Vanliga frågor om ultraljud

Nedan hittar du svar på de vanligaste frågorna om ultraljudsbehandling. Om du inte hittar svar på din fråga är du välkommen att fråga oss. Vi hjälper dig gärna.

• Kan jag ultraljudsbehandla lösningsmedel?
• Hur mycket ultraljudseffekt behöver jag?
• Påverkar ultraljud människor? Vilka försiktighetsåtgärder bör jag vidta vid ultraljudsbehandling?
• Vad är skillnaden mellan magnetostriktiva och piezoelektriska omvandlare?
• Varför värms provet upp under ultraljudsbehandlingen?
• Finns det allmänna rekommendationer för ultraljudsbehandling av prover?
• Erbjuder Hielscher utbytbara sonotrodspetsar?

Fråga: Kan jag ultraljudsbehandla lösningsmedel?

Teoretiskt sett skulle brandfarliga lösningsmedel kunna antändas vid ultraljudsbehandling, eftersom brandfarliga eller explosiva flyktiga ämnen kan bildas genom kavitationen. Därför måste du använda ultraljudsutrustning och tillbehör som är lämpliga för denna typ av ultraljudstillämpning.
Läs mer om vanliga lösningsmedel som används vid ultraljudsextraktion!
Om du behöver ultraljudsbehandla lösningsmedel ber vi dig att kontakta oss, så att vi kan rekommendera lämpliga åtgärder.

Fråga: Hur mycket ultraljudseffekt behöver jag?

Den ultraljudseffekt som behövs beror på flera faktorer, till exempel:

• volymen som utsätts för ultraljudsbehandling
• den totala volymen som ska behandlas
• tiden för att behandla den totala volymen
• materialet som ska ultraljudsbehandlas
• det avsedda processresultatet efter ultraljudsbehandlingen

I allmänhet kräver en större volym högre effekt (wattal) eller längre ultraljudsbehandlingstid. För de flesta sonotrodtyper fördelas effekten huvudsakligen över spetsens yta. Därför genererar sonder med mindre diameter ett mer fokuserat kavitationsfält. En högre ultraljudsintensitet (uttryckt som effekt per volym) ger vanligtvis högre bearbetningseffektivitet.

Fråga: Påverkar ultraljud människor? Vilka försiktighetsåtgärder bör jag vidta vid ultraljudsbehandling?

Ultraljudsfrekvenserna i sig ligger över människans hörselområde. Ultraljudsvibrationerna kopplas mycket väl in i fasta material och vätskor, där de kan alstra ultraljudsinducerad kavitation. Därför bör du inte röra vid delar som vibrerar med ultraljud eller föra ner händerna i vätskor som ultraljudsbehandlas. Luftburen överföring av ultraljudsvågor har ingen dokumenterad negativ påverkan på människokroppen, eftersom överföringsnivåerna är mycket låga.

Vid ultraljudsbehandling av vätskor alstras ett skrikande ljud när kavitationsbubblorna kollapsar. Ljudnivån beror på flera faktorer, till exempel effekt, tryck och amplitud. Dessutom kan subharmoniskt ljud (med lägre frekvens) alstras. Detta hörbara ljud och dess effekter är jämförbara med ljudet från andra maskiner, såsom motorer, pumpar eller fläktar. Därför rekommenderar vi att du använder lämpliga öronproppar när du vistas nära ett system som är i drift under längre tid. Vi erbjuder även lämpliga ljudskyddsboxar för våra ultraljudsapparater.

Fråga: Vad är skillnaden mellan magnetostriktiva och piezoelektriska omvandlare?

I magnetostriktiva omvandlare används elektrisk effekt för att generera ett elektromagnetiskt fält som får ett magnetostriktivt material att vibrera. I piezoelektriska omvandlare omvandlas elektrisk effekt direkt till longitudinella vibrationer. Därför har piezoelektriska omvandlare en högre omvandlingsgrad. Detta minskar i sin tur kylbehovet. I dag är piezoelektriska omvandlare vanligast inom industrin.
Läs mer om den utmärkta energieffektiviteten hos Hielschers ultraljudsapparater!

Fråga: Varför värms provet upp under ultraljudsbehandlingen?

Ultraljudsbehandling överför effekt till en vätska. Mekaniska svängningar ger upphov till turbulens och friktion i vätskan. Därför alstrar ultraljudsbehandling avsevärd värme under bearbetningen. Effektiv kylning behövs för att minska uppvärmningen. För mindre prover bör provflaskor eller glasbägare hållas i ett isbad för att avleda värmen.
Läs mer om temperaturkontroll under ultraljudsbehandling!
Förutom att förhöjda temperaturer kan påverka dina prover, till exempel vävnad, negativt, minskar kavitationens effektivitet vid högre temperaturer.

F: Finns det allmänna rekommendationer för ultraljudsbehandling av prover?

Små kärl bör användas för ultraljudsbehandling, eftersom intensitetsfördelningen är mer homogen än i större bägare. Sonotroden bör sänkas ned tillräckligt djupt i vätskan för att undvika skumbildning. Sega vävnader bör macereras, malas eller pulveriseras (t.ex. i flytande kväve) före ultraljudsbehandlingen. Under ultraljudsbehandlingen kan fria radikaler bildas som skulle kunna reagera med materialet. Genomspolning av lösningen av det flytande materialet med flytande kväve eller tillsats av radikalfångare, t.ex. ditiotreitol, cystein eller andra -SH-föreningar, i medierna kan minska skadorna som orsakas av oxidativa fria radikaler.
Läs mer om tips och knep för framgångsrik ultraljudsbehandling!
Klicka här för att se protokoll för ultraljudsbehandling för vävnadshomogenisering och lys, partikelbehandling och sonokemiska tillämpningar.

F: Erbjuder Hielscher utbytbara sonotrodspetsar?

Hielscher tillhandahåller inte utbytbara spetsar för sonotroder. Vätskor med låg ytspänning, såsom lösningsmedel, tränger vanligtvis in i kontaktytan mellan sonotroden och den utbytbara spetsen. Detta problem ökar med svängningsamplituden. Vätskan kan föra in partiklar i den gängade delen. Detta orsakar slitage på gängan, vilket leder till att spetsen frikopplas från sonotroden. Om spetsen är frikopplad kommer den inte att resonera vid driftfrekvensen och enheten kommer att sluta fungera. Därför levererar Hielscher endast massiva sonder.

Vanliga frågor om ultraljudsapparater och deras delar

Vad är en ultraljudsgenerator?

Ultraljudsgeneratorn (strömförsörjningsenheten) genererar elektriska svängningar med ultraljudsfrekvens (över hörbar frekvens, t.ex. 19kHz). Denna energi överförs till sonotroden.

Vad är en sonotrod/sond

Sonotroden (även kallad sond eller horn) är en mekanisk komponent som överför ultraljudsvibrationerna från givaren till det material som ska ultraljudsbehandlas. Den måste monteras mycket stadigt för att undvika friktion och förluster. Beroende på sonotrodens geometri förstärks eller dämpas de mekaniska vibrationerna. Vid sonotrodens yta kopplas de mekaniska vibrationerna in i vätskan. Detta leder till att mikroskopiska bubblor (kaviteter) bildas, vilka expanderar under lågtryckscykler och imploderar våldsamt under högtryckscykler. Detta fenomen kallas akustisk kavitation. Kavitation genererar höga skjuvkrafter vid sonotrodspetsen och gör att det exponerade materialet sätts i intensiv rörelse.

Vad är en piezoelektrisk givare?

Ultraljudsgivaren (omvandlaren) är en elektromekanisk komponent som omvandlar elektriska svängningar till mekaniska vibrationer. De elektriska svängningarna genereras av generatorn. De mekaniska vibrationerna överförs till sonotroden.

Vad är skillnaden mellan en piezoelektrisk och en magnetostriktiv givare?

En piezoelektrisk givare omvandlar elektrisk energi till mekaniska vibrationer med hjälp av piezoelektriska kristaller som deformeras när ett elektriskt fält appliceras, vilket ger hög verkningsgrad och precision. En magnetostriktiv givare genererar vibrationer genom den magnetostriktiva effekten, där magnetiska material ändrar form som reaktion på ett magnetfält, vilket ger betydligt lägre verkningsgrad jämfört med piezoelektriska givare. Alla Hielschers ultraljudsapparater använder piezoelektriska givare för överlägsen verkningsgrad och tillförlitlig drift.

Vad är ultraljudsamplitud / vibrationsamplitud?

Vibrationsamplituden beskriver svängningens storlek vid sonotrodens spets. Den mäts vanligtvis från topp till topp. Detta är avståndet mellan sonotrodspetsens position vid sonotrodens maximala utvidgning och dess maximala sammandragning. Typiska sonotrodamplituder ligger mellan 20 och 250µm.

Vad är akustisk kavitation?

Akustisk kavitation innebär att bubblor bildas, växer och kollapsar i en vätska på grund av tryckvariationer från högintensiva ljudvågor. En sonikator av sondtyp är en effektiv metod för att framkalla kavitation, eftersom den tillför fokuserad ultraljudsenergi direkt till vätskan. Detta förstärker bubbelbildningen och bubblornas kollaps och skapar intensiva lokala förhållanden, såsom höga temperaturer, höga tryck och kraftig skjuvning, som är användbara i tillämpningar som sonokemi, syntes av nanopartiklar och cellsönderdelning.

Vad är skillnaden mellan direkt och indirekt ultraljudsbehandling?

Direkt ultraljudsbehandling innebär att en sond placeras direkt i vätskan och effektivt tillför ultraljudsenergi för processer som cellys eller syntes av nanopartiklar. Vid indirekt ultraljudsbehandling överförs däremot ultraljudsenergin genom en behållare eller ett medium, vilket undviker direktkontakt med provet. Denna metod är idealisk för att förhindra kontaminering eller behandla små volymer, men är i allmänhet mindre energieffektiv.
Klicka här för att läsa mer om Hielschers kontaktfria sonikatorer!

Kan sonotroderna/sonderna autoklaveras?

Ja, Hielschers sonotroder och flödesceller kan autoklaveras. Se riktlinjerna nedan för korrekt utförande. Generator, omvandlare, kablar och kontaktdon får inte autoklaveras!
Ladda ner riktlinjerna för autoklavering av sonotroder och flödesceller här!