Questions fréquemment posées sur les ultrasons
Vous trouverez ci-dessous les réponses aux questions les plus courantes concernant l'ultrasonication. Si vous ne trouvez pas de réponse à votre question, n'hésitez pas à nous la poser. Nous nous ferons un plaisir de vous aider.
- Puis-je soniquer des solvants ?
- De quelle puissance ultrasonique ai-je besoin ?
- Les ultrasons affectent-ils l'homme ? Quelles sont les précautions à prendre lors de l'utilisation des ultrasons ?
- Quelle est la différence entre les transducteurs magnétostrictifs et piézoélectriques ?
- Pourquoi l'échantillon s'échauffe-t-il pendant la sonication ?
- Existe-t-il des recommandations générales pour la sonification des échantillons ?
- Hielscher propose-t-il des pointes de sonotrode remplaçables ?
Q : Puis-je soniquer des solvants ?
Théoriquement, les solvants inflammables peuvent être enflammés par la sonication, car des substances volatiles inflammables ou explosives peuvent être générées par la cavitation. C'est pourquoi vous devez utiliser des appareils à ultrasons et des accessoires adaptés à ce type d'application ultrasonique.
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Si vous souhaitez que les solvants soient sonifiés, veuillez contactez-nousafin que nous puissions recommander des mesures appropriées.
Q : De quelle puissance ultrasonique ai-je besoin ?
La puissance ultrasonique nécessaire dépend de plusieurs facteurs, tels que
- le volume exposé à la sonication
- le volume total à traiter
- le temps de traitement du volume total
- matériau à sonifier
- résultat du processus prévu après le traitement par ultrasons
En général, un volume plus important nécessite une puissance (wattage) plus élevée ou un temps de sonication plus long. Pour la plupart des types de sonotrodes, la puissance est principalement répartie sur la surface de la pointe. Par conséquent, les sondes de plus petit diamètre génèrent un champ de cavitation plus ciblé. Une intensité ultrasonique plus élevée (exprimée en puissance par volume) se traduit généralement par une plus grande efficacité de traitement.
Q : Les ultrasons affectent-ils l'homme ? Quelles sont les précautions à prendre lors de l'utilisation des ultrasons ?
Les fréquences ultrasoniques sont elles-mêmes supérieures à la gamme audible par l'homme. Les vibrations ultrasoniques se couplent très bien avec les solides et les liquides où elles peuvent générer des ultrasons. cavitation. C'est pourquoi il ne faut pas toucher les pièces vibrant aux ultrasons ni plonger la main dans les liquides sonifiés. La transmission aérienne des ondes ultrasoniques n'a pas d'impact négatif documenté sur le corps humain, car les niveaux de transmission sont très faibles.
Lors de la sonication de liquides, l'effondrement des bulles de cavitation génère un bruit strident. Le niveau du bruit dépend de plusieurs facteurs, tels que la puissance, la pression et l'amplitude. En outre, un bruit de fréquence sub-harmonique (basse fréquence) peut être généré. Ce bruit audible et ses effets sont comparables à ceux d'autres machines, telles que les moteurs, les pompes ou les soufflantes. C'est pourquoi nous recommandons l'utilisation de bouchons d'oreille appropriés lorsque l'on se trouve à proximité d'un système d'exploitation pendant une période prolongée. En outre, nous proposons des boîtiers de protection acoustique adaptés à nos sonicateurs.
Q : Quelle est la différence entre les transducteurs magnétostrictifs et piézoélectriques ?
Dans les transducteurs magnétostrictifs, l'énergie électrique est utilisée pour générer un courant électrique. champ électromagnétique qui fait vibrer un matériau magnétostrictif. Dans les transducteurs piézoélectriques, l'énergie électrique est directement convertie en vibrations longitudinales. C'est pourquoi les transducteurs piézoélectriques ont une conversion plus élevée. Cela permet de réduire les besoins en refroidissement. Aujourd'hui, les transducteurs piézoélectriques sont très répandus dans l'industrie.
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Q : Pourquoi l'échantillon s'échauffe-t-il pendant la sonication ?
Les ultrasons transmettent de l'énergie dans un liquide. Les oscillations mécaniques entraînent des turbulences et des frottements dans le liquide. C'est pourquoi les ultrasons génèrent une chaleur considérable pendant le traitement. Un refroidissement efficace est nécessaire pour réduire l'échauffement. Pour les petits échantillons, les flacons ou les béchers en verre doivent être placés dans un bain de glace pour dissiper la chaleur.
En savoir plus sur le contrôle de la température pendant la sonication !
Outre l'impact négatif potentiel des températures élevées sur vos échantillons, par exemple les tissus, l'efficacité de la cavitation diminue à des températures plus élevées.
Q : Existe-t-il des recommandations générales pour la sonification des échantillons ?
Les petits récipients doivent être utilisés pour le traitement par ultrasons, car la distribution de l'intensité est plus homogène que dans les grands béchers. La sonotrode doit être immergée suffisamment profondément dans le liquide pour éviter la formation de mousse. Les tissus durs doivent être macérés, broyés ou pulvérisés (par exemple dans de l'azote liquide) avant la sonication. Pendant l'ultrasonication, des radicaux libres peuvent être générés et réagir avec le matériau. Le rinçage de la solution de matériau liquide avec de l'azote liquide ou l'inclusion de piégeurs, tels que le dithiothréitol, la cystéine ou d'autres composés -SH dans le milieu, peuvent réduire les dommages causés par les radicaux libres oxydatifs.
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Q : Hielscher propose-t-il des pointes de sonotrode remplaçables ?
Hielscher ne fournit pas de pointes remplaçables pour les sonotrodes. Les liquides à faible tension de surface, tels que les solvants, pénètrent généralement dans l'interface entre la sonotrode et la pointe remplaçable. Ce problème augmente avec l'amplitude de l'oscillation. Le liquide peut transporter des particules dans la section filetée. Cela provoque l'usure du filetage et l'isolement de la pointe par rapport à la sonotrode. Si la pointe est isolée, elle ne résonnera pas à la fréquence de fonctionnement et le dispositif tombera en panne. C'est pourquoi Hielscher ne fournit que des sondes solides.

réacteur à ultrasons équipé du sonicateur industriel UIP2000hdT
Questions fréquemment posées sur les sonicateurs et leurs composants
Qu'est-ce qu'un générateur d'ultrasons ?
Le générateur d'ultrasons (alimentation électrique) génère des oscillations électriques de fréquence ultrasonique (supérieure à la fréquence audible, par exemple 19 kHz). Cette énergie est transmise à la sonotrode.
Qu'est-ce qu'une sonotrode/sonde ?
La sonotrode (également appelée sonde ou cornet) est un composant mécanique qui transmet les vibrations ultrasoniques du transducteur au matériau à sonifier. Elle doit être montée très serrée pour éviter les frictions et les pertes. Selon la géométrie de la sonotrode, les vibrations mécaniques sont amplifiées ou réduites. À la surface de la sonotrode, les vibrations mécaniques sont couplées au liquide. Il en résulte la formation de bulles microscopiques (cavités) qui se dilatent pendant les cycles de basse pression et implosent violemment pendant les cycles de haute pression. Ce phénomène est appelé cavitation acoustique. La cavitation génère des forces de cisaillement élevées à l'extrémité de la sonotrode et provoque une agitation intense du matériau exposé.
Qu'est-ce qu'un transducteur piézo-électrique ?
Le transducteur ultrasonique (convertisseur) est un composant électromécanique qui convertit les oscillations électriques en vibrations mécaniques. Les oscillations électriques sont générées par le générateur. Les vibrations mécaniques sont transmises à la sonotrode.
Quelle est la différence entre un transducteur piézo-électrique et un transducteur magnétostrictif ?
Un transducteur piézoélectrique convertit l'énergie électrique en vibrations mécaniques à l'aide de cristaux piézoélectriques qui se déforment lorsqu'un champ électrique est appliqué, offrant ainsi une efficacité et une précision élevées. Un transducteur magnétostrictif génère des vibrations grâce à l'effet magnétostrictif, où les matériaux magnétiques changent de forme en réponse à un champ magnétique, ce qui offre une efficacité nettement inférieure à celle des transducteurs piézoélectriques. Tous les sonicateurs Hielscher utilisent des transducteurs piézoélectriques pour une efficacité supérieure et un fonctionnement fiable.
Qu'est-ce que l'amplitude ultrasonique / l'amplitude de vibration ?
L'amplitude de la vibration décrit l'ampleur de l'oscillation à la pointe de la sonotrode. Elle est généralement mesurée crête à crête. Il s'agit de la distance entre la position de la pointe de la sonotrode à l'expansion maximale et à la contraction maximale de la sonotrode. Les amplitudes typiques des sonotrodes sont comprises entre 20 et 250 µm.
Qu'est-ce que la cavitation acoustique ?
La cavitation acoustique est la formation, la croissance et l'effondrement de bulles dans un liquide en raison des fluctuations de pression dues à des ondes sonores de haute intensité. Un sonicateur à sonde est une méthode efficace pour induire la cavitation, car il délivre une énergie ultrasonique focalisée directement dans le liquide. Cela favorise la formation et l'effondrement des bulles, générant des conditions localisées intenses, telles que des températures, des pressions et des cisaillements élevés, qui sont utiles dans des applications telles que la sonochimie, la synthèse de nanoparticules et la désintégration cellulaire.
Quelle est la différence entre la sonication directe et indirecte ?
La sonication directe consiste à placer une sonde directement dans le liquide, délivrant ainsi une énergie ultrasonique efficace pour des processus tels que la lyse cellulaire ou la synthèse de nanoparticules. En revanche, la sonication indirecte transmet l'énergie ultrasonique à travers un récipient ou un milieu, évitant ainsi tout contact direct avec l'échantillon. Cette méthode est idéale pour prévenir la contamination ou traiter de petits volumes, mais elle est généralement moins efficace sur le plan énergétique.
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