Termeni comuni în tratamentul cu ultrasunete lichide

Șase termeni folosiți în mod obișnuit în tratamentul cu ultrasunete lichide: amplitudinea ultrasonică, puterea, frecvența, intensitatea puterii, densitatea puterii și rata de tratament. Utilizarea tratamentului cu ultrasunete pentru fabricarea loțiunii nano, grind cristale de droguri, degas, extrageți ulei vegetal, fabricarea biocombustibililor, dispersează pigmenții, distrugeți celulele și îmbunătățirea proceselor chimice necesită familiaritate cu mai mulți termeni generali.

Eficiența unui procesor cu ultrasunete este direct legată de intensitatea, uniformitatea și mărimea câmpului de cavitație generat în lichid. În prezent, se poate spune că principalul obiectiv de urmărire a amplitudinii cu ultrasunete, a puterii, a frecvenței, a intensității puterii și a densității puterii este de a asigura distribuția optimă a câmpului de cavitație pentru o anumită sarcină, obținând astfel cea mai mare rată de procesare a calității produsului țintă.

Amplitudine cu ultrasunete

Unități comune: micrometri sau micrometri (µm).

 

Capul de instrumente cu ultrasunete este o componentă care transmite vibrații cu ultrasunete la lichidul tratat cu ecografie și este responsabil pentru generarea de cavitație. Amplitudinea suprafeței de vibrație a capului sculei este definită ca distanța dintre pozițiile capului de scule în stări complet extinse și contractate complet, măsurată în micrometri (µm). Amplitudinea poate fi ajustată din panoul de control al generatorului și fiecare claxon are o amplitudine maximă specifică. Amplitudinea este setată la un nivel specific în%, ceea ce corespunde valorilor din micrometre care pot fi identificate folosind certificatul de calibrare al capului de instrument. Odată ce amplitudinea este stabilită, aceasta va rămâne la același nivel pe parcursul întregului proces, indiferent de toate celelalte condiții (cum ar fi controlul de croazieră al mașinii, care menține viteza la un nivel predeterminat).

 

Amplitudinea și intensitatea cavitației sunt direct legate. Dacă operați în setări cu amplitudine mică, tratamentul cu ultrasunete și efectele conexe vor fi „slabe”, în timp ce dacă operați în setări de amplitudine mare, tratamentul cu ultrasunete și efectele conexe vor fi „puternice”.

 

Putere:

 

Unități comune: watts (w) sau kilowatts (kw).

 

Puterea este o măsură a energiei pe unitate de timp transmisă de la generator la lichidul de tratament cu ultrasunete. Este măsurat în Watts (W) sau Kilowatts (KW) și afișat în timp real pe ecranul generatorului. Puterea nu poate fi setată direct, deoarece este rezultatul mai multor parametri, inclusiv amplitudinea, vâscozitatea lichidului și presiunea în camera de reacție (pentru configurația fluxului) sau adâncimea de imersiune a capului de instrumente (pentru configurația lotului).

 

Generatorul își ajustează automat puterea pe baza principiilor similare cu cele utilizate în controlul de croazieră auto. Când mergeți în sus, puterea motorului va crește automat pentru a menține o viteză constantă (în exemplul nostru, amplitudinea). Dacă puterea necesară pentru tratamentul cu ultrasunete depășește puterea pe care generatorul o poate furniza, o eroare de suprasarcină va fi raportată și ieșirea cu ultrasunete va fi dezactivată.

 

Frecvenţă:

Unitate: Hertz (Hz) sau Kilohertz (KHZ).

Frecvența măsurată în Hertz este numărul de evenimente repetate pe secundă.

 

 

Frecvența de funcționare a majorității procesoarelor lichide cu ultrasunete de mare putere este de aproximativ 20 kHz, ceea ce înseamnă că capetele de scule ale acestora completează cicluri de vibrații 20000 pe secundă. Majoritatea procesoarelor complexe sunt capabile să ajusteze automat frecvența în fereastra 19-21 kHz bazată pe frecvența naturală (rezonantă) a capului de instrument. Capul de instrumente este un dispozitiv „rezonant” care funcționează doar pe „rezonanță”, la fel ca șirurile unei chitare. Frecvența rezonantă a capului de scule este urmărită și ajustată automat de generator în timpul funcționării pentru a compensa orice modificări cauzate de fluctuațiile de temperatură. În unele modele, pe ecranul generatorului sunt afișate informații despre frecvență în timp real.

 

Densitatea puterii:

Unități comune: wați pe centimetru cub (w/cm ^ 3) sau kilowati pe litru (kW/L).

Densitatea puterii este cantitatea de putere transmisă pe unitatea de volum de lichid tratat cu ultrasunete. Pentru moduri de volum constant, cum ar fi modul lot (de exemplu, lichid într -un pahar) și modul de circulație, intensitatea puterii și densitatea puterii sunt direct legate și pot fi utilizate pentru a reprezenta intensitatea cavitației și eficacitatea tratamentului cu ultrasunete. Cu toate acestea, pentru aranjamentele de flux unidirecționale, trebuie luat în considerare volumul total de lichid care trece prin zona de cavitație în timpul procesării. În acest mod, densitatea puterii este invers proporțională cu debitul lichidului procesat prin camera de reacție și timpul total de procesare.

 

Viteza de procesare:

Unități comune: mililitri pe minut (ml/min), litri pe minut [l/min] sau metri cubi pe oră (m ^ 3/h).

Câte produse pot fi produse pe unitate de timp folosind un procesor cu ultrasunete dat pentru viteza de procesare. Maximizarea vitezei de procesare, menținând în același timp calitatea produsului necesar este de obicei principalul obiectiv al optimizării parametrilor de mai sus. După finalizarea optimizării, se obține o curbă similară cu exemplul de aici (pentru producerea de loțiune Nano translucidă), unde calitatea produsului (în acest caz, dimensiunea medie a picăturii) este legată de rata de tratament, permițând deciziile finale de stabilire . Dacă este necesară o viteză mai mare de procesare pentru aceeași calitate a produsului, seria de proces poate fi extinsă prin trecerea la un procesor mai mare (asigurându -se în același timp că nu sunt schimbați parametri de optimizare) sau folosind mai multe procesoare în paralel sau în paralel.