การลอยตัวด้วยอัลตราโซนิกและการใช้งานในอุตสาหกรรม
การลอยตัวแบบอัลตราโซนิก / อะคูสติกเป็นตัวเลือกที่ได้รับการพิสูจน์ทางอุตสาหกรรมสําหรับแบริ่งแบบไม่สัมผัสของวัสดุที่มีความไวต่อน้ําหนักเบา ตลอดจนการจัดการตัวอย่างแบบไม่ต้องสัมผัส เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการลอยตัวด้วยอัลตราโซนิกและการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมและวิทยาศาสตร์!
การประยุกต์ใช้การลอยตัวด้วยอัลตราโซนิก
การลอยตัวแบบอะคูสติกเป็นวิธีที่ได้รับการพิสูจน์ทางวิทยาศาสตร์และนํามาใช้ในอุตสาหกรรมสําหรับการจัดการวัสดุแบบไม่ต้องสัมผัสและการวางตําแหน่งตัวอย่าง การลอยตัวด้วยอัลตราโซนิกเป็นวิธีการจัดการแบบไม่สัมผัสใช้เพื่อจัดการกับชิ้นงานที่ไวต่อพื้นผิวและเปราะบางเช่นเวเฟอร์ไมโครชิปหรือแผ่นกระจกบาง ๆ โดยไม่มีผลกระทบทางกล เนื่องจากการจัดการวัสดุและตัวอย่างแบบไม่สัมผัสการลอยตัวด้วยอัลตราโซนิกจึงถูกนําไปใช้ในอุตสาหกรรมวิทยาศาสตร์และการวิเคราะห์
ในอุตสาหกรรมการลอยตัวด้วยอัลตราโซนิกถูกใช้เป็นวิธีที่เชื่อถือได้สําหรับการประมวลผลไมโครชิปและวัตถุขนาดเล็กที่บอบบางอื่น ๆ ที่ปราศจากการสัมผัสและไม่มีภาชนะซึ่งมีแนวโน้มที่จะเกิดความเสียหายจากการสัมผัสทางกายภาพเพียงเล็กน้อย การใช้งานอีกด้านหนึ่งคือการจัดการวัสดุที่มีความบริสุทธิ์สูงมากหรือสารตั้งต้นทางเคมี ซึ่งจะได้รับอิทธิพลจากภาชนะ
ตําแหน่งการลอยตัวของทรงกลมโพลีโพรพีลีนในเครื่องลอยอะคูสติกแกนเดียว Levitator / sonotrode ที่ด้านบน, แผ่นสะท้อนแสงที่ด้านล่าง (b) H1 = 7.45 มม. (d) H3 = 21.55 มม
(การศึกษาและรูปภาพ: © Andrade et al. 2018)
- วัตถุที่ไวต่อแรงทางกายภาพ (เช่น ไมโครชิป)
- วัสดุที่ไม่นําไฟฟ้า
- วัสดุที่มีความบริสุทธิ์สูง
- สารตั้งต้นทางเคมี
- ตัวอย่างทางชีวภาพและการวิเคราะห์
- โปรตีนสําหรับผลึกวิทยา
หลักการทํางานของการลอยตัวด้วยอัลตราโซนิก
การลอยตัวแบบอะคูสติกอธิบายถึงการประยุกต์ใช้คลื่นอัลตราซาวนด์กับของเหลว ซึ่งมักจะเป็นก๊าซ (เช่น อากาศ) เมื่อคลื่นอัลตราซาวนด์เดินทางผ่านก๊าซคลื่นเสียงจะถ่วงดุลแรงโน้มถ่วง – ส่งผลให้วัตถุสามารถลอยอยู่ในอากาศโดยไม่ได้รับการสนับสนุน เอฟเฟกต์ของวัตถุที่ลอยได้อย่างอิสระในคลื่นเสียงนี้ต้องใช้ปรากฏการณ์ของคลื่นนิ่ง คลื่นนิ่งเกิดขึ้นเมื่อคลื่นที่เหมือนกันสองคลื่นที่มาจากทิศทางตรงกันข้ามซ้อนทับกัน ดังนั้นในการตั้งค่าการลอยตัวแบบอะคูสติกจึงใช้ทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกเพื่อสร้างคลื่นความดันตามยาวและตัวสะท้อนแสงอีกด้านหนึ่งจะสะท้อนคลื่นเพื่อให้คลื่นที่เหมือนกันที่มาจากทั้งสองด้านสามารถซ้อนทับและสร้างคลื่นนิ่งได้
การลอยตัวแบบอะคูสติกของทรงกลมแข็งขนาดเล็กที่โหนดความดันของคลื่นนิ่งระนาบที่สร้างขึ้นระหว่างทรานสดิวเซอร์/ตัวลอยและตัวสะท้อนแสง
(การศึกษาและรูปภาพ: © Andrade et al. 2018)
โหนดและแอนติโหนด: คลื่นความดันตามยาวของอัลตราซาวนด์ที่เข้มข้นช่วยให้สามารถลอยอยู่ในอากาศได้แบบไม่สัมผัส คลื่นอัลตราซาวนด์ยืนดังกล่าวได้กําหนดโหนด โหนดคือพื้นที่ของความดันต่ําสุดในขณะที่แอนติโหนดถูกกําหนดให้เป็นพื้นที่ของความดันสูงสุด โหนดของคลื่นนิ่งอยู่ที่ศูนย์กลางของการลอยตัวของอะคูสติก
เครื่องลอยอัลตราโซนิกทํางานโดยการวางตําแหน่งสนามคลื่นนิ่งเหนือโพรบอัลตราโซนิก (เช่น sonotrode) และการใช้แผ่นสะท้อนแสง
อุปกรณ์ลอยอัลตราโซนิก
Hielscher Ultrasonics มีประสบการณ์ยาวนานและมีประสบการณ์ในการออกแบบการผลิตและจัดจําหน่ายอุปกรณ์อัลตราซาวนด์คุณภาพสูงและมีประสิทธิภาพสูง สําหรับการลอยตัวแบบอะคูสติก Hielscher มีตัวลอยมาตรฐานสองประเภท:
โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิก UP400St เป็นระบบขนาดกะทัดรัดซึ่งทรานสดิวเซอร์และเครื่องกําเนิดไฟฟ้าถูกรวมเข้าด้วยกันในตัวเรือนที่แข็งแรง ตัวยกที่ทรงพลัง 500 วัตต์ UIP500hdT มีทรานสดิวเซอร์และเครื่องกําเนิดไฟฟ้าแยกต่างหาก ด้วยทรานสดิวเซอร์เกรด IP64 UIP500hdT จึงเหมาะอย่างยิ่งสําหรับการติดตั้งในสภาพแวดล้อมที่มีความต้องการสูง
เครื่องยกอัลตราโซนิกสามารถติดตั้งเป็นหน่วยเดียวหรือแบบขนานและสามารถทํางานในสายการประมวลผลความเร็วสูงและมีปริมาณงานสูง
สําหรับความต้องการเฉพาะ Hielscher Ultrasonics ออกแบบและผลิต levitators แบบกําหนดเองและเป็นกรรมสิทธิ์ด้วย
ติดต่อเรา! / ถามเรา!
วรรณกรรม / อ้างอิง
- Andrade, M.A.B.; Pérez, N.; Adamowski, J.C. (2018): Review of Progress in Acoustic Levitation. Brazilian Journal of Physics 48, 2018. 190–213.
- Malte Junk, Jörn Hinrichs, Fritz Polt, Jonas Fechner, Werner Pauer (2020): Quantitative experimental determination of evaporation influencing factors in single droplet levitation. International Journal of Heat and Mass Transfer, Volume 149, 2020.
- Junk, Malte (2019): Tropfenverdunstung im akustischen Levitator. Dissertation Universität Hamburg. Fachbereich Chemie der Fakultät für Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften, Universität Hamburg 2019.
Hielscher Ultrasonics ผลิตโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงจาก ห้องทดลอง ถึง ขนาดอุตสาหกรรม