Lewitacja ultradźwiękowa i jej zastosowania przemysłowe

Lewitacja ultradźwiękowa / akustyczna to sprawdzona w przemyśle opcja do bezdotykowego przenoszenia lekkich, wrażliwych materiałów, a także do bezdotykowego przenoszenia próbek. Dowiedz się więcej o lewitacji ultradźwiękowej i jej zastosowaniach w przemyśle i nauce!

Zastosowania lewitacji ultradźwiękowej

Lewitacja akustyczna jest naukowo udowodnioną i przemysłowo przyjętą metodą bezdotykowego przenoszenia materiałów i pozycjonowania próbek. Lewitacja ultradźwiękowa jako bezkontaktowa metoda obsługi służy do manipulowania wrażliwymi na powierzchnię i delikatnymi przedmiotami obrabianymi, np. waflami, mikrochipami lub cienkimi szklanymi płytkami, bez wpływu mechanicznego. Ze względu na bezdotykową obsługę materiałów i próbek, lewitacja ultradźwiękowa została wdrożona w zastosowaniach przemysłowych, naukowych i analitycznych.
W przemyśle lewitacja ultradźwiękowa jest stosowana jako niezawodna metoda bezdotykowego, bezkontenerowego przetwarzania mikrochipów i innych małych, delikatnych obiektów, które są podatne na uszkodzenia nawet przy lekkim kontakcie fizycznym. Innym obszarem zastosowań jest obsługa materiałów o bardzo wysokiej czystości lub reagentów chemicznych, na które miałby wpływ pojemnik.

Zapytanie o informacje





Lewitacja ultradźwiękowa / akustyczna jest wykorzystywana do bezdotykowego przenoszenia wrażliwych materiałów (np. mikrochipów, próbek analitycznych, substancji o wysokiej czystości).

Pozycje lewitacji kul polipropylenowych w jednoosiowym lewitatorze akustycznym. Lewitator / sonotroda na górze, reflektor na dole (b) H1 = 7,45 mm; (d) H3 = 21,55 mm
(opracowanie i zdjęcia: © Andrade et al. 2018)

W tym filmie używamy lewitacji akustycznej do zawieszania cząstek stałych i ciekłych w powietrzu. Używamy Hielscher UP400St - standardowego homogenizatora ultradźwiękowego o mocy 400 W i amplitudzie do 100%. W przypadku lewitacji wysoka amplituda działa lepiej niż niska amplituda. Sonotroda użyta w tym eksperymencie wytwarza 118 mikrometrowe oscylacje przy ustawieniu 100%. Hielscher dostarcza lewitatory klasy komercyjnej do bezdotykowego podnoszenia mikrochipów i bezdotykowego transportu płytek krzemowych lub wyświetlaczy telefonów komórkowych. Korzystając z lewitatora, można hodować i badać unoszące się kryształy lub reagować z mikrokropelkami zawieszonymi w powietrzu.

Lewitacja ultradźwiękowa - demonstracja ultradźwiękowej fali stojącej - UP400St

Miniatura wideo

Lewitacja ultradźwiękowa do bezdotykowej obsługi

  • obiekty wrażliwe na siły fizyczne (np. mikrochipy)
  • materiały nieprzewodzące
  • Materiały o wysokiej czystości
  • reagenty chemiczne
  • próbki biologiczne, próbki analityczne
  • białka do krystalografii

Zasada działania lewitacji ultradźwiękowej

Lewitacja akustyczna opisuje zastosowanie fal ultradźwiękowych do płynu, zwykle gazu (np. powietrza). Kiedy fala ultradźwiękowa przemieszcza się przez gaz, fala dźwiękowa równoważy siłę grawitacji – w wyniku czego obiekty mogą unosić się w powietrzu bez podparcia. Efekt swobodnego unoszenia się obiektu w fali dźwiękowej wymaga zjawiska fali stojącej. Fala stojąca powstaje, gdy dwie identyczne fale pochodzące z przeciwnych kierunków nakładają się na siebie. Dlatego w układzie lewitacji akustycznej przetwornik ultradźwiękowy jest używany do tworzenia podłużnych fal ciśnienia, a reflektor po drugiej stronie odbija fale, dzięki czemu identyczne fale pochodzące z obu stron mogą się nakładać i tworzyć fale stojące.

Schemat lewitatora ultradźwiękowego i pozycjonowania małej sztywnej kuli w węźle.

Lewitacja akustyczna małej sztywnej kuli w węźle ciśnienia płaskiej fali stojącej utworzonej między przetwornikiem/lewitatorem a reflektorem.
(opracowanie i zdjęcia: © Andrade et al. 2018)

Zapytanie o informacje





Węzły i anty-węzły: Podłużna fala ciśnienia intensywnych ultradźwięków pozwala na bezdotykowe unoszenie się w powietrzu. Takie stojące fale ultradźwiękowe mają zdefiniowane węzły. Węzeł jest obszarem minimalnego ciśnienia, podczas gdy anty-węzeł jest zdefiniowany jako obszar maksymalnego ciśnienia. Węzły fali stojącej znajdują się w centrum lewitacji akustycznej.
Lewitatory ultradźwiękowe działają poprzez pozycjonowanie pola fali stojącej nad sondą ultradźwiękową (tj. sonotrodą) i zastosowanie reflektora.

Sprzęt do lewitacji ultradźwiękowej

Firma Hielscher Ultrasonics posiada wieloletnie doświadczenie w projektowaniu, produkcji i dystrybucji wysokiej jakości, wysokowydajnych urządzeń ultradźwiękowych. W przypadku lewitacji akustycznej firma Hielscher oferuje dwa standardowe typy lewitatorów:
 

Procesor ultradźwiękowy UIP500hdT do zastosowań związanych z lewitacją akustyczną.Procesor ultradźwiękowy UP400St to kompaktowy system, w którym przetwornik i generator są połączone w solidnej obudowie. Wydajny lewitator UIP500hdT o mocy 500 W posiada oddzielny przetwornik i generator. Dzięki przetwornikowi o stopniu ochrony IP64, UIP500hdT jest idealny do instalacji w wymagających środowiskach.
Lewitatory ultradźwiękowe mogą być instalowane jako pojedyncze jednostki lub równolegle i są zdolne do pracy w szybkich, wysokowydajnych liniach przetwarzania.
W przypadku specyficznych wymagań firma Hielscher Ultrasonics projektuje i produkuje również niestandardowe i zastrzeżone lewitatory.

Skontaktuj się z nami! / Zapytaj nas!

Poproś o więcej informacji

Skorzystaj z poniższego formularza, aby uzyskać dodatkowe informacje na temat lewitatorów ultradźwiękowych, ich zastosowań i cen. Z przyjemnością omówimy z Państwem proces lewitacji i zaoferujemy lewitator ultradźwiękowy spełniający Państwa wymagania!









Zwróć uwagę na nasze Polityka prywatności.


W tym filmie zademonstrowano lewitację akustyczną kropelek wody. Stojąca fala ultradźwiękowa utrzymuje małe kropelki wody zawieszone w powietrzu. Sprzęt do lewitacji ultradźwiękowej jest wykorzystywany jako metoda bezdotykowego przenoszenia materiałów i próbek.

Ultradźwiękowa lewitacja kropel

Miniatura wideo



Literatura / Referencje


High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Hielscher Ultrasonics produkuje wysokowydajne homogenizatory ultradźwiękowe od laboratorium do rozmiar przemysłowy.

Z przyjemnością omówimy Twój proces.

Let's get in contact.