Συχνές ερωτήσεις για τους υπερήχους

Παρακάτω θα βρείτε απαντήσεις στις συχνότερες ερωτήσεις σχετικά με την κατεργασία με υπερήχους. Αν δεν βρείτε απάντηση στην ερώτησή σας, μη διστάσετε να μας ρωτήσετε. Θα χαρούμε να σας βοηθήσουμε.

• Μπορώ να υποβάλω διαλύτες σε κατεργασία με υπερήχους;
• Πόση ισχύ υπερήχων χρειάζομαι;
• Επηρεάζουν οι υπέρηχοι τον άνθρωπο; Ποιες προφυλάξεις πρέπει να λαμβάνω κατά την κατεργασία με υπερήχους;
• Ποια είναι η διαφορά μεταξύ μαγνητοσυστολικών και πιεζοηλεκτρικών μετατροπέων;
• Γιατί θερμαίνεται το δείγμα κατά την κατεργασία με υπερήχους;
• Υπάρχουν γενικές συστάσεις για την κατεργασία δειγμάτων με υπερήχους;
• Προσφέρει η Hielscher αντικαταστάσιμα άκρα ηχοτροδίων;

Ε: Μπορώ να υποβάλω διαλύτες σε κατεργασία με υπερήχους;

Θεωρητικά, οι εύφλεκτοι διαλύτες θα μπορούσαν να αναφλεγούν κατά την κατεργασία με υπερήχους, επειδή η σπηλαίωση ενδέχεται να παράγει εύφλεκτες ή εκρηκτικές πτητικές ουσίες. Για τον λόγο αυτό, πρέπει να χρησιμοποιείτε συσκευές υπερήχων και εξαρτήματα κατάλληλα για αυτό το είδος εφαρμογής υπερήχων.
Διαβάστε περισσότερα για τους συνήθεις διαλύτες που χρησιμοποιούνται για εκχύλιση με υπερήχους!
Αν χρειάζεται να υποβάλετε διαλύτες σε κατεργασία με υπερήχους, παρακαλούμε επικοινωνήστε μαζί μας, ώστε να σας προτείνουμε κατάλληλα μέτρα.

Ε: Πόση ισχύ υπερήχων χρειάζομαι;

Η απαιτούμενη ισχύς υπερήχων εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, όπως:

• ο όγκος που υποβάλλεται σε κατεργασία με υπερήχους
• ο συνολικός όγκος προς επεξεργασία
• ο χρόνος επεξεργασίας του συνολικού όγκου
• το υλικό που πρόκειται να υποβληθεί σε κατεργασία με υπερήχους
• το επιδιωκόμενο αποτέλεσμα της διεργασίας μετά την κατεργασία με υπερήχους

Γενικά, ένας μεγαλύτερος όγκος απαιτεί υψηλότερη ισχύ (σε watt) ή περισσότερο χρόνο κατεργασίας με υπερήχους. Στους περισσότερους τύπους ηχοτροδίων, η ισχύς κατανέμεται κυρίως στην επιφάνεια του άκρου. Επομένως, οι ανιχνευτές μικρότερης διαμέτρου δημιουργούν ένα πιο εστιασμένο πεδίο σπηλαίωσης. Η υψηλότερη ένταση υπερήχων (εκφρασμένη ως ισχύς ανά μονάδα όγκου) συνήθως οδηγεί σε υψηλότερη απόδοση επεξεργασίας.

Ε: Επηρεάζουν οι υπέρηχοι τον άνθρωπο; Ποιες προφυλάξεις πρέπει να λαμβάνω κατά την κατεργασία με υπερήχους;

Οι συχνότητες των υπερήχων βρίσκονται πάνω από το ακουστό εύρος του ανθρώπου. Οι υπερηχητικές δονήσεις συζεύγνυνται πολύ αποτελεσματικά με στερεά και υγρά, όπου μπορούν να δημιουργήσουν υπερηχητική σπηλαίωση. Για τον λόγο αυτό, δεν πρέπει να αγγίζετε μέρη που δονούνται με υπερήχους ούτε να βάζετε τα χέρια σας σε υγρά που υποβάλλονται σε κατεργασία με υπερήχους. Η μετάδοση υπερηχητικών κυμάτων μέσω του αέρα δεν έχει τεκμηριωμένη αρνητική επίδραση στον ανθρώπινο οργανισμό, καθώς τα επίπεδα μετάδοσης είναι πολύ χαμηλά.

Κατά την κατεργασία υγρών με υπερήχους, η κατάρρευση των φυσαλίδων σπηλαίωσης παράγει έναν διαπεραστικό θόρυβο. Η στάθμη του θορύβου εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, όπως η ισχύς, η πίεση και το πλάτος ταλάντωσης. Επιπλέον, μπορεί να παραχθεί θόρυβος σε υποαρμονικές συχνότητες (χαμηλότερες συχνότητες). Αυτός ο ακουστός θόρυβος και οι επιδράσεις του είναι συγκρίσιμα με εκείνα άλλων μηχανημάτων, όπως κινητήρων, αντλιών ή φυσητήρων. Για τον λόγο αυτό, συνιστούμε τη χρήση κατάλληλων ωτοασπίδων όταν βρίσκεστε κοντά σε ένα σύστημα που λειτουργεί για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα. Επιπλέον, προσφέρουμε κατάλληλα ηχομονωτικά περιβλήματα για τις συσκευές υπερήχων μας.

Ε: Ποια είναι η διαφορά μεταξύ μαγνητοσυστολικών και πιεζοηλεκτρικών μετατροπέων;

Στους μαγνητοσυστολικούς μετατροπείς, η ηλεκτρική ισχύς χρησιμοποιείται για τη δημιουργία ενός ηλεκτρομαγνητικού πεδίου το οποίο προκαλεί τη δόνηση ενός μαγνητοσυστολικού υλικού. Στους πιεζοηλεκτρικούς μετατροπείς, η ηλεκτρική ισχύς μετατρέπεται απευθείας σε διαμήκεις δονήσεις. Για τον λόγο αυτό, οι πιεζοηλεκτρικοί μετατροπείς έχουν υψηλότερη απόδοση μετατροπής. Αυτό με τη σειρά του μειώνει τις απαιτήσεις ψύξης. Σήμερα, οι πιεζοηλεκτρικοί μετατροπείς επικρατούν στη βιομηχανία.
Διαβάστε περισσότερα για την εξαιρετική ενεργειακή απόδοση των συσκευών υπερήχων της Hielscher!

Ε: Γιατί θερμαίνεται το δείγμα κατά την κατεργασία με υπερήχους;

Η κατεργασία με υπερήχους μεταδίδει ισχύ σε ένα υγρό. Οι μηχανικές ταλαντώσεις προκαλούν τυρβώδη ροή και τριβή μέσα στο υγρό. Για τον λόγο αυτό, η κατεργασία με υπερήχους παράγει σημαντική θερμότητα κατά την επεξεργασία. Απαιτείται αποτελεσματική ψύξη για να περιοριστεί η αύξηση της θερμοκρασίας. Για μικρότερα δείγματα, τα φιαλίδια ή το γυάλινο ποτήρι ζέσεως θα πρέπει να διατηρούνται σε λουτρό πάγου για την απαγωγή της θερμότητας.
Διαβάστε περισσότερα για τον έλεγχο της θερμοκρασίας κατά την κατεργασία με υπερήχους!
Πέρα από τη δυνητική αρνητική επίδραση των αυξημένων θερμοκρασιών στα δείγματά σας, π.χ. σε ιστούς, η αποτελεσματικότητα της σπηλαίωσης μειώνεται σε υψηλότερες θερμοκρασίες.

Ε: Υπάρχουν γενικές συστάσεις για την κατεργασία δειγμάτων με υπερήχους;

Για την κατεργασία με υπερήχους θα πρέπει να χρησιμοποιούνται μικρά δοχεία, επειδή η κατανομή της έντασης είναι πιο ομοιογενής από ό,τι σε μεγαλύτερα ποτήρια ζέσεως. Το ηχοτρόδιο θα πρέπει να βυθίζεται αρκετά βαθιά στο υγρό ώστε να αποφεύγεται ο αφρισμός. Οι ανθεκτικοί ιστοί θα πρέπει να πολτοποιούνται, να αλέθονται ή να κονιοποιούνται (π.χ. σε υγρό άζωτο) πριν από την κατεργασία με υπερήχους. Κατά την κατεργασία με υπερήχους μπορούν να παραχθούν ελεύθερες ρίζες που θα μπορούσαν να αντιδράσουν με το υλικό. Η έκπλυση του διαλύματος του υγρού υλικού με υγρό άζωτο ή η προσθήκη δεσμευτών ελεύθερων ριζών, π.χ. διθειοθρεϊτόλης, κυστεΐνης ή άλλων ενώσεων -SH, στα μέσα μπορεί να μειώσει τη βλάβη που προκαλείται από τις οξειδωτικές ελεύθερες ρίζες.
Διαβάστε περισσότερα για συμβουλές και τεχνάσματα για επιτυχημένη κατεργασία με υπερήχους!
Κάντε κλικ εδώ για να δείτε πρωτόκολλα κατεργασίας με υπερήχους για ομογενοποίηση και λύση ιστών, κατεργασία σωματιδίων και ηχοχημικές εφαρμογές.

Ε: Προσφέρει η Hielscher αντικαταστάσιμα άκρα ηχοτροδίων;

Η Hielscher δεν προμηθεύει αντικαταστάσιμα άκρα για ηχοτρόδια. Τα υγρά χαμηλής επιφανειακής τάσης, όπως οι διαλύτες, συνήθως διεισδύουν στη διεπιφάνεια μεταξύ του ηχοτροδίου και του αντικαταστάσιμου άκρου. Το πρόβλημα αυτό αυξάνεται με το πλάτος της ταλάντωσης. Το υγρό μπορεί να μεταφέρει σωματίδια στο τμήμα με το σπείρωμα. Αυτό προκαλεί φθορά στο σπείρωμα, οδηγώντας σε απομόνωση του άκρου από το ηχοτρόδιο. Εάν το άκρο απομονωθεί, δεν θα συντονίζεται στη συχνότητα λειτουργίας και η συσκευή θα παρουσιάσει βλάβη. Επομένως, η Hielscher προμηθεύει μόνο συμπαγείς ακίδες.

Συχνές ερωτήσεις σχετικά με τις συσκευές υπερήχων και τα εξαρτήματά τους

Τι είναι η γεννήτρια υπερήχων;

Η γεννήτρια υπερήχων (τροφοδοτικό) παράγει ηλεκτρικές ταλαντώσεις υπερηχητικής συχνότητας (πάνω από την ακουστή συχνότητα, π.χ. 19kHz). Αυτή η ενέργεια μεταδίδεται στο ηχοτρόδιο.

Τι είναι το ηχοτρόδιο/η ακίδα

Το ηχοτρόδιο (που αναφέρεται επίσης ως ακίδα ή κέρας) είναι ένα μηχανικό εξάρτημα που μεταδίδει τις δονήσεις υπερήχων από τον μετατροπέα στο υλικό που πρόκειται να υποβληθεί σε κατεργασία με υπερήχους. Πρέπει να στερεώνεται πολύ σφιχτά ώστε να αποφεύγονται οι τριβές και οι απώλειες. Ανάλογα με τη γεωμετρία του ηχοτροδίου, οι μηχανικές δονήσεις ενισχύονται ή μειώνονται. Στην επιφάνεια του ηχοτροδίου, οι μηχανικές δονήσεις μεταφέρονται μέσω σύζευξης στο υγρό. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό μικροσκοπικών φυσαλίδων (κοιλοτήτων) που διαστέλλονται κατά τους κύκλους χαμηλής πίεσης και καταρρέουν βίαια κατά τους κύκλους υψηλής πίεσης. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται ακουστική σπηλαίωση. Η σπηλαίωση δημιουργεί υψηλές δυνάμεις διάτμησης στο άκρο του ηχοτροδίου και προκαλεί έντονη ανάδευση του εκτεθειμένου υλικού.

Τι είναι ο πιεζοηλεκτρικός μετατροπέας;

Ο μετατροπέας υπερήχων (μετατροπέας ενέργειας) είναι ένα ηλεκτρομηχανικό εξάρτημα που μετατρέπει τις ηλεκτρικές ταλαντώσεις σε μηχανικές δονήσεις. Οι ηλεκτρικές ταλαντώσεις παράγονται από τη γεννήτρια. Οι μηχανικές δονήσεις μεταδίδονται στο ηχοτρόδιο.

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ενός πιεζοηλεκτρικού μετατροπέα και ενός μαγνητοσυστολικού μετατροπέα;

Ένας πιεζοηλεκτρικός μετατροπέας μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε μηχανικές δονήσεις χρησιμοποιώντας πιεζοηλεκτρικούς κρυστάλλους που παραμορφώνονται όταν εφαρμόζεται ηλεκτρικό πεδίο, προσφέροντας υψηλή απόδοση και ακρίβεια. Ένας μαγνητοσυστολικός μετατροπέας παράγει δονήσεις μέσω του μαγνητοσυστολικού φαινομένου, κατά το οποίο τα μαγνητικά υλικά αλλάζουν σχήμα ως απόκριση σε ένα μαγνητικό πεδίο, παρέχοντας σημαντικά χαμηλότερη απόδοση σε σύγκριση με τους πιεζοηλεκτρικούς μετατροπείς. Όλες οι συσκευές υπερήχων της Hielscher χρησιμοποιούν πιεζοηλεκτρικούς μετατροπείς για ανώτερη απόδοση και αξιόπιστη λειτουργία.

Τι είναι το πλάτος υπερήχων / πλάτος δόνησης;

Το πλάτος δόνησης περιγράφει το μέγεθος της ταλάντωσης στο άκρο του ηχοτροδίου. Γενικά μετριέται από κορυφή σε κορυφή. Πρόκειται για την απόσταση μεταξύ της θέσης του άκρου του ηχοτροδίου κατά τη μέγιστη διαστολή και της θέσης του κατά τη μέγιστη συστολή του ηχοτροδίου. Τα τυπικά πλάτη των ηχοτροδίων κυμαίνονται από 20 έως 250µm.

Τι είναι η ακουστική σπηλαίωση;

Η ακουστική σπηλαίωση είναι ο σχηματισμός, η ανάπτυξη και η κατάρρευση φυσαλίδων σε ένα υγρό λόγω των διακυμάνσεων της πίεσης που προκαλούνται από ηχητικά κύματα υψηλής έντασης. Μια συσκευή υπερήχων με καθετήρα αποτελεί αποτελεσματική μέθοδο για την πρόκληση σπηλαίωσης, καθώς μεταδίδει εστιασμένη ενέργεια υπερήχων απευθείας στο υγρό. Αυτό ενισχύει τον σχηματισμό και την κατάρρευση των φυσαλίδων, δημιουργώντας έντονες τοπικές συνθήκες, όπως υψηλές θερμοκρασίες, πιέσεις και διάτμηση, οι οποίες είναι χρήσιμες σε εφαρμογές όπως η ηχοχημεία, η σύνθεση νανοσωματιδίων και η κυτταρική διάρρηξη.

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ άμεσης και έμμεσης κατεργασίας με υπερήχους;

Η άμεση κατεργασία με υπερήχους περιλαμβάνει την τοποθέτηση ενός καθετήρα απευθείας στο υγρό, μεταδίδοντας αποτελεσματικά ενέργεια υπερήχων για διεργασίες όπως η κυτταρική λύση ή η σύνθεση νανοσωματιδίων. Αντίθετα, η έμμεση κατεργασία με υπερήχους μεταδίδει την ενέργεια υπερήχων μέσω ενός δοχείου ή μέσου, αποφεύγοντας την άμεση επαφή με το δείγμα. Αυτή η μέθοδος είναι ιδανική για την αποφυγή επιμόλυνσης ή την επεξεργασία μικρών όγκων, αλλά γενικά έχει χαμηλότερη ενεργειακή απόδοση.
Κάντε κλικ εδώ για να μάθετε περισσότερα για τις συσκευές υπερήχων χωρίς επαφή της Hielscher!

Μπορούν τα ηχοτρόδια/οι καθετήρες να αποστειρωθούν σε αυτόκλειστο;

Ναι, τα ηχοτρόδια και οι κυψελίδες ροής της Hielscher μπορούν να αποστειρωθούν σε αυτόκλειστο. Ανατρέξτε στις παρακάτω οδηγίες για τη σωστή εκτέλεση της διαδικασίας. Η γεννήτρια, ο μετατροπέας, τα καλώδια και οι σύνδεσμοι δεν πρέπει να αποστειρώνονται σε αυτόκλειστο!
Κατεβάστε εδώ τις οδηγίες για την αποστείρωση ηχοτροδίων και κυψελίδων ροής σε αυτόκλειστο!