Применение УЗИ мощности с использованием ультразвуковых рогов

Ультразвуковые рога или зонды широко используются для многообразного применения обработки жидкости, включая гомогенизацию, рассеивание, влажную фрезерование, эмульгирование, экстракцию, распад, растворение и деаэрацию. Узнайте основы ультразвуковых рогов, ультразвуковых зондов и их применения.

Ультразвуковой рог против ультразвукового зонда

Часто термин ультразвуковой рог и зонд используются взаимозаменяемо и относятся к ультразвуковой стержень, который передает ультразвуковые волны в жидкость. Другие термины, которые используются для ультразвукового зонда акустический рог, sonotrode, акустический волновод, или ультразвуковой палец. Однако технически существует разница между ультразвуковым рогом и ультразвуковым зондом.
Оба, рога и зонд, относятся к частям так называемого зонда типа ультразвукового. Ультразвуковой рог является металлической частью ультразвукового трансдуцера, который возбуждается через пьезоэлектрически генерируемые вибрации. Ультразвуковой рог вибрирует на определенной частоте, например 20 кГц, что означает 20 000 вибраций в секунду. Титан является предпочтительным материалом для изготовления ультразвуковых рогов из-за его превосходных свойств акустической передачи, его надежной усталостной прочности и твердости поверхности.

Ультразвуковой зонд также называется сонотрод или ультразвуковой палец. Это металлический стержень, чаще всего сделанный из титана, и резьбовой к ультразвуковому рогу. Ультразвуковой зонд является неотъемлемой частью ультразвукового процессора, который передает ультразвуковые волны в звуковую среду. Ультразвуковые зонды / сонотроды имеют различные формы (например, конические, наконечником, конические, или как Cascatrode) доступны. Хотя титан является наиболее часто используемым материалом для ультразвуковых зондов, Есть также sonotrode из нержавеющей стали, керамики, стекла и других материалов.

Так как ультразвуковой рог и зонд находятся под постоянным сжатием или напряжением во время sonication, материальный выбор рога и зонда имеют решающее значение. Высококачественный титановый сплав (класс 5) считается самым надежным, прочным и эффективным металлом для выдержки стресса, поддержания высоких амплитуд в течение длительных периодов времени, а также передачи акустических и механических свойств.

Высокая производительность ультразвуковых в основном работают в частотном диапазоне 20-30 кГц. При частоте 20 кГц ультразвуковой зонд, как правило, является резонансным стержнем длиной в половину длины волны, который постоянно расширяется и работает 20 000 раз в секунду. Движения расширения и сокращения передаются в качестве УЗИ высокой мощности в процессную среду, т.е. жидкость или суспензию, для выполнения таких приложений, как

• ультразвуковой высокой стрижки смешивания
• ультразвуковое мокрое фрезерование
• ультразвуковой дисперсии наночастиц
• Ультразвуковая наноэмизация
• экстракция Ультразвуковой
• Ультразвуковая дезинтеграция
• ультразвуковое нарушение клеток и лиза
• ультразвуковой дегазации и деаэрации
• соно-химия (соно-синтез, соно-катализ)

Как работает УЗИ питания? – Рабочий принцип акустической кавитации

Для высокопрочные ультразвуковые применения, такие как гомогенизация, уменьшение размера частиц, распад или нанодисперсии, высокоинтенсивное, низкочастотное УЗИ генерируется ультразвуковым предуцатором и передается с помощью ультразвукового рога и зонда (сонотрода) в жидкость. УЗИ большой мощности считается ультразвуковым в диапазоне 16-30 кГц. Ультразвуковой зонд расширяется и контракты, например, на 20 кГц, тем самым передавая соответственно 20000 вибраций в секунду в среду. Когда ультразвуковые волны проходят через жидкость, чередуя циклы высокого давления (сжатия) / низкого давления (редкое напряжение/расширение) создают мельчайшие полости (вакуумные пузырьки), которые растут в течение нескольких циклов давления. Во время фазы сжатия жидкости и пузырьков давление положительное, в то время как фаза редкофракции производит вакуум (отрицательное давление). Во время циклов сжатия расширения полости в жидкости растут до тех пор, пока они не достигнут размера, при котором они не могут поглощать дальнейшую энергию. В этот момент они взрываются яростно. Взрыв этих полостей приводит к различным высокоэлитным эффектам, которые известны как явление акустической / ультразвуковой кавитации. Акустическая кавитация характеризуется многообразным высокоэфферазивным эффектом, который влияет на жидкости, твердые/жидкие системы, а также газовые/жидкие системы. Энергоемкой зоны или кавитации зона известна как так называемая зона горячих точенок, которая является наиболее энергоемкой в непосредственной близости от ультразвукового зонда и уменьшается с увеличением расстояния от сонотрода. Основными характеристиками ультразвуковой кавитации являются локально происходящие очень высокие температуры и давления и соответствующие дифференциалы, турбулентности и поток жидкости. Во время взрыва ультразвуковых полостей в ультразвуковых горячих точках можно измерить температуру до 5000 кельвинов, давление до 200 атмосфер и жидких струй со до 1000 км/ч. Эти выдающиеся энергоемкости условия способствуют сономечанского и сонохимического воздействия, которые усиливают процессы и химические реакции по-разному.
Основное влияние ультразвука на жидкости и шламы:

• Высокое стрижка: Ультразвуковые силы высокого стрижки нарушают жидкости и жидкие системы, вызывая интенсивное возбуждение, гомогенизацию и массовый перенос.
• Влияние: Потоковые струи и потоки, генерируемые ультразвуковой кавитацией, ускоряют твердые тела в жидкостях, что впоследствии приводит к межпартийному столкновению. Когда частицы сталкиваются на очень высоких скоростях, они разрушаются, разрушаются и измельчаются и рассеиваются мелко, часто вплоть до наноразмера. Для биологических веществ, таких как растительные материалы, высокоскоростные жидкие струи и чередующиеся циклы давления нарушают клеточные стенки и высвобождают внутриклеточный материал. Это приводит к высокоэффективной экстракции биологически активных соединений и однородному смешиванию биологического вещества.
• Агитации: Ультразвук вызывает интенсивные турбулентности, силы стрижки и микро-движения в жидкости или суспензии. Таким образом, sonication всегда усиливает передачу массы и ускоряет таким образом реакции и процессы.

Ультразвуковые гомогенизаторы и смесители с высоким стрижкой используются практически в любой перерабатывающей промышленности, которая работает с жидкостями или шламами. Интенсивные ультразвуковые кавитациальные силы создают интенсивное возбуждение, стрижку, поломку частиц и передачу массы. Таким образом, жидкости гомогенизируются, рассеиваются, эмульгированы, извлекаются, растворяются и/или начаты химические реакции. В целом, ультразвук является процессом активизации метод, который увеличивает урожайность, улучшает коэффициенты конверсии и делает процессы более эффективными.
Распространенные ультразвуковые приложения в отрасли распространены во многих отраслях & фармацевтика, тонкая химия, энергетика & нефтехимии, переработки, биорефринов и т.д. и включают в себя следующие:

• ультразвуковой синтез биодизеля
• ультразвуковая гомогенизация фруктовых соков
• ультразвуковое производство вакцин
• ультразвуковая переработка ли-ионных аккумуляторов
• ультразвуковой синтез наноматериалов
• Ультразвуковая формула фармацевтики
• ультразвуковая нано-эмульгация КБР
• ультразвуковой экстракции растительных
• ультразвуковой препарат образца в лабораториях
• ультразвуковая дегазация жидкостей
• ультразвуковая десульфуризация сырой нефти
• и многое другое ...

Ультразвуковые рога и зонды для высокую производительность приложений

Hielscher Ultrasonics является давний опыт производителя и дистрибьютора высокой мощности ультразвуковых, которые во всем мире используются для тяжелых приложений во многих отраслях промышленности.
С ультразвуковыми процессорами всех размеров от 50 Вт до 16 кВт на устройство, зондами различных размеров и форм, ультразвуковыми реакторами с различными объемами и геометрией, Hielscher Ultrasonics имеет правильное оборудование для настройки идеальной ультразвуковой установки для вашего приложения.
В приведенной ниже таблице приведена приблизительная производительность наших ультразвуковых аппаратов: