قوة الجاذبية – ونتيجة لذلك يمكن للأجسام أن تحوم غير مدعومة في الهواء. يتطلب هذا التأثير لجسم عائم حر في موجة صوتية ظاهرة الموجة الدائمة. تتشكل الموجة الدائمة عندما تتراكب موجتان متطابقتان قادمتان من اتجاهين متعاكسين مع بعضهما البعض. لذلك ، في إعداد الرفع الصوتي ، يتم استخدام محول طاقة بالموجات فوق الصوتية لإنشاء موجات ضغط طولية ويعكس عاكس على الجانب الآخر الموجات ، بحيث يمكن للموجة المتطابقة القادمة من كلا الجانبين أن تتراكب وتشكل موجات دائمة.
الرفع الصوتي لكرة صلبة صغيرة عند عقدة الضغط لموجة واقفة مستوية تم إنشاؤها بين محول / رافع وعاكس.
(دراسة وصور: © Andrade et al. 2018)
العقد ومضادات الأضداد: تسمح موجة الضغط الطولية للموجات فوق الصوتية المكثفة بالتحليق بدون تلامس في الهواء. وقد حددت هذه الموجات فوق الصوتية الدائمة العقد. العقدة هي منطقة الضغط الأدنى ، بينما يتم تعريف العقدة المضادة على أنها منطقة الضغط الأقصى. تقع عقد الموجة الدائمة في مركز الرفع الصوتي.
تعمل الرافعات بالموجات فوق الصوتية عن طريق وضع مجال الموجة الدائمة فوق مسبار بالموجات فوق الصوتية (أي sonotrode) واستخدام عاكس.
معدات الرفع بالموجات فوق الصوتية
Hielscher Ultrasonics هو منذ فترة طويلة وخبرة جيدة في تصميم وتصنيع وتوزيع معدات الموجات فوق الصوتية عالية الجودة، عالية الأداء. للرفع الصوتي، Hielscher يقدم نوعين قياسيين من الرافعات:
- UP100H – جهاز رفع 30 كيلو هرتز ، 100 واط
- UP400St – رافع 24 كيلو هرتز ، 400 واط
- UIP500hdT – رافع 20 كيلو هرتز ، 500 واط
المعالج بالموجات فوق الصوتية UP400St هو نظام مدمج ، حيث يتم الجمع بين محول الطاقة والمولد في غلاف قوي. يتميز جهاز الرفع القوي UIP500hdT بقوة 500 واط بمحول طاقة ومولد منفصلين. مع محول الطاقة IP64 ، يعد UIP500hdT مثاليا للتركيب في البيئات الصعبة.
يمكن تركيب الرافعات بالموجات فوق الصوتية كوحدة واحدة أو بالتوازي وهي قادرة على العمل في خطوط معالجة عالية السرعة وعالية الإنتاجية.
لمتطلبات محددة، Hielscher Ultrasonics تصميم وتصنيع الرافعات المخصصة والملكية، أيضا.
اتصل بنا! / اسألنا!
الأدب / المراجع
- Andrade, M.A.B.; Pérez, N.; Adamowski, J.C. (2018): Review of Progress in Acoustic Levitation. Brazilian Journal of Physics 48, 2018. 190–213.
- Malte Junk, Jörn Hinrichs, Fritz Polt, Jonas Fechner, Werner Pauer (2020): Quantitative experimental determination of evaporation influencing factors in single droplet levitation. International Journal of Heat and Mass Transfer, Volume 149, 2020.
- Junk, Malte (2019): Tropfenverdunstung im akustischen Levitator. Dissertation Universität Hamburg. Fachbereich Chemie der Fakultät für Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften, Universität Hamburg 2019.
Hielscher الفوق صوتيات بتصنيع الخالط بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء من المختبر ل الحجم الصناعي.