Sonikatory do badań i procedur zgodnych z normami ASTM

Sonikatory Hielscher zapewniają kontrolowaną, powtarzalną sonikację w metodach ASTM obejmujących ścinanie akustyczne, ekstrakcję ultradźwiękową, erozję kawitacyjną i odrywanie biofilmu w teście MBEC.

Dlaczego wybór sonikatora ma znaczenie w badaniach ASTM

Metody ASTM wykorzystujące energię ultradźwiękową wymagają określonej kawitacji akustycznej i drgań, kontrolowanej amplitudy, powtarzalnego pozycjonowania próbek i konsekwentnego utrzymywania temperatury. Niewłaściwe urządzenie ultradźwiękowe może powodować niedostateczną kawitację, nierównomierną obróbkę, nadmierne nagrzewanie lub niską powtarzalność. Sonikatory Hielscher zaprojektowano do laboratoryjnych prac walidacyjnych, zapewniając cyfrową kontrolę amplitudy, rejestrację danych, kompatybilność z szeroką gamą sonotrod i niezawodną pracę ciągłą.

Dlaczego wybór sonikatora ma znaczenie w badaniach ASTM

Metody ASTM wykorzystujące energię ultradźwiękową wymagają określonej kawitacji akustycznej i drgań, kontrolowanej amplitudy, powtarzalnego pozycjonowania próbek i konsekwentnego utrzymywania temperatury. Niewłaściwe urządzenie ultradźwiękowe może powodować niedostateczną kawitację, nierównomierną obróbkę, nadmierne nagrzewanie lub niską powtarzalność. Sonikatory Hielscher zaprojektowano do laboratoryjnych prac walidacyjnych, zapewniając cyfrową kontrolę amplitudy, rejestrację danych, kompatybilność z szeroką gamą sonotrod i niezawodną pracę ciągłą.

Kontrolowane dostarczanie energii
Cyfrowe generatory ultradźwiękowe pomagają zapewnić identyfikowalność amplitudy, czasu, ustawień impulsów i temperatury procesu na potrzeby dokumentacji metody.

Geometrie dostosowane do konkretnych metod
Sonikatory sondowe, systemy kawitacyjne dużej mocy i sonikatory do płytek są dostosowane do różnych formatów próbek stosowanych w metodach ASTM, od zlewek po płytki mikrotitracyjne.

Powtarzalna obróbka próbek
Stabilne warunki sonikacji poprawiają porównywalność między seriami badań w zakresie zmiany lepkości, wydajności ekstrakcji, erozji kawitacyjnej i odzysku biofilmu.

Zalecane sonikatory Hielscher do norm ASTM

Poniższe normy ASTM wykorzystują sonikację jako główny etap badania lub jako etap przygotowania próbek wspomagany sonikacją. Wybierz model odpowiadający wymaganej geometrii próbek, poziomowi mocy i wydajności przetwarzania próbek.

ASTM D2603 – Stabilność przy ścinaniu akustycznym olejów zawierających polimery

ASTM D2603 ocenia stabilność olejów zawierających polimery przy ścinaniu poprzez pomiar trwałego spadku lepkości po poddaniu działaniu fal akustycznych w oscylatorze akustycznym. Badanie stosuje się do płynów takich jak oleje smarowe, płyny przekładniowe, płyny do ciągników i inne oleje modyfikowane polimerami, w których dodatki poprawiające wskaźnik lepkości mogą ulegać degradacji pod wpływem intensywnego ścinania.

Główna funkcja sonikacji: intensywna, skoncentrowana kawitacja i ścinanie generowane przez sonotrodę ultradźwiękową.
Krytyczne punkty kontroli: stały czas badania, określona geometria sonotrody, kontrola temperatury próbki i powtarzalna głębokość zanurzenia.
Typowy wynik: lepkość przed sonikacją i po niej w celu ilościowego określenia trwałego spadku lepkości.
Zalecany sonikator: Hielscher UP400St z sonotrodą S24d22.
UP400St jest preferowaną konfiguracją Hielscher do ASTM D2603, ponieważ zapewnia moc ultradźwiękową 400 W przy częstotliwości 24 kHz, precyzyjną kontrolę amplitudy, zintegrowane monitorowanie temperatury i kompatybilność z geometrią sonotrody S24d22 stosowaną w badaniach stabilności przy ścinaniu akustycznym.
Dowiedz się więcej o ASTM D2603!

ASTM D5621 – Stabilność płynów hydraulicznych przy ścinaniu akustycznym

ASTM D5621 mierzy stabilność płynów hydraulicznych przy ścinaniu poprzez określenie końcowej lepkości po poddaniu działaniu ultradźwięków w oscylatorze akustycznym. Ma szczególne znaczenie dla płynów hydraulicznych zawierających dodatki polimerowe wrażliwe lub odporne na ścinanie.

Główna funkcja sonikacji: przyspieszone ścinanie polimerów za pomocą kawitacji akustycznej.
Krytyczne punkty kontroli: dobór sonotrody ultradźwiękowej, stabilność amplitudy, kontrola temperatury i stały czas trwania badania.
Typowy wynik: końcowa lepkość lub zmiana lepkości po znormalizowanej obróbce akustycznej.
Zalecany sonikator: Hielscher UP400St z sonotrodą S24d22.
UP400St jest również idealnym wyborem do ASTM D5621. Jego sondowy układ ścinania ultradźwiękowego o częstotliwości 24 kHz zapewnia laboratoriom kompaktową, sterowaną cyfrowo platformę do powtarzalnych badań ścinania płynów hydraulicznych.
Dowiedz się więcej o ASTM D5621!

ASTM G32 – Erozja kawitacyjna z wykorzystaniem ultradźwiękowej aparatury drgającej

ASTM G32 opisuje badanie erozji kawitacyjnej z wykorzystaniem aparatury drgającej. Próbkę poddaje się w cieczy drganiom o wysokiej częstotliwości – generowanym przez sonikator – co prowadzi do powstawania i zapadania się pęcherzyków kawitacyjnych powodujących mierzalny ubytek materiału. Metoda służy do porównywania odporności metali, powłok i innych materiałów inżynierskich na erozję kawitacyjną.
 

Przykładowy arkusz roboczy do badania erozji kawitacyjnej

 
Główna funkcja sonikacji: kontrolowane pole kawitacyjne generowane przez drgającą sonotrodę.
Krytyczne punkty kontroli: amplituda, geometria próbki, szerokość szczeliny, temperatura cieczy, czas ekspozycji i pomiar ubytku masy próbki.
Typowy wynik: szybkość erozji, skumulowany ubytek masy lub porównawcza odporność na kawitację.
Zalecany sonikator: Hielscher UIP1000hdT.
UIP1000hdT jest doskonałym wyborem spośród urządzeń Hielscher do ASTM G32, ponieważ jego konstrukcja sondowa o mocy 1000 W i częstotliwości 20 kHz zapewnia wysoką, stabilną amplitudę wymaganą do powtarzalnych badań erozji kawitacyjnej. W przypadku zapotrzebowania na mniejszą lub większą moc konfiguracje Hielscher UIP500hdT i UIP2000hdT stanowią odpowiednie alternatywy.
Dowiedz się więcej o ASTM G32!
Poznaj procedurę badania erozji kawitacyjnej!

ASTM E1979-21 – Ekstrakcja ultradźwiękowa próbek farby, pyłu, gleby i powietrza w celu oznaczania ołowiu

ASTM E1979-21 to procedura ekstrakcji ultradźwiękowej służąca do przygotowania próbek środowiskowych przed analitycznym oznaczaniem ołowiu. Dotyczy matryc takich jak suche warstwy farby, osiadły pył, gleba i cząstki zawieszone w powietrzu, pochodzących z działań związanych z usuwaniem zagrożeń związanych z ołowiem, prac remontowych, higieny pracy i monitoringu środowiska.
 
Główna funkcja sonikacji: ekstrakcja ultradźwiękowa umożliwiająca udostępnienie ołowiu do późniejszego pomiaru analitycznego.
Krytyczne punkty kontroli: naczynie ekstrakcyjne, czas sonikacji, temperatura, matryca kwasowa i stały transfer energii.
Typowy wynik: stężenie wyekstrahowanego ołowiu oznaczone za pomocą laboratoryjnej metody analitycznej w kolejnym etapie.
Zalecany sonikator: Hielscher UP200Ht lub UP400St.
Do rutynowego przygotowania próbek zgodnie z ASTM E1979 UP200Ht jest bardzo dobrym wyborem laboratoryjnym przy małych i średnich objętościach ekstrakcji. UP400St jest zalecany, gdy wymagana jest większa intensywność, większa wydajność przetwarzania próbek lub większa elastyczność doboru sonotrod.
Dowiedz się więcej o ASTM E1979-21!

ASTM E2799-22 – Badanie skuteczności środków dezynfekcyjnych wobec biofilmu Pseudomonas aeruginosa z wykorzystaniem testu MBEC

ASTM E2799-22 określa parametry operacyjne hodowli, obróbki, neutralizacji i odzysku biofilmu Pseudomonas aeruginosa w formacie testu MBEC o dużej wydajności przetwarzania próbek. Biofilm rośnie na pokrywie z 96 kołkami odpowiadającej 96-studzienkowej płytce odbiorczej. Po ekspozycji na środek dezynfekcyjny sonikację stosuje się jako etap odrywania i odzysku biofilmu.

Główna funkcja sonikacji: jednoczesne, powtarzalne odrywanie biofilmu od pokrywy MBEC z 96 kołkami i przenoszenie go do studzienek mikropłytki.
Krytyczne punkty kontroli: równomierna energia ultradźwiękowa na całej płytce, kontrolowany czas ekspozycji, niskie ryzyko zanieczyszczenia krzyżowego i odzysk komórek bez nadmiernej energii niszczącej.
Typowy wynik: ilościowy odzysk żywych komórek biofilmu po działaniu środka dezynfekcyjnego.
Zalecany sonikator: Hielscher UIP400MTP.

UIP400MTP idealnie nadaje się do ASTM E2799-22, ponieważ został zaprojektowany do płytek mikrotitracyjnych, a nie do obróbki sonotrodą w pojedynczym naczyniu. Zapewnia równomierne działanie ultradźwięków na całej płytce, umożliwiając jednoczesną obróbkę wszystkich studzienek i powtarzalne odrywanie biofilmów od pokryw MBEC z kołkami. Dzięki temu lepiej niż ręczna sonotroda nadaje się do procedur pracy z biofilmem o dużej wydajności przetwarzania próbek, w których niezbędne są stały rozkład energii na całej płytce i porównywalność między próbkami.
 
Przeczytaj więcej o UIP400MTP i teście MBEC!
Dowiedz się więcej o ASTM E2799-22!

Zawsze przestrzegaj oficjalnej normy ASTM, jej aktualnej wersji w laboratoryjnym systemie jakości oraz wszelkich zwalidowanych wewnętrznych standardowych procedur operacyjnych (SOP). Hielscher może pomóc w konfiguracji sonotrod, uchwytów, naczyń i akcesoriów w celu dopasowania ich do geometrii wymaganej w danej metodzie.
Normy ASTM są dokumentami nadzorowanymi. Ta strona przedstawia w skrócie zastosowania sonikacji w badaniach oraz wskazówki dotyczące doboru urządzeń; nie zastępuje oficjalnego tekstu metody ASTM.

Projektowanie, produkcja i doradztwo – Jakość wyprodukowana w Niemczech

Sonikatory Hielscher są znane z najwyższych standardów jakości i projektowania. Solidność i łatwa obsługa umożliwiają płynną integrację naszych sonikatorów z instalacjami przemysłowymi. Sonikatory Hielscher z łatwością radzą sobie w trudnych warunkach i wymagających środowiskach.

Hielscher Ultrasonics jest firmą certyfikowaną zgodnie z ISO i kładzie szczególny nacisk na sonikatory o wysokiej wydajności, wyposażone w najnowocześniejszą technologię i przyjazne dla użytkownika. Oczywiście sonikatory Hielscher są zgodne z CE i spełniają wymagania UL, CSA i RoHs.

Literatura / Źródła

• ASTM D5621-20, Standard Test Method for Sonic Shear Stability of Hydraulic Fluids, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2020.
• ASTM D2603-20, Standard Test Method for Sonic Shear Stability of Polymer-Containing Oils, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2020.
• ASTM E2799-22 Standard Test Method for Testing Disinfectant Efficacy against Pseudomonas aeruginosa Biofilm using the MBEC Assay
• ASTM E1979-21 Standard Practice for Ultrasonic Extraction of Paint, Dust, Soil, and Air Samples for Subsequent Determination of Lead
• ASTM32 Standard Test Method for Cavitation Erosion Using Vibratory Apparatus
• Spencer Court, Ilaria Corni, Nicola Symonds (2018): Cavitation Erosion Performance of Steel, Ceramics, Carbide, and Victrex PEEK Materials. Materials Performance and Characterization 1 May 2018; 7 (5): 1093–1106.
• Bolewski, Łukasz; Szkodo, Marek; Kmieć, Mateusz (2017): Cavitation erosion degradation of Belzona® coatings. Advances in Materials Science. 17, 2017.
• Kmieć, Mateusz; Karpiński, Bartłomiej; Szkodo, Marek (2016): Cavitation Erosion of P110 Steel in Different Drilling Muds. Advances in Materials Science. 16, 2016.
• Müller, Saskia; Fischper, Maurice; Mottyll, Stephan; Skoda, Romuald; Hussong, Jeanette (2014): Analysis of the cavitating flow induced by an ultrasonic horn – Experimental investigation on the influence of actuation phase, amplitude and geometrical boundary conditions. EPJ Web of Conferences 67, 2014.
• Michael, Paul; Cheekolu, Mercy; Panwar, Pawan; Devlin, Mark; Davidson, Rob; Johnson, Duval; Martini, Ashlie (2018): Temporary and Permanent Viscosity Loss Correlated to Hydraulic System Performance. Tribology Transactions 61, 2018.