Часто задаваемые вопросы об ультразвуке

Ниже вы найдете ответы на наиболее распространенные вопросы об обработке ультразвуком. Если вы не нашли ответа на свой вопрос, пожалуйста, обращайтесь к нам. Мы будем рады помочь вам.

• Можно ли обрабатывать растворители ультразвуком?
• Какая мощность ультразвука мне нужна?
• Влияет ли ультразвук на человека? Какие меры предосторожности следует соблюдать при обработке ультразвуком?
• В чем разница между магнитострикционными и пьезоэлектрическими преобразователями?
• Почему образец нагревается во время обработки ультразвуком?
• Существуют ли общие рекомендации по обработке образцов ультразвуком?
• Предлагает ли Hielscher сменные наконечники для сонотродов?

Вопрос: Можно ли обрабатывать растворители ультразвуком?

Теоретически легковоспламеняющиеся растворители могут воспламениться при обработке ультразвуком, поскольку кавитация может приводить к образованию легковоспламеняющихся или взрывоопасных летучих веществ. Поэтому необходимо использовать ультразвуковые устройства и принадлежности, подходящие для такого применения ультразвука.
Узнайте больше о распространенных растворителях, используемых для ультразвуковой экстракции!
Если вам требуется обработка растворителей ультразвуком, пожалуйста, свяжитесь с нами, чтобы мы могли рекомендовать подходящие меры.

Вопрос: Какая мощность ультразвука мне нужна?

Необходимая мощность ультразвука зависит от нескольких факторов, таких как:

• объем, подвергаемый обработке ультразвуком
• общий объем, подлежащий обработке
• время обработки общего объема
• материал, подлежащий обработке ультразвуком
• желаемый результат процесса после обработки ультразвуком

Как правило, больший объем требует более высокой мощности (в ваттах) или более длительной обработки ультразвуком. Для большинства типов сонотродов мощность распределяется преимущественно по поверхности наконечника. Поэтому зонды меньшего диаметра создают более сфокусированное кавитационное поле. Более высокая интенсивность ультразвука (выраженная как мощность на единицу объема) обычно обеспечивает более высокую эффективность обработки.

Вопрос: Влияет ли ультразвук на человека? Какие меры предосторожности следует соблюдать при обработке ультразвуком?

Ультразвуковые частоты сами по себе находятся выше диапазона частот, слышимых человеком. Ультразвуковые колебания очень хорошо передаются твердым телам и жидкостям, где они могут вызывать ультразвуковую кавитацию. Поэтому не следует прикасаться к деталям, вибрирующим с ультразвуковой частотой, или погружать руки в жидкости, обрабатываемые ультразвуком. Документально подтвержденного отрицательного воздействия передачи ультразвуковых волн через воздух на организм человека нет, поскольку уровни передачи очень низки.

При обработке жидкостей ультразвуком схлопывание кавитационных пузырьков создает пронзительный шум. Уровень шума зависит от нескольких факторов, таких как мощность, давление и амплитуда. Кроме того, может возникать шум на субгармонических (более низких) частотах. Этот слышимый шум и его воздействие сопоставимы с шумом других машин, таких как двигатели, насосы или воздуходувки. Поэтому при длительном нахождении рядом с работающей системой мы рекомендуем использовать подходящие беруши. Кроме того, мы предлагаем подходящие звукоизоляционные кожухи для наших ультразвуковых аппаратов.

Вопрос: В чем разница между магнитострикционными и пьезоэлектрическими преобразователями?

В магнитострикционных преобразователях электрическая энергия используется для создания электромагнитного поля , которое заставляет магнитострикционный материал вибрировать. В пьезоэлектрических преобразователях электрическая энергия непосредственно преобразуется в продольные колебания. Поэтому пьезоэлектрические преобразователи имеют более высокий КПД преобразования. Это, в свою очередь, снижает требования к охлаждению. Сегодня пьезоэлектрические преобразователи преобладают в промышленности.
Узнайте больше об отличной энергоэффективности ультразвуковых аппаратов Hielscher!

Вопрос: Почему образец нагревается во время обработки ультразвуком?

При обработке ультразвуком энергия передается в жидкость. Механические колебания вызывают турбулентность и трение внутри жидкости. Поэтому при обработке ультразвуком выделяется значительное количество тепла. Для уменьшения нагрева необходимо эффективное охлаждение. При работе с небольшими образцами флаконы или стеклянные стаканы следует держать в ледяной бане для отвода тепла.
Узнайте больше о контроле температуры во время обработки ультразвуком!
Помимо потенциального отрицательного воздействия повышенных температур на ваши образцы, например ткани, при более высоких температурах снижается эффективность кавитации.

Вопрос: Существуют ли общие рекомендации по обработке образцов ультразвуком?

Для обработки ультразвуком следует использовать небольшие сосуды, поскольку распределение интенсивности в них более однородно, чем в больших стаканах. Сонотрод следует погружать в жидкость достаточно глубоко, чтобы избежать пенообразования. Перед обработкой ультразвуком плотные ткани следует мацерировать, измельчить или растереть в порошок (например, в жидком азоте). При обработке ультразвуком могут образовываться свободные радикалы, способные реагировать с материалом. Промывание раствора жидкого материала жидким азотом или добавление в среду поглотителей свободных радикалов, например дитиотреитола, цистеина или других соединений с группой -SH, может уменьшить повреждения, вызываемые окислительными свободными радикалами.
Узнайте больше о советах и приемах для успешной обработки ультразвуком!
Нажмите здесь, чтобы ознакомиться с протоколами обработки ультразвуком для гомогенизации и лизиса тканей, обработки частиц и сонохимических применений.

Вопрос: Предлагает ли Hielscher сменные наконечники для сонотродов?

Hielscher не поставляет сменные наконечники для сонотродов. Жидкости с низким поверхностным натяжением, такие как растворители, обычно проникают в область соединения сонотрода со сменным наконечником. Эта проблема усиливается с увеличением амплитуды колебаний. Жидкость может переносить частицы в резьбовую часть. Это вызывает износ резьбы, приводящий к нарушению связи наконечника с сонотродом. Если связь наконечника с сонотродом нарушена, он не будет резонировать на рабочей частоте, и устройство выйдет из строя. Поэтому Hielscher поставляет только цельные зонды.

Часто задаваемые вопросы об ультразвуковых аппаратах и их компонентах

Что такое ультразвуковой генератор?

Ультразвуковой генератор (источник питания) создает электрические колебания ультразвуковой частоты (выше слышимой частоты, например 19kHz). Эта энергия передается сонотроду.

Что такое сонотрод/зонд

Сонотрод (также называемый зондом или рупором) – это механический компонент, который передает ультразвуковые колебания от преобразователя к материалу, подлежащему обработке ультразвуком. Он должен быть очень плотно закреплен, чтобы избежать трения и потерь. В зависимости от геометрии сонотрода механические колебания усиливаются или ослабляются. На поверхности сонотрода механические колебания передаются жидкости. Это приводит к образованию микроскопических пузырьков (полостей), которые расширяются во время циклов низкого давления и резко схлопываются во время циклов высокого давления. Это явление называется акустической кавитацией. Кавитация создает высокие силы сдвига на наконечнике сонотрода и вызывает интенсивное перемешивание обрабатываемого материала.

Что такое пьезоэлектрический преобразователь?

Ультразвуковой преобразователь (конвертер) – это электромеханический компонент, который преобразует электрические колебания в механические. Электрические колебания создаются генератором. Механические колебания передаются сонотроду.

В чем разница между пьезоэлектрическим и магнитострикционным преобразователями?

Пьезоэлектрический преобразователь преобразует электрическую энергию в механические колебания с помощью пьезоэлектрических кристаллов, которые деформируются при приложении электрического поля, обеспечивая высокую эффективность и точность. Магнитострикционный преобразователь создает колебания за счет магнитострикционного эффекта, при котором магнитные материалы изменяют форму под воздействием магнитного поля, обеспечивая значительно более низкую эффективность по сравнению с пьезоэлектрическими преобразователями. Во всех ультразвуковых аппаратах Hielscher используются пьезоэлектрические преобразователи для обеспечения превосходной эффективности и надежной работы.

Что такое амплитуда ультразвука / амплитуда колебаний?

Амплитуда колебаний характеризует величину колебаний на наконечнике сонотрода. Обычно ее измеряют как размах от пика до пика. Это расстояние между положениями наконечника сонотрода при максимальном расширении и максимальном сжатии сонотрода. Типичные амплитуды сонотродов составляют от 20 до 250µm.

Что такое акустическая кавитация?

Акустическая кавитация – это образование, рост и схлопывание пузырьков в жидкости вследствие колебаний давления, вызываемых звуковыми волнами высокой интенсивности. Использование ультразвукового аппарата с зондом является эффективным методом создания кавитации, поскольку он передает сфокусированную ультразвуковую энергию непосредственно в жидкость. Это усиливает образование и схлопывание пузырьков, создавая локальные условия высокой интенсивности, такие как высокие температуры, давления и сдвиг, которые полезны в таких применениях, как сонохимия, синтез наночастиц и разрушение клеток.

В чем разница между прямой и непрямой обработкой ультразвуком?

Прямая обработка ультразвуком предполагает погружение зонда непосредственно в жидкость, что обеспечивает эффективную передачу ультразвуковой энергии для таких процессов, как лизис клеток или синтез наночастиц. При непрямой обработке ультразвуковая энергия передается через емкость или среду, что позволяет избежать прямого контакта с образцом. Этот метод идеально подходит для предотвращения загрязнения или обработки небольших объемов, но обычно менее энергоэффективен.
Нажмите здесь, чтобы узнать больше о бесконтактных ультразвуковых аппаратах Hielscher!

Можно ли автоклавировать сонотроды/зонды?

Да, сонотроды и проточные ячейки Hielscher можно автоклавировать. Для правильного выполнения процедуры ознакомьтесь с приведенными ниже рекомендациями. Генератор, преобразователь, кабели и разъемы автоклавировать запрещено!
Скачайте здесь рекомендации по автоклавированию сонотродов и проточных ячеек!