شناور اولتراسونیک و کاربردهای صنعتی آن
شناور اولتراسونیک / آکوستیک یک گزینه صنعتی اثبات شده برای تحمل غیر تماسی مواد حساس به وزن سبک و همچنین برای جابجایی نمونه بدون تماس است. درباره شناور اولتراسونیک و کاربردهای آن در صنعت و علم بیشتر بدانید!
کاربردهای شناور اولتراسونیک
شناور آکوستیک یک روش علمی اثبات شده و صنعتی برای جابجایی مواد بدون تماس و موقعیت یابی نمونه است. شناور اولتراسونیک به عنوان روش دست زدن بدون تماس برای دستکاری قطعات کار حساس و شکننده سطح، به عنوان مثال ویفرها، میکروچیپ ها یا صفحات شیشه ای نازک، بدون ضربه مکانیکی استفاده می شود. با توجه به دست زدن به مواد و نمونه ها بدون تماس ، شناور مافوق صوت در کاربردهای صنعتی ، علمی و تحلیلی اجرا شده است.
در صنعت، شناور اولتراسونیک به عنوان یک روش قابل اعتماد برای پردازش بدون تماس و بدون ظرف ریزتراشه ها و سایر اشیاء کوچک و ظریف استفاده می شود که مستعد آسیب حتی با تماس فیزیکی نور هستند. یکی دیگر از زمینه های کاربرد ، جابجایی مواد با خلوص بسیار بالا یا واکنش دهنده های شیمیایی است که تحت تأثیر یک ظرف قرار می گیرد.
موقعیت های شناور کره های پلی پروپیلن در یک شناور آکوستیک تک محوره. Levitator / sonotrode در بالا ، بازتابنده در پایین (b) H1 = 7.45 میلی متر ؛ (د) H3 = 21.55 میلی متر
(مطالعه و تصاویر: © آندراده و همکاران 2018)
- اجسام حساس به نیروهای فیزیکی (به عنوان مثال، ریزتراشه ها)
- مواد غیر رسانا
- مواد با خلوص بالا
- واکنش دهنده های شیمیایی
- نمونه های بیولوژیکی، تحلیلی
- پروتئین ها برای کریستالوگرافی
اصل کار شناور اولتراسونیک
شناور شدن آکوستیک کاربرد امواج اولتراسوند را بر روی یک مایع، معمولا گاز (به عنوان مثال هوا) توصیف می کند. هنگامی که موج اولتراسوند از طریق گاز عبور می کند، موج صوتی نیروی گرانش را متعادل می کند – در نتیجه اجسام می توانند بدون پشتیبانی در هوا معلق باشند. این اثر یک جسم شناور آزاد در یک موج صوتی به پدیده موج ایستاده نیاز دارد. یک موج ایستاده زمانی تشکیل می شود که دو موج یکسان که از جهت مخالف می آیند با یکدیگر قرار بگیرند. بنابراین، در یک تنظیم شناور آکوستیک از یک مبدل اولتراسونیک برای ایجاد امواج فشار طولی استفاده می شود و یک بازتابنده در طرف دیگر امواج را منعکس می کند، به طوری که موج یکسانی که از هر دو طرف می آید می تواند روی هم قرار گیرد و امواج ایستاده را تشکیل دهد.
شناور آکوستیک یک کره سفت و سخت کوچک در گره فشار یک موج ایستاده صفحه ای که بین یک مبدل/شناور و یک بازتابنده ایجاد شده است.
(مطالعه و تصاویر: © آندراده و همکاران 2018)
گره ها و آنتی گره ها: موج فشار طولی سونوگرافی شدید اجازه می دهد تا بدون تماس در هوا شناور شود. چنین امواج اولتراسوند ایستاده گره های مشخصی دارند. گره ناحیه حداقل فشار است، در حالی که پادگره به عنوان ناحیه حداکثر فشار تعریف می شود. گره های یک موج ایستاده در مرکز شناور صوتی قرار دارند.
شناور های مافوق صوت با قرار دادن میدان موج ایستاده بر روی یک پروب اولتراسونیک (یعنی sonotrode) و استفاده از یک بازتابنده کار می کنند.
تجهیزات شناور اولتراسونیک
Hielscher مافوق صوت طولانی مدت و با تجربه در طراحی، ساخت و توزیع با کیفیت بالا، تجهیزات سونوگرافی با کارایی بالا است. برای شناور کردن آکوستیک، Hielscher دو نوع استاندارد شناور را ارائه می دهد:
- UP100H – یک شناور 30 کیلوهرتز، 100 وات
- UP400St – یک شناور 24 کیلوهرتز، 400 وات
- UIP500hdT – یک شناور 20 کیلوهرتز، 500 وات
پردازنده اولتراسونیک UP400St یک سیستم جمع و جور است که در آن مبدل و ژنراتور در یک محفظه قوی ترکیب می شوند. 500 وات شناور قدرتمند UIP500hdT دارای مبدل و ژنراتور جداگانه است. UIP500hdT با مبدل درجه IP64 خود برای نصب در محیط های سخت ایده آل است.
شناور های اولتراسونیک را می توان به صورت تک واحد یا به صورت موازی نصب کرد و قادر به کار در خطوط پردازش با سرعت بالا و با توان بالا هستند.
برای نیازهای خاص, Hielscher Ultrasonics طراحی و تولید شناور سفارشی و اختصاصی, بیش از حد.
تماس با ما! / از ما بپرسید!
ادبیات / منابع
- 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 مافوق صوت تولید کننده هموژنایزرهای مافوق صوت با کارایی بالا از ازمایشگاه ها تا اندازه صنعتی.