Urządzenia ultradźwiękowe do badań zgodnych z normami ASTM i standardami praktycznymi

Ultrasonikatory firmy Hielscher zapewniają kontrolowaną i powtarzalną sonikację w ramach metod ASTM obejmujących ścinanie ultradźwiękowe, ekstrakcję ultradźwiękową, erozję kawitacyjną oraz usuwanie biofilmu metodą MBEC.

Dlaczego wybór sonikatora ma znaczenie w badaniach zgodnych z normą ASTM

Metody ASTM wykorzystujące energię ultradźwiękową opierają się na kontrolowanej kawitacji akustycznej i drganiach, regulowanej amplitudzie, powtarzalnym pozycjonowaniu próbek oraz spójnym zarządzaniu temperaturą. Niewłaściwe urządzenie ultradźwiękowe może powodować niewystarczającą kawitację, nierównomierną obróbkę, nadmierne nagrzewanie lub słabą powtarzalność. Sonikatory firmy Hielscher są zaprojektowane z myślą o pracach walidacyjnych w laboratorium i wyposażone w cyfrową regulację amplitudy, funkcję rejestracji danych, szeroką kompatybilność z sonotrodami oraz niezawodną pracę ciągłą.

Dlaczego wybór sonikatora ma znaczenie w badaniach zgodnych z normą ASTM

Metody ASTM wykorzystujące energię ultradźwiękową opierają się na kontrolowanej kawitacji akustycznej i drganiach, regulowanej amplitudzie, powtarzalnym pozycjonowaniu próbek oraz spójnym zarządzaniu temperaturą. Niewłaściwe urządzenie ultradźwiękowe może powodować niewystarczającą kawitację, nierównomierną obróbkę, nadmierne nagrzewanie lub słabą powtarzalność. Sonikatory firmy Hielscher są zaprojektowane z myślą o pracach walidacyjnych w laboratorium i wyposażone w cyfrową regulację amplitudy, funkcję rejestracji danych, szeroką kompatybilność z sonotrodami oraz niezawodną pracę ciągłą.

Kontrolowany dopływ energii
Cyfrowe generatory ultradźwięków umożliwiają zapewnienie identyfikowalności amplitudy, czasu, ustawień impulsów oraz temperatury procesu na potrzeby dokumentacji metody.

Geometrie specyficzne dla danej metody
Sonikatory sondowe, systemy kawitacyjne o dużej mocy oraz sonikatory płytkowe są dostosowane do różnych formatów próbek zgodnych z normą ASTM — od zlewek po płytki mikrotitracyjne.

Powtarzalna obróbka próbek
Stabilne warunki sonikacji poprawiają porównywalność wyników między seriami w odniesieniu do zmian lepkości, wydajności ekstrakcji, erozji kawitacyjnej oraz odzysku biofilmu.

Zalecane sonikatory firmy Hielscher zgodne z normami ASTM

W poniższych normach ASTM sonikacja stanowi podstawowy etap badania lub etap przygotowania próbki wspomagany sonikacją. Należy wybrać model odpowiadający wymaganej geometrii próbki, poziomowi mocy oraz wydajności.

ASTM D2603 – Stabilność olejów zawierających polimery pod wpływem ultradźwięków

Norma ASTM D2603 służy do oceny stabilności na ścinanie olejów zawierających polimery poprzez pomiar trwałej utraty lepkości po naświetlaniu w oscylatorze ultradźwiękowym. Badanie to stosuje się w przypadku płynów, takich jak oleje smarowe, płyny przekładniowe, płyny do ciągników oraz inne oleje modyfikowane polimerami, w których dodatki poprawiające wskaźnik lepkości mogą ulegać degradacji pod wpływem intensywnego ścinania.

Podstawowa funkcja sonikacji: intensywna i ukierunkowana kawitacja oraz siły ścinające wytwarzane przez sondę ultradźwiękową.
Kluczowe punkty kontroli: stały czas trwania badania, określona geometria sondy, regulacja temperatury próbki oraz powtarzalna głębokość zanurzenia.
Typowy wynik: lepkość przed i po sonikacji w celu ilościowego określenia trwałej utraty lepkości.
Zalecany sonikator: Urządzenie Hielscher UP400St z sonotrodą S24d22.
Model UP400St jest preferowaną konfiguracją firmy Hielscher do badań zgodnie z normą ASTM D2603, ponieważ zapewnia moc ultradźwiękową 400 W przy częstotliwości 24 kHz, precyzyjną regulację amplitudy, zintegrowane monitorowanie temperatury oraz kompatybilność z sondą o geometrii S24d22, stosowaną do badań stabilności przy ścinaniu ultradźwiękowym.
Dowiedz się więcej o normie ASTM D2603!

ASTM D5621 – Stabilność przy ścinaniu sonicznym płynów hydraulicznych

Norma ASTM D5621 służy do pomiaru stabilności na ścinanie płynów hydraulicznych poprzez określenie końcowej lepkości po naświetlaniu ultradźwiękami w oscylatorze ultradźwiękowym. Ma to szczególne znaczenie w przypadku płynów hydraulicznych zawierających dodatki polimerowe wrażliwe na ścinanie lub odporne na ścinanie.

Podstawowa funkcja sonikacji: przyspieszone ścinanie polimeru poprzez kawitację akustyczną.
Kluczowe punkty kontroli: dobór rogu ultradźwiękowego, stabilność amplitudy, regulacja temperatury oraz stały czas trwania badania.
Typowy wynik: końcowa lepkość lub zmiana lepkości po znormalizowanym zabiegu ultradźwiękowym.
Zalecany sonikator: Urządzenie Hielscher UP400St z sonotrodą S24d22.
Urządzenie UP400St stanowi również idealny wybór do przeprowadzania badań zgodnie z normą ASTM D5621. Jego układ do badań ścinania ultradźwiękowego z sondą o częstotliwości 24 kHz zapewnia laboratoriom kompaktową, sterowaną cyfrowo platformę do powtarzalnych badań ścinania płynów hydraulicznych.
Dowiedz się więcej o normie ASTM D5621!

astm g32 – Erozja kawitacyjna z wykorzystaniem urządzenia wibracyjnego wykorzystującego ultradźwięki

Norma ASTM G32 opisuje badania erozji kawitacyjnej z wykorzystaniem urządzenia wibracyjnego. Próbka jest poddawana wibracjom o wysokiej częstotliwości – wygenerowane przez sonikator – w cieczy, powodując powstawanie i zapadanie się wnęk, które prowadzą do mierzalnej utraty materiału. Metoda ta służy do porównywania odporności metali, powłok i innych materiałów inżynieryjnych na erozję kawitacyjną.
 

Przykładowy arkusz roboczy do badania erozji kawitacyjnej

 
Podstawowa funkcja sonikacji: kontrolowane pole kawitacyjne wytwarzane przez wibrującą sonotrodę.
Kluczowe punkty kontroli: amplituda, geometria próbki, odległość między elektrodami, temperatura cieczy, czas naświetlania oraz pomiar utraty masy próbki.
Typowy wynik: tempo erozji, skumulowana utrata masy lub porównawcza odporność na kawitację.
Zalecany sonikator: Hielscher UIP1000hdT.
Model UIP1000hdT stanowi doskonały wybór firmy Hielscher do badań zgodnych z normą 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 mniejszych lub większych wymagań dotyczących mocy odpowiednią alternatywą są modele Hielscher UIP500hdT i UIP2000hdT.
Dowiedz się więcej o normie ASTM G32!
Zapoznaj się z przebiegiem badania erozji kawitacyjnej!

ASTM E1979-21 – Ultradźwiękowe pobieranie próbek farby, pyłu, gleby i powietrza w celu oznaczenia zawartości ołowiu

Norma ASTM E1979-21 określa metodę ekstrakcji ultradźwiękowej służącą do przygotowania próbek środowiskowych przed analitycznym oznaczeniem zawartości ołowiu. Ma ona zastosowanie do takich matryc, jak suche powłoki malarskie, osiadły pył, gleba oraz cząstki stałe w powietrzu pochodzące z działań związanych z usuwaniem ołowiu, renowacją, higieną pracy oraz monitorowaniem środowiska.
 
Podstawowa funkcja sonikacji: ekstrakcja ultradźwiękowa w celu uwolnienia ołowiu do dalszych pomiarów analitycznych.
Kluczowe punkty kontroli: naczynie do ekstrakcji, czas sonikacji, temperatura, matryca kwasowa oraz równomierny transfer energii.
Typowy wynik: stężenie ołowiu w ekstrakcie, określone za pomocą metody analitycznej zastosowanej w laboratorium końcowym.
Zalecany sonikator: Hielscher UP200Ht lub UP400St.
W przypadku rutynowego przygotowywania próbek zgodnie z normą ASTM E1979 urządzenie UP200Ht stanowi doskonały wybór laboratoryjny do ekstrakcji próbek o małej i średniej objętości. Model UP400St jest zalecany, gdy wymagana jest większa intensywność, większa przepustowość próbek lub większa elastyczność sonotrody.
Dowiedz się więcej o normie ASTM E1979-21!

ASTM E2799-22 – Badanie skuteczności środka dezynfekującego przeciwko biofilmowi Pseudomonas aeruginosa z wykorzystaniem testu MBEC

Norma ASTM E2799-22 określa parametry operacyjne dotyczące hodowli, obróbki, neutralizacji i odzyskiwania biofilmu Pseudomonas aeruginosa w formacie testu MBEC o wysokiej wydajności. Biofilm rozwija się na pokrywie z 96 kołkami, która odpowiada 96-dołkowej płytce odbiorczej. Po ekspozycji na środek dezynfekujący stosuje się sonikację jako etap oddzielania i odzyskiwania biofilmu.

Podstawowa funkcja sonikacji: jednoczesne, powtarzalne oddzielanie biofilmu z pokrywy MBEC z 96 kołkami do studzienek mikropłytki.
Kluczowe punkty kontroli: równomierne rozłożenie energii ultradźwiękowej na całej powierzchni płytki, kontrolowany czas ekspozycji, niskie ryzyko zanieczyszczenia krzyżowego oraz odzyskiwanie komórek bez nadmiernej energii niszczącej.
Typowy wynik: ilościowe odzyskanie żywych komórek biofilmu po zastosowaniu środka dezynfekującego.
Zalecany sonikator: Hielscher UIP400MTP.

Urządzenie UIP400MTP idealnie nadaje się do stosowania zgodnie z normą ASTM E2799-22, ponieważ zostało zaprojektowane z myślą o płytkach mikrotitracyjnych, a nie o obróbce za pomocą sondy w pojedynczych naczyniach. Zapewnia równomierne rozłożenie ultradźwięków na całej powierzchni płytki, umożliwiając jednoczesną obróbkę wszystkich studzienek oraz powtarzalne odrywanie biofilmów od pokrywek z kołkami MBEC. Dzięki temu urządzenie to lepiej nadaje się do wysokoprzepustowych procesów związanych z biofilmami niż sonda ręczna, gdzie kluczowe znaczenie ma równomierny rozkład energii na całej płytce oraz porównywalność między próbkami.
 
Dowiedz się więcej o urządzeniu UIP400MTP i teście MBEC!
Dowiedz się więcej o normie ASTM E2799-22!

Należy zawsze przestrzegać oficjalnej normy ASTM, aktualnej wersji systemu jakości obowiązującego w laboratorium oraz wszelkich zatwierdzonych wewnętrznych procedur operacyjnych (SOP). Firma Hielscher może pomóc w dostosowaniu sonotrod, uchwytów, naczyń i akcesoriów do geometrii wymaganej przez daną metodę.
Normy ASTM są dokumentami podlegającymi kontroli. Niniejsza strona zawiera podsumowanie zastosowań badawczych związanych z sonikacją oraz wytyczne dotyczące doboru sprzętu; nie zastępuje ona oficjalnego tekstu metody ASTM.

Projektowanie, produkcja i doradztwo – Jakość Made in Germany

Ultradźwięki Hielscher są dobrze znane z najwyższej jakości i standardów projektowych. Solidność i łatwa obsługa pozwalają na płynną integrację naszych ultradźwiękowców z obiektami przemysłowymi. Trudne warunki i wymagające środowiska są łatwo obsługiwane przez ultradźwięki Hielscher.

Hielscher Ultrasonics jest firmą posiadającą certyfikat ISO i kładzie szczególny nacisk na wysokowydajne ultradźwięki z najnowocześniejszą technologią i łatwością obsługi. Oczywiście ultradźwięki Hielscher są zgodne z CE i spełniają wymagania UL, CSA i RoHs.

Literatura / Referencje