การติดตั้งอัลตราโซนิกในห้องปฏิบัติการ ประเภทและการออกแบบของโรงทำความสะอาดอัลตราโซนิก การใช้เทคโนโลยีการทดสอบอัลตราโซนิก

บทความนี้อธิบายการออกแบบการตั้งค่าอัลตราโซนิกที่ง่ายที่สุดซึ่งออกแบบมาเพื่อสาธิตการทดลองด้วยอัลตราซาวนด์ การติดตั้งประกอบด้วยเครื่องกำเนิดการสั่นสะเทือนแบบอัลตราโซนิก อีซีแอล อุปกรณ์โฟกัส และอื่นๆ อุปกรณ์เสริมซึ่งช่วยให้สามารถสาธิตการทดลองต่างๆ ที่อธิบายคุณสมบัติและวิธีการใช้เครื่องสั่นด้วยคลื่นอัลตราโซนิก

ด้วยการตั้งค่าอัลตราโซนิกที่ง่ายที่สุด เราสามารถแสดงการแพร่กระจายของอัลตราซาวนด์ในสื่อต่างๆ การสะท้อนและการหักเหของอัลตราซาวนด์ที่ขอบเขตของสองสื่อ และการดูดซึมของอัลตราซาวนด์ในสารต่างๆ นอกจากนี้ยังสามารถแสดงการผลิตน้ำมันอิมัลชัน, การทำความสะอาดชิ้นส่วนที่ปนเปื้อน, การเชื่อมด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง, น้ำพุของเหลวอัลตราโซนิก, ผลกระทบทางชีวภาพของการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิก.

การผลิตการติดตั้งดังกล่าวสามารถทำได้ในการประชุมเชิงปฏิบัติการของโรงเรียนโดยนักเรียนมัธยมปลาย

การติดตั้งเพื่อสาธิตการทดลองด้วยอัลตราซาวนด์ประกอบด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ (รูปที่ 1) ตัวแปลงควอทซ์ของการแกว่งทางไฟฟ้าเป็นอัลตราซาวนด์และภาชนะเลนส์ (รูปที่ 2) สำหรับอัลตราซาวนด์โฟกัส เฉพาะหม้อแปลงไฟฟ้า Tr1 เท่านั้นที่รวมอยู่ในแหล่งจ่ายไฟเนื่องจากวงจรแอโนดของหลอดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะถูกป้อนโดยตรงด้วยกระแสสลับ (ไม่มีวงจรเรียงกระแส) การลดความซับซ้อนดังกล่าวไม่ส่งผลเสียต่อการทำงานของอุปกรณ์และในขณะเดียวกันก็ช่วยลดความซับซ้อนของรูปแบบและการออกแบบ

เครื่องกำเนิดอิเล็กทรอนิกส์สร้างขึ้นตามวงจรผลักดึงบนหลอด 6PZS สองหลอดที่เชื่อมต่อตามวงจรไตรโอด (ตะแกรงหน้าจอของหลอดไฟเชื่อมต่อกับขั้วบวก) วงจร L1C2 จะรวมอยู่ในวงจรแอโนดของหลอดไฟ ซึ่งกำหนดความถี่ของการแกว่งที่เกิดขึ้น และขดลวดจะรวมอยู่ในวงจรกริด ข้อเสนอแนะ L2. ความต้านทานขนาดเล็ก R1 รวมอยู่ในวงจรแคโทดซึ่งส่วนใหญ่จะกำหนดโหมดของหลอดไฟ

รูปที่ 1 แผนภูมิวงจรรวมเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

สัญญาณความถี่สูงถูกส่งไปยังเครื่องสะท้อนเสียงควอตซ์ผ่านตัวเก็บประจุแบบคัปปลิ้ง C4 และ C5 ควอตซ์วางอยู่ในที่ยึดควอตซ์แบบสุญญากาศ (รูปที่ 2) และเชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าด้วยสายไฟยาว 1 ม.

ข้าว. 2. ภาชนะใส่เลนส์และที่ใส่ควอตซ์

นอกจากรายละเอียดที่พิจารณาแล้วยังมีตัวเก็บประจุ C1 และ C3 ในวงจรรวมถึงตัวเหนี่ยวนำ Dr1 ซึ่งใช้แรงดันแอโนดกับขั้วบวกของหลอดไฟ ตัวเหนี่ยวนำนี้ป้องกันไม่ให้สัญญาณความถี่สูงลัดวงจรผ่านตัวเก็บประจุ C1 และความจุระหว่างเทิร์นของหม้อแปลงไฟฟ้า

ชิ้นส่วนหลักที่ทำเองที่บ้านของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคือขดลวด L1 และ L2 ทำในรูปของเกลียวแบน สำหรับการผลิตจำเป็นต้องตัดแม่แบบไม้ออก สองสี่เหลี่ยมถูกตัดออกจากกระดานกว้าง 25 ซม. ซึ่งทำหน้าที่เป็นแก้มของแม่แบบ ที่กึ่งกลางแก้มแต่ละข้าง ควรทำรูสำหรับแท่งโลหะที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 10-15 มม. และในแก้มข้างใดข้างหนึ่ง ควรเจาะรูหรือร่องกว้าง 3 มม. เพื่อติดเอาท์พุตของคอยล์ ด้ายถูกตัดบนแท่งโลหะที่ปลายทั้งสองข้าง และแก้มจะอยู่ระหว่างน็อตสองตัวที่ระยะห่างเท่ากับเส้นผ่านศูนย์กลางของลวดพันแผล ในเรื่องนี้การผลิตแม่แบบถือได้ว่าสมบูรณ์และดำเนินการม้วนขดลวด

แท่งโลหะถูกยึดที่ปลายด้านหนึ่งของคีมคีบ การหมุนลวดแรก (ด้านใน) อยู่ระหว่างแก้ม หลังจากนั้นจึงขันน็อตให้แน่นและม้วนต่อไป คอยล์ L1 มี 16 รอบ และคอยล์ L2 มีลวดทองแดง 12 รอบ เส้นผ่านศูนย์กลาง 3 มม. คอยล์ L1 และ L2 แยกจากกัน จากนั้นวางบนครอสพีซที่ทำจาก textolite หรือพลาสติก (รูปที่ 3) เพื่อให้ขดลวดมีความแข็งแรงมากขึ้นช่องจะถูกตัดด้วยเลื่อยวงเดือนหรือตะไบ ในการแก้ไขขดลวดควรกดอันใดอันหนึ่งจากด้านบนโดยใช้กากบาทที่สอง (ไม่มีช่อง) และอันที่สองควรวางโดยตรงบนจานของ แก้วอินทรีย์, getinax หรือพลาสติก ติดตั้งบนโครงโลหะของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ข้าว. 3

ตัวเหนี่ยวนำความถี่สูงพันบนโครงเซรามิกหรือพลาสติกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 30 มม. ด้วยลวด PELSHO-0.25 มม. ม้วนจะดำเนินการเป็นกลุ่มในส่วนละ 100 รอบ โดยรวมแล้วคันเร่งมี 300-500 รอบ ในการออกแบบนี้ใช้หม้อแปลงไฟฟ้าที่ผลิตเองซึ่งทำจากแกนของแผ่น Sh-33 ความหนาของชุดคือ 33 มม. ขดลวดเครือข่ายประกอบด้วยลวด PEL-0.45 จำนวน 544 รอบ ขดลวดเครือข่ายได้รับการออกแบบให้เชื่อมต่อกับเครือข่ายที่มีแรงดันไฟฟ้า 127 V. ในกรณีที่ใช้เครือข่ายที่มีแรงดันไฟฟ้า 220 V ขดลวด I จะต้องมีลวด PEL-0.35 จำนวน 944 รอบ ขดลวดแบบสเต็ปอัพมีลวด PEL-0.14 จำนวน 2980 รอบ และขดลวดไส้หลอดมีลวด PEL-1.0 จำนวน 30 รอบ หม้อแปลงดังกล่าวสามารถเปลี่ยนเป็นหม้อแปลงไฟฟ้าของยี่ห้อ ELS-2 ได้ โดยใช้เฉพาะขดลวดเมน ขดลวดไส้หลอด และขดลวดสเต็ปอัพทั้งหมด หรือโดยหม้อแปลงไฟฟ้าใดๆ ที่มีกำลังไฟฟ้าอย่างน้อย 70 VA และด้วยขดลวดแบบสเต็ปอัพโดยให้โหลด 470 V บนขั้วบวกของหลอด 6PZS

ที่ใส่ควอตซ์ทำจากบรอนซ์ตามรูปวาด 4. ในกรณี ใช้สว่านขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 มม. เจาะรูรูปตัว L เพื่อนำลวด l ใส่แหวนยาง e เข้าไปในตัวเรือน ซึ่งทำหน้าที่กันกระแทกและแยกควอตซ์ แหวนสามารถตัดออกจากยางลบดินสอธรรมดาได้ แหวนหน้าสัมผัส b ถูกตัดออกจากฟอยล์ทองเหลืองหนา 0.2 มม. วงแหวนนี้มีแถบสำหรับบัดกรีลวด ทั้งสาย l และ และ ต้องมีฉนวนที่ดี. ลวดและบัดกรีเข้ากับหน้าแปลนรองรับ O ไม่แนะนำให้บิดสายไฟเข้าด้วยกัน

รูปที่ 4 ผู้ถือควอตซ์

ภาชนะเลนส์ประกอบด้วยทรงกระบอก e และเลนส์อัลตราโซนิก b (รูปที่ 5) กระบอกสูบงอจากแผ่นลูกแก้วหนา 3 มม. บนแม่แบบไม้ทรงกลมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 19 มม.

รูปที่ 5 ภาชนะเลนส์

จานถูกความร้อนบนเปลวไฟจนนิ่ม งอตามรูปแบบและติดกาวด้วยน้ำส้มสายชู กระบอกติดกาวถูกมัดด้วยด้ายและปล่อยให้แห้งเป็นเวลาสองชั่วโมง หลังจากนั้นปลายกระบอกจะถูกจัดชิดกับกระดาษทรายและด้ายจะถูกลบออก ในการผลิตเลนส์อัลตราโซนิก b คุณต้องสร้างอุปกรณ์พิเศษ (รูปที่ 6) จากลูกเหล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 18-22 มม. จากลูกปืน ลูกบอลควรจะอบอ่อนโดยให้ความร้อนเป็นสีแดงและค่อยๆ เย็นลง หลังจากนั้นเจาะรูที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 6 มม. ในลูกบอลและตัดเกลียวภายใน ในการยึดลูกบอลนี้ไว้ในหัวจับของเครื่องเจาะ จำเป็นต้องสร้างแท่งด้วยด้ายที่ปลายด้านหนึ่งจากแท่ง

รูปที่ 6 ติดตั้ง

ยึดแกนที่มีลูกเกลียวเข้ากับหัวจับของเครื่อง โดยจะเปิดเครื่องด้วยความเร็วปานกลาง และเมื่อกดลูกบอลลงในแผ่นกระจกออร์แกนิกที่มีความหนา 10–12 มม. ก็จะได้ส่วนเว้าทรงกลมที่ต้องการ เมื่อลูกบอลถูกแทงลึกเข้าไปในระยะเท่ากับรัศมีของลูกบอล เครื่องเจาะปิดและโดยไม่ต้องหยุดกดลูกบอลให้เย็นด้วยน้ำ เป็นผลให้ได้ช่องทรงกลมของเลนส์อัลตราโซนิกในแผ่นแก้วอินทรีย์ สี่เหลี่ยมจัตุรัสที่มีด้านข้าง 36 มม. ถูกตัดออกด้วยเลื่อยเลือยตัดโลหะจากจานที่มีช่อง ส่วนส่วนที่ยื่นออกมาเป็นรูปวงแหวนรอบ ๆ ช่องจะถูกปรับระดับด้วยกระดาษทรายละเอียด และแผ่นถูกบดจากด้านล่างเพื่อให้ก้นหนา 0.2 มม. ยังคงอยู่ในใจกลางของช่อง จากนั้นบริเวณที่ขูดด้วยกระดาษทรายจะถูกขัดให้โปร่งใสและต่อไป กลึงตัดมุมเพื่อให้ช่องทรงกลมยังคงอยู่ตรงกลางจาน จากด้านล่างของเพลท จำเป็นต้องทำส่วนที่ยื่นออกมาสูง 3 มม. และเส้นผ่านศูนย์กลาง 23.8 มม. เพื่อให้เลนส์อยู่ตรงกลางที่ตัวยึดควอตซ์

เมื่อชุบปลายด้านหนึ่งของกระบอกสูบอย่างล้นเหลือด้วยสาระสำคัญของอะซิติกหรือไดคลอโรอีเทนก็จะถูกยึดติดกับเลนส์อัลตราโซนิกเพื่อให้แกนกลางของกระบอกสูบตรงกับแกนที่ผ่านศูนย์กลางของเลนส์ หลังจากการอบแห้งจะมีการเจาะรูสามรูในภาชนะที่ติดกาวเพื่อปรับสกรู ทางที่ดีควรหมุนสกรูเหล่านี้ด้วยไขควงพิเศษที่ทำจากลวดธรรมดายาว 10-12 ซม. และมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.5-2 มม. พร้อมที่จับวัสดุที่เป็นฉนวน หลังจากการผลิตชิ้นส่วนเหล่านี้และการติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแล้ว คุณสามารถเริ่มต้นการตั้งค่าอุปกรณ์ได้ ซึ่งโดยปกติแล้วจะต้องปรับวงจร L1C2 เพื่อให้สอดคล้องกับความถี่ธรรมชาติของควอตซ์ แผ่นควอตซ์ใน (รูปที่ 4) ควรล้างด้วยสบู่ในน้ำไหลและเช็ดให้แห้ง ทำความสะอาดวงแหวนสัมผัส b จากด้านบนเป็นเงา วางแผ่นควอตซ์อย่างระมัดระวังบนวงแหวนสัมผัส และหลังจากหยดน้ำมันหม้อแปลงสองสามหยดลงบนขอบของเพลตแล้ว ให้ขันฝาครอบ d เพื่อให้กดเพลทควอตซ์ เพื่อระบุการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิก ช่อง a และ d บนฝาครอบจะเต็มไปด้วยน้ำมันหม้อแปลงหรือน้ำมันก๊าด หลังจากเปิดเครื่องและอุ่นเครื่องเป็นเวลาหนึ่งนาทีแล้ว ให้หมุนปุ่มปรับจูนและทำให้เกิดเสียงสะท้อนระหว่างการสั่นของออสซิลเลเตอร์แบบแผ่นควอทซ์ ในช่วงเวลาของการกำทอนจะสังเกตเห็นการบวมสูงสุดของของเหลวที่เทลงในช่องบนฝาปิด หลังจากตั้งค่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแล้ว คุณสามารถเริ่มสาธิตการทดลองได้

การออกแบบเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

การสาธิตที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดอย่างหนึ่งคือการผลิตน้ำพุของเหลวภายใต้การสั่นสะเทือนของอัลตราโซนิก เพื่อให้ได้น้ำพุของเหลว คุณต้องวางภาชนะ "เลนส์" ที่ด้านบนของที่ยึดควอตซ์ เพื่อไม่ให้เกิดฟองอากาศสะสมระหว่างด้านล่างของภาชนะ "เลนส์" กับแผ่นควอตซ์ จากนั้นควรเทลงในภาชนะเลนส์ของน้ำดื่มธรรมดาและหนึ่งนาทีหลังจากเปิดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า a น้ำพุล้ำเสียง. ความสูงของน้ำพุสามารถเปลี่ยนได้โดยใช้สกรูปรับ โดยก่อนหน้านี้ได้ปรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าโดยใช้ตัวเก็บประจุ C2 ที่ การตั้งค่าที่ถูกต้องทั้งระบบสามารถรับน้ำพุสูง 30-40 ซม. (รูปที่ 7)

รูปที่ 7 น้ำพุล้ำเสียง

พร้อมกับการปรากฏตัวของน้ำพุ หมอกน้ำปรากฏขึ้น ซึ่งเป็นผลมาจากกระบวนการ cavitation ที่มาพร้อมกับลักษณะฟ่อ หากน้ำมันหม้อแปลงถูกเทลงในภาชนะ "เลนส์" แทนที่จะเป็นน้ำ น้ำพุจะเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด การสังเกตน้ำพุอย่างต่อเนื่องสามารถทำได้จนกว่าระดับของเหลวในภาชนะ "เลนส์" จะลดลงเหลือ 20 มม. สำหรับการสังเกตน้ำพุในระยะยาว จำเป็นต้องปกป้องน้ำพุด้วยหลอดแก้ว B ตามผนังด้านในซึ่งของเหลวจากน้ำพุสามารถไหลย้อนกลับได้

เมื่อใช้การสั่นสะเทือนแบบอัลตราโซนิกกับของเหลวจะเกิดฟองอากาศขนาดเล็กขึ้น (ปรากฏการณ์คาวิเทชั่น) ซึ่งมาพร้อมกับแรงดันที่เพิ่มขึ้นอย่างมากในบริเวณที่เกิดฟอง ปรากฏการณ์นี้นำไปสู่การทำลายอนุภาคของสสารหรือสิ่งมีชีวิตในของเหลว หากปลาตัวเล็กหรือแดฟเนียวาง "ในเลนส์" ด้วยน้ำหลังจากนั้น 1-2 นาทีของการฉายรังสีอัลตราซาวนด์พวกเขาจะตาย การฉายภาพของภาชนะ "เลนส์" ที่มีน้ำอยู่บนหน้าจอทำให้สามารถสังเกตกระบวนการทั้งหมดของการทดลองนี้ได้อย่างต่อเนื่องในหอประชุมขนาดใหญ่ (รูปที่ 8)

รูปที่ 8 ผลกระทบทางชีวภาพของการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิก

การใช้อุปกรณ์ที่อธิบายไว้สามารถสาธิตการใช้อัลตราซาวนด์เพื่อทำความสะอาดชิ้นส่วนขนาดเล็กจากการปนเปื้อนได้ ในการทำเช่นนี้ ชิ้นส่วนเล็กๆ (เฟืองจากนาฬิกา ชิ้นส่วนโลหะ ฯลฯ) ที่หล่อลื่นด้วยจาระบีอย่างเข้มข้น จะถูกวางไว้ที่ฐานของน้ำพุของเหลว น้ำพุจะลดลงอย่างมากและอาจหยุดทั้งหมด แต่ส่วนที่ปนเปื้อนจะค่อยๆ ทำความสะอาด ควรสังเกตว่าการทำความสะอาดชิ้นส่วนด้วยอัลตราโซนิกต้องใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ทรงพลังกว่าดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะทำความสะอาดส่วนที่ปนเปื้อนทั้งหมดในช่วงเวลาสั้น ๆ และคุณต้อง จำกัด ตัวเองในการทำความสะอาดฟันสองสามซี่

การใช้ปรากฏการณ์คาวิเทชัน สามารถรับอิมัลชันน้ำมันได้ เมื่อต้องการทำเช่นนี้ น้ำจะถูกเทลงในภาชนะ "เลนส์" และเติมน้ำมันหม้อแปลงเล็กน้อยที่ด้านบน เพื่อหลีกเลี่ยงการกระเด็นของอิมัลชัน จำเป็นต้องปิดภาชนะเลนส์ด้วยวัสดุที่เป็นแก้ว เมื่อเปิดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะมีน้ำพุและน้ำมันเกิดขึ้น หลังจาก 1-2 นาที การฉายรังสีในภาชนะเลนส์ทำให้เกิดอิมัลชันน้ำนมที่มีความเสถียร

เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าการแพร่กระจายของการสั่นสะเทือนของอัลตราโซนิกในน้ำสามารถมองเห็นได้และสามารถแสดงคุณสมบัติบางอย่างของอัลตราซาวนด์ได้อย่างชัดเจน ต้องใช้อ่างอาบน้ำที่โปร่งใสและก้นอ่างและใหญ่ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โดยมีความสูงด้านข้างอย่างน้อย 5-6 ซม. อ่างอาบน้ำวางอยู่เหนือช่องเปิดในตารางสาธิตเพื่อให้สามารถส่องสว่างจากด้านล่างที่โปร่งใสทั้งหมดจากด้านล่าง . สำหรับการให้แสงสว่าง เป็นการดีที่จะใช้หลอดไฟสำหรับรถยนต์ขนาด 6 โวลต์เป็นแหล่งกำเนิดแสงแบบจุดสำหรับฉายภาพกระบวนการภายใต้การศึกษาบนเพดานของหอประชุม (รูปที่ 9)

รูปที่ 9 การหักเหและการสะท้อนของคลื่นอัลตราโซนิก

คุณยังสามารถใช้หลอดไฟธรรมดาที่ใช้พลังงานต่ำได้ น้ำถูกเทลงในอ่างเพื่อให้แผ่นควอทซ์ในที่ยึดควอตซ์เมื่อวางในแนวตั้งจะจุ่มลงในอ่างอย่างสมบูรณ์ หลังจากนั้น คุณสามารถเปิดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า และโดยการย้ายที่ยึดควอตซ์จากตำแหน่งแนวตั้งไปยังตำแหน่งเอียง สังเกตการแพร่กระจายของลำอัลตราโซนิกในการฉายภาพบนเพดานของหอประชุม ในกรณีนี้ผู้ถือควอตซ์สามารถยึดด้วยสายไฟ l และ c ที่เชื่อมต่ออยู่หรือสามารถติดตั้งล่วงหน้าในที่ยึดพิเศษซึ่งคุณสามารถเปลี่ยนมุมของอุบัติการณ์ของลำแสงอัลตราโซนิกในแนวตั้งและ ระนาบแนวนอนตามลำดับ ลำแสงอัลตราโซนิกจะสังเกตได้ในรูปของจุดไฟที่อยู่ตามการแพร่กระจายของการสั่นสะเทือนของอัลตราโซนิกในน้ำ โดยการวางสิ่งกีดขวางในเส้นทางการแพร่กระจายของลำคลื่นอัลตราโซนิกทำให้สามารถสังเกตการสะท้อนและการหักเหของลำแสงได้

การตั้งค่าที่อธิบายไว้ช่วยให้ทำการทดลองอื่นๆ ซึ่งขึ้นอยู่กับโปรแกรมที่กำลังศึกษาและอุปกรณ์ของห้องเรียน เพลตแบเรียมไททาเนตและโดยทั่วไปเพลตใดๆ ที่มีเอฟเฟกต์เพียโซอิเล็กทริกที่ความถี่ตั้งแต่ 0.5 MHz ถึง 4.5 MHz สามารถรวมเป็นโหลดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้ หากมีเพลตสำหรับความถี่อื่น จำเป็นต้องเปลี่ยนจำนวนรอบในตัวเหนี่ยวนำ (เพิ่มขึ้นสำหรับความถี่ที่ต่ำกว่า 0.5 MHz และลดลงสำหรับความถี่ที่สูงกว่า 4.5 MHz) เมื่อเปลี่ยนวงจรออสซิลเลเตอร์และคอยล์ป้อนกลับเป็นความถี่ 15 kHz คุณสามารถเปิดตัวแปลงแมกนีโตสตริกทีฟที่มีกำลังไม่เกิน 60 VA แทนควอตซ์

การตั้งค่าประกอบด้วยชั้นวางในห้องปฏิบัติการ เครื่องกำเนิดอัลตราโซนิก ทรานสดิวเซอร์แม่เหล็กคุณภาพสูงที่มีประสิทธิภาพสูง และท่อนำคลื่น-อิมิตเตอร์ (คอนเดนเซอร์) สามตัวไปยังทรานสดิวเซอร์ มีการปรับขั้นตอนของกำลังขับ 50%, 75%, 100% ของกำลังขับที่กำหนด การปรับกำลังและการมีอยู่ของท่อนำคลื่น - ตัวปล่อยคลื่นที่แตกต่างกันสามตัวในชุด (ด้วยอัตราขยาย 1:0.5, 1:1 และ 1:2) ช่วยให้คุณได้รับแอมพลิจูดที่แตกต่างกันของการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกในของเหลวที่ตรวจสอบและสื่อยืดหยุ่นได้โดยประมาณ ตั้งแต่ 0 ถึง 80 ไมครอนที่ความถี่ 22 kHz

ปีของการผลิตและการขายประสบการณ์ อุปกรณ์อัลตราโซนิกยืนยันความต้องการอย่างมีสติในการจัดหาอุปกรณ์การผลิตไฮเทคที่ทันสมัยทุกประเภทพร้อมสิ่งอำนวยความสะดวกในห้องปฏิบัติการ

การได้มาซึ่งวัสดุนาโนและโครงสร้างนาโน การแนะนำและพัฒนาเทคโนโลยีนาโนเป็นไปไม่ได้เลยโดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์อัลตราโซนิก

ด้วยความช่วยเหลือของอุปกรณ์อัลตราโซนิกนี้สามารถ:

• รับผงโลหะนาโน
• ใช้เมื่อทำงานกับฟูลเลอรีน
• การศึกษาปฏิกิริยานิวเคลียร์ในสภาวะของสนามอัลตราโซนิกที่แรง (ฟิวชั่นเย็น)
• การกระตุ้นโซโนลูมิเนสเซนซ์ในของเหลว เพื่อการวิจัยและวัตถุประสงค์ทางอุตสาหกรรม
• การสร้างอิมัลชันทางตรงและทางกลับที่เป็นมาตรฐานที่กระจายตัวอย่างละเอียด
• เสียงไม้
• การกระตุ้นการสั่นสะเทือนของอัลตราโซนิกในโลหะหลอมเหลวเพื่อขจัดแก๊ส
• และอื่น ๆ อีกมากมาย

เครื่องกระจายอัลตราโซนิกที่ทันสมัยพร้อมเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดิจิตอล I10-840 series

หน่วยอัลตราโซนิก (disperser, homogenizer, emulsifier) ​​​​I100-840 ได้รับการออกแบบสำหรับการศึกษาในห้องปฏิบัติการเกี่ยวกับผลกระทบของอัลตราซาวนด์ต่อสื่อของเหลวด้วยการควบคุมแบบดิจิตอลปรับได้อย่างต่อเนื่องด้วยการเลือกความถี่การทำงานแบบดิจิตอลพร้อมตัวจับเวลาพร้อมความสามารถในการ เชื่อมต่อระบบการสั่นของความถี่และกำลังต่างๆ และพารามิเตอร์การประมวลผลบันทึกกับหน่วยความจำแบบไม่ลบเลือน

เครื่องสามารถติดตั้งระบบสั่นด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแบบอัลตราโซนิคหรือแบบเพียโซเซอร์มิกที่มีความถี่ในการทำงาน 22 และ 44 kHz

หากจำเป็น เป็นไปได้ที่จะทำให้ disperser สมบูรณ์ด้วยระบบออสซิลเลเตอร์สำหรับ 18, 30, 88 kHz

ใช้หน่วยห้องปฏิบัติการอัลตราโซนิก (กระจาย):

• สำหรับการศึกษาผลกระทบในห้องปฏิบัติการ cavitation ล้ำเสียงเกี่ยวกับของเหลวและตัวอย่างต่างๆ ที่วางอยู่ในของเหลว
• สำหรับการละลายสารและของเหลวที่ละลายได้ยากหรือละลายได้เล็กน้อยในของเหลวอื่น ๆ
• สำหรับการทดสอบของเหลวต่างๆ ตัวอย่างเช่น เพื่อตรวจสอบความเสถียรของความหนืดของน้ำมันอุตสาหกรรม (ดู GOST 6794-75 สำหรับน้ำมัน AMG-10)
• เพื่อศึกษาการเปลี่ยนแปลงอัตราการชุบของวัสดุเส้นใยภายใต้อิทธิพลของอัลตราซาวนด์และเพื่อปรับปรุงการชุบวัสดุเส้นใยด้วยสารตัวเติมต่างๆ
• เพื่อแยกการรวมตัวของอนุภาคแร่ในระหว่างการแยกประเภทด้วยน้ำ (ผงขัด, สารปรับสภาพทางภูมิศาสตร์, เพชรธรรมชาติและเพชรเทียม ฯลฯ );
• สำหรับการล้างอัลตราโซนิกของผลิตภัณฑ์ที่ซับซ้อนของอุปกรณ์เชื้อเพลิงยานยนต์หัวฉีดและคาร์บูเรเตอร์
• เพื่อศึกษาความแข็งแรงของโพรงอากาศของชิ้นส่วนเครื่องจักรและกลไก
• และในกรณีที่ง่ายที่สุด - เป็นอ่างทำความสะอาดอัลตราโซนิกความเข้มสูง การตกตะกอนและการสะสมบนเครื่องแก้วในห้องปฏิบัติการและแก้วจะถูกลบออกหรือละลายในไม่กี่วินาที

ข้อมูลทั่วไป

หน่วยอัลตราโซนิก UZU-1,6-O ได้รับการออกแบบมาเพื่อทำความสะอาดองค์ประกอบตัวกรองโลหะและชุดกรองของระบบเชื้อเพลิงและน้ำมันไฮดรอลิกของเครื่องบิน เครื่องยนต์อากาศยาน และอุปกรณ์ม้านั่งจากสิ่งสกปรกทางกล สารตกค้าง และผลิตภัณฑ์น้ำมันโค้ก
เป็นไปได้ที่จะทำความสะอาดชุดตัวกรองที่ทำจากวัสดุ Kh18 H15-PM ที่โรงงานตามเทคโนโลยีของผู้ผลิตชุดกรอง

โครงสร้างสัญลักษณ์

UZU4-1,6-O:
UZU - การติดตั้งอัลตราโซนิก
4 - การดำเนินการ;
1.6 - กำลังการสั่นเล็กน้อย, กิโลวัตต์;
O - ทำความสะอาด;
U, T2 - หมวดหมู่การออกแบบและการจัดวางภูมิอากาศ
ตาม GOST 15150-69 อุณหภูมิแวดล้อม
ตั้งแต่ 5 ถึง 50 องศาเซลเซียส สิ่งแวดล้อม - ไม่ระเบิด, ไม่มีฝุ่นนำไฟฟ้า, ไม่มีไอระเหยที่ก้าวร้าว, ก๊าซที่สามารถขัดขวางการทำงานปกติของการติดตั้ง
การติดตั้งเป็นไปตามข้อกำหนดของ TU16-530.022-79

เอกสารกฎเกณฑ์และทางเทคนิค

มธ 16-530.022-79

ข้อมูลจำเพาะ

แรงดันไฟฟ้าของเครือข่ายอุปทานสามเฟสที่มีความถี่ 50 Hz, V - 380/220 พลังงานที่ใช้ kW ไม่มาก: ไม่มีแสงและเครื่องทำความร้อน - 3.7 พร้อมไฟส่องสว่างและเครื่องทำความร้อน - 12 ความถี่ในการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า, kHz - 18 กำลังขับของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า, กิโลวัตต์ - 1.6 ประสิทธิภาพเครื่องกำเนิดไฟฟ้า, %, ไม่น้อยกว่า - 45 แรงดันไฟแอโนดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า, V - 3000 แรงดันไฟเรืองแสงของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า, V - 6.3 แรงดันไฟขาออกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า, V - 220 กระแสแม่เหล็ก, A - 18 กระแสแอโนด, A - 0.85 กระแสกริด, A - 0.28 จำนวน baths, pcs - 2 ปริมาณหนึ่งอ่าง, l, ไม่น้อยกว่า - 20 เวลาทำความร้อนของน้ำยาซักผ้าในอ่างจาก 5 ถึง 65°C โดยไม่ต้องเปิดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า, นาที, ไม่เกิน: เมื่อใช้งานกับน้ำมัน AMG 10 - 20 ระหว่างการใช้งานกับสารละลายโซเดียมเฮกซาเมทาฟอสเฟตในน้ำ ไตรโซเดียมฟอสเฟตและโซเดียมไนเตรตหรือซินวาล - 35 ระยะเวลาของการทำงานต่อเนื่องของการติดตั้ง h ไม่มาก - 12 การระบายความร้อนขององค์ประกอบของการติดตั้งเป็นอากาศบังคับ เวลา ทำความสะอาดอัลตราโซนิกหนึ่งองค์ประกอบตัวกรอง นาที ไม่เกิน - 10 เวลาการติดตั้งใช้งานการติดตั้งในตำแหน่งการทำงาน นาที ไม่เกิน - 35 เวลาพับในตำแหน่งที่เก็บไว้ นาที ไม่เกิน - 15 น้ำหนัก กก. ไม่เกิน - 510
ระยะเวลาการรับประกัน - 18 เดือนนับจากวันที่ว่าจ้าง

การออกแบบและหลักการทำงาน

การออกแบบหน่วยอุลตร้าโซนิค UZU4-1,6-O (ดูรูป) เป็นคอนเทนเนอร์เคลื่อนที่ซึ่งสร้างเสร็จในบล็อก

มุมมองทั่วไปและ ขนาดหน่วยอัลตราโซนิก UZU4-1,6-O
โรงงานมีอ่างเทคโนโลยีสองแห่ง ติดตั้งแคร่สำหรับหมุนตัวกรองและถ่ายโอนจากอ่างหนึ่งไปยังอีกอ่างหนึ่ง อ่างอาบน้ำแต่ละอ่างติดตั้งทรานสดิวเซอร์แบบแม่เหล็ก PM1-1.6/18 คอนเวอร์เตอร์ระบายความร้อนด้วยอากาศ มีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในตัว ชุดการส่งมอบของหน่วย UZU4-1.6-O ประกอบด้วย: หน่วยอัลตราโซนิก UZU-1.6-O, ชิ้นส่วนอะไหล่และอุปกรณ์เสริม, 1 ชุด, ชุดเอกสารการปฏิบัติงาน, 1 ชุด

เจ้าของสิทธิบัตร RU 2286216:

การประดิษฐ์นี้เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์สำหรับทำความสะอาดอัลตราโซนิกและการประมวลผลของสารแขวนลอยในสนามเสียงอันทรงพลัง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการละลาย การทำให้เป็นอิมัลชัน การกระจายตัว ตลอดจนอุปกรณ์สำหรับรับและส่งการสั่นสะเทือนทางกลโดยใช้เอฟเฟกต์สนามแม่เหล็ก การติดตั้งประกอบด้วยทรานสดิวเซอร์แท่งแม่เหล็กแบบแท่งอัลตราโซนิก ห้องทำงานที่ทำขึ้นในรูปของท่อทรงกระบอกโลหะ และท่อนำคลื่นอะคูสติก ปลายที่แผ่รังสีซึ่งติดอยู่กับส่วนล่างของท่อทรงกระบอกอย่างผนึกแน่นโดยใช้วงแหวนปิดผนึกแบบยืดหยุ่น และปลายด้านรับของท่อนำคลื่นนี้เชื่อมต่ออย่างแน่นหนากับพื้นผิวที่แผ่รังสีของทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกแกน นอกจากนี้ ยังแนะนำอีซีแอลอีซีแอลรูปวงแหวนเข้าไปในการติดตั้ง ซึ่งวงจรแม่เหล็กจะถูกกดอย่างแน่นหนาทางเสียงบนท่อของห้องทำงาน หน่วยอัลตราโซนิกสร้างสนามอะคูสติกสองความถี่ในตัวกลางของเหลวที่ผ่านการประมวลผล ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ถึงการเพิ่มความเข้มข้นของกระบวนการทางเทคโนโลยีโดยไม่กระทบต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย 3 w.p. f-ly 1 ป่วย

การประดิษฐ์นี้เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์สำหรับทำความสะอาดอัลตราโซนิกและการประมวลผลของสารแขวนลอยในสนามเสียงอันทรงพลัง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการละลาย การทำให้เป็นอิมัลชัน การกระจายตัว ตลอดจนอุปกรณ์สำหรับรับและส่งการสั่นสะเทือนทางกลโดยใช้เอฟเฟกต์สนามแม่เหล็ก

รู้จักอุปกรณ์สำหรับแนะนำการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกในของเหลว (สิทธิบัตร DE, No. 3815925, B 08 B 3/12, 1989) โดยใช้เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกซึ่งได้รับการแก้ไขด้วยกรวยเปล่งเสียงโดยใช้หน้าแปลนฉนวนอย่างผนึกแน่น บริเวณด้านล่างของอ่างของเหลว

ใกล้เคียงที่สุด วิธีแก้ปัญหาทางเทคนิคให้กับคนที่เสนอคือ หน่วยอัลตราโซนิกพิมพ์ UZVD-6 (A.V. Donskoy, OKKeller, G.S. Kratysh "Ultrasonic electrotechnological installations", Leningrad: Energoizdat, 1982, p. 169) ซึ่งประกอบด้วยแท่งอัลตราโซนิกทรานสดิวเซอร์ ห้องทำงานที่ทำขึ้นในรูปของท่อทรงกระบอกโลหะ และ ท่อนำคลื่นอะคูสติก ปลายที่แผ่รังสีซึ่งติดอยู่กับส่วนล่างของท่อทรงกระบอกอย่างผนึกแน่นโดยใช้วงแหวนปิดผนึกแบบยืดหยุ่น และปลายรับของท่อนำคลื่นนี้เชื่อมต่ออย่างแน่นหนากับพื้นผิวที่แผ่รังสีของตัวแปลงสัญญาณอัลตราโซนิกแบบแท่ง

ข้อเสียของการติดตั้งอัลตราโซนิกที่ทราบคือห้องทำงานมีแหล่งกำเนิดการสั่นสะเทือนแบบอัลตราโซนิกเพียงแหล่งเดียวซึ่งถูกส่งจากตัวแปลงสัญญาณแม่เหล็กผ่านปลายท่อนำคลื่นคุณสมบัติทางกลและพารามิเตอร์ทางเสียงที่กำหนดรังสีสูงสุดที่อนุญาต ความเข้ม บ่อยครั้งที่ความเข้มของการแผ่รังสีที่เกิดจากการสั่นสะเทือนของอัลตราโซนิกไม่เป็นไปตามข้อกำหนดของกระบวนการทางเทคโนโลยีในแง่ของคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย ซึ่งทำให้จำเป็นต้องขยายเวลาของการบำบัดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงของตัวกลางที่เป็นของเหลวและทำให้ความเข้มลดลง ของกระบวนการทางเทคโนโลยี

ดังนั้น การติดตั้งอัลตราโซนิกที่ระบุในระหว่างการค้นหาสิทธิบัตร อะนาล็อกและต้นแบบของการประดิษฐ์ที่อ้างสิทธิ์ เมื่อนำมาใช้ ไม่ได้ให้ผลสำเร็จทางเทคนิค ซึ่งประกอบด้วยการเพิ่มความเข้มข้นของกระบวนการทางเทคโนโลยีโดยไม่ลดคุณภาพของ ผลิตภัณฑ์สุดท้าย.

การประดิษฐ์ในปัจจุบันช่วยแก้ปัญหาในการสร้างการติดตั้งอัลตราโซนิกซึ่งการดำเนินการดังกล่าวจะช่วยให้บรรลุผลทางเทคนิคซึ่งประกอบด้วยการเพิ่มความเข้มข้นของกระบวนการทางเทคโนโลยีโดยไม่ลดคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

สาระสำคัญของการประดิษฐ์นี้อยู่ในความจริงที่ว่าในการติดตั้งอัลตราโซนิกที่มีแท่งอัลตราโซนิกทรานสดิวเซอร์ห้องทำงานที่ทำในรูปแบบของท่อทรงกระบอกโลหะและท่อนำคลื่นอะคูสติกซึ่งปลายเปล่งซึ่งติดอยู่กับส่วนล่างอย่างผนึกแน่น ของท่อทรงกระบอกโดยใช้วงแหวนปิดผนึกแบบยืดหยุ่น และปลายรับของท่อนำคลื่นนี้เชื่อมต่ออย่างแน่นหนากับพื้นผิวที่แผ่รังสีของทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกแกนอย่างแน่นหนา นอกจากนี้ ยังมีการแนะนำอีซีแอลแมกเนติกแบบวงแหวน ซึ่งวงจรแม่เหล็กจะถูกกดอย่างแน่นหนาทางเสียง ท่อของห้องทำงาน นอกจากนี้ วงแหวนปิดผนึกแบบยืดหยุ่นยังได้รับการแก้ไขที่ปลายท่อนำคลื่นที่แผ่รังสีในโซนของยูนิตการกระจัด ในกรณีนี้ ส่วนล่างสุดของวงจรแม่เหล็กของหม้อน้ำแบบวงแหวนจะอยู่ในระนาบเดียวกันกับปลายท่อนำคลื่นอะคูสติกที่แผ่ออกมา นอกจากนี้ พื้นผิวของปลายท่อนำคลื่นเสียงที่แผ่รังสีออกมายังทำเป็นเว้า ทรงกลม โดยมีรัศมีทรงกลมเท่ากับครึ่งหนึ่งของความยาววงจรแม่เหล็กของหม้อน้ำแม่เหล็กรูปวงแหวน

ผลลัพธ์ทางเทคนิคทำได้ดังนี้ ตัวแปลงสัญญาณอัลตราโซนิกแบบแท่งเป็นแหล่งของการสั่นสะเทือนแบบอัลตราโซนิกให้ พารามิเตอร์ที่จำเป็นฟิลด์อะคูสติกในห้องทำงานของการติดตั้งสำหรับการดำเนินการตามกระบวนการทางเทคโนโลยีซึ่งทำให้มั่นใจได้ถึงความเข้มข้นและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย ท่อนำคลื่นอะคูสติกที่ปลายแผ่รังสีซึ่งติดแน่นกับส่วนล่างของท่อทรงกระบอก และปลายรับของท่อนำคลื่นนี้เชื่อมต่ออย่างแน่นหนากับพื้นผิวที่แผ่รังสีของทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกแบบแท่ง เพื่อให้แน่ใจว่ามีการส่งการสั่นสะเทือนแบบอัลตราโซนิกไปยัง สื่อของเหลวแปรรูปของห้องทำงาน ในกรณีนี้ การเชื่อมต่อจะแน่นและคล่องตัวเนื่องจากปลายท่อนำคลื่นที่แผ่รังสีติดอยู่กับส่วนล่างของท่อของห้องทำงานโดยใช้วงแหวนยางยืด ความคล่องตัวของการเชื่อมต่อทำให้สามารถส่งสัญญาณการสั่นสะเทือนทางกลจากทรานสดิวเซอร์ผ่านท่อนำคลื่นไปยังห้องทำงาน ไปสู่สื่อของเหลวที่กำลังถูกประมวลผล ความเป็นไปได้ในการดำเนินการตามกระบวนการทางเทคโนโลยี และด้วยเหตุนี้ ได้ผลลัพธ์ทางเทคนิคที่ต้องการ

นอกจากนี้ ในการติดตั้งที่อ้างสิทธิ์ แหวนปิดผนึกแบบยืดหยุ่นจะได้รับการแก้ไขที่ปลายท่อนำคลื่นที่แผ่รังสีในโซนของโหนดดิสเพลสเมนต์ ตรงกันข้ามกับต้นแบบซึ่งติดตั้งอยู่ในโซนของแอนติโนดแบบดิสเพลสเมนต์ เป็นผลให้ในการติดตั้งตามต้นแบบ วงแหวนปิดผนึกช่วยลดแรงสั่นสะเทือนและลดปัจจัยด้านคุณภาพของระบบออสซิลเลเตอร์ ดังนั้นจึงลดความเข้มของกระบวนการ ในการติดตั้งที่อ้างสิทธิ์ จะมีการติดตั้งวงแหวนซีลไว้ในพื้นที่ของ displacement unit ดังนั้นจึงไม่ส่งผลกระทบต่อระบบออสซิลเลเตอร์ ทำให้สามารถส่งพลังงานผ่านท่อนำคลื่นได้มากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับต้นแบบ และด้วยเหตุนี้จึงเพิ่มความเข้มของการแผ่รังสี และทำให้กระบวนการทางเทคโนโลยีเข้มข้นขึ้นโดยไม่กระทบต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย นอกจากนี้ เนื่องจากในการติดตั้งที่อ้างว่ามีการติดตั้งวงแหวนปิดผนึกในพื้นที่ของโหนดเช่น ในโซนของการเสียรูปเป็นศูนย์มันไม่ยุบจากการสั่นสะเทือนรักษาความคล่องตัวของการเชื่อมต่อของปลายท่อนำคลื่นที่แผ่ออกมาด้วย ล่างท่อของห้องทำงานซึ่งช่วยให้คุณประหยัดความเข้มของรังสี ในต้นแบบ มีการติดตั้งวงแหวนปิดผนึกในบริเวณที่มีการเสียรูปสูงสุดของท่อนำคลื่น ดังนั้นแหวนจะค่อยๆ ถูกทำลายโดยการสั่นสะเทือน ซึ่งจะค่อยๆ ลดความเข้มของการแผ่รังสี จากนั้นจะละเมิดความหนาแน่นของการเชื่อมต่อและขัดขวางการทำงานของการติดตั้ง

การใช้ตัวปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแบบวงแหวนทำให้สามารถรับกำลังการแปลงขนาดใหญ่และพื้นที่การแผ่รังสีที่มีนัยสำคัญ (AV Donskoy, OKKeller, GS Kratysh "การติดตั้งเทคโนโลยีอุลตร้าโซนิคไฟฟ้า", Leningrad: Energoizdat, 1982, p. 34) และทำให้สามารถ ให้ความเข้มข้นของกระบวนการทางเทคโนโลยีโดยไม่ลดคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

เนื่องจากท่อทำเป็นทรงกระบอก และตัวปล่อยสนามแม่เหล็กที่นำมาใช้ในการติดตั้งนั้นทำเป็นวงแหวน จึงสามารถกดวงจรแม่เหล็กลงบนพื้นผิวด้านนอกของท่อได้ เมื่อแรงดันไฟฟ้าถูกนำไปใช้กับขดลวดของวงจรแม่เหล็ก จะเกิดผลกระทบจากสนามแม่เหล็กในเพลต ซึ่งนำไปสู่การเสียรูปของเพลตวงแหวนของวงจรแม่เหล็กในทิศทางเรเดียล ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากท่อทำจากโลหะ และวงจรแม่เหล็กถูกกดอย่างแน่นหนาบนท่อโดยเสียง การเสียรูปของแผ่นวงแหวนของวงจรแม่เหล็กจะเปลี่ยนเป็นการสั่นในแนวรัศมีของผนังท่อ เป็นผลให้การสั่นสะเทือนทางไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดการกระตุ้นของหม้อน้ำแม่เหล็กแบบวงแหวนจะถูกแปลงเป็นการสั่นสะเทือนทางกลในแนวรัศมีของแผ่นแม่เหล็กและเนื่องจากการเชื่อมต่อที่เข้มงวดทางเสียงของระนาบการแผ่รังสีของวงจรแม่เหล็กกับพื้นผิวท่อ ส่งผ่านผนังท่อไปยังสื่อของเหลวที่กำลังดำเนินการ ในกรณีนี้ แหล่งที่มาของการสั่นสะเทือนทางเสียงในตัวกลางของเหลวที่ผ่านกระบวนการคือผนังด้านในของท่อทรงกระบอกของห้องทำงาน เป็นผลให้เกิดสนามอะคูสติกที่มีความถี่เรโซแนนซ์ที่สองในตัวกลางที่เป็นของเหลวที่กำลังประมวลผลในการติดตั้งที่อ้างสิทธิ์ ในเวลาเดียวกัน การแนะนำอีซีแอลแบบวงแหวนในการติดตั้งที่อ้างสิทธิ์จะเพิ่มพื้นที่ของพื้นผิวที่แผ่รังสีเมื่อเปรียบเทียบกับต้นแบบ: พื้นผิวที่แผ่รังสีของท่อนำคลื่นและส่วนหนึ่งของผนังด้านในของห้องทำงานที่ด้านนอก พื้นผิวที่กดอีซีแอลแม่เหล็กรูปวงแหวน การเพิ่มพื้นที่ของพื้นผิวที่แผ่รังสีจะเพิ่มความเข้มของสนามเสียงในห้องทำงาน ดังนั้นจึงทำให้กระบวนการทางเทคโนโลยีเข้มข้นขึ้นโดยไม่ลดคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

ตำแหน่งของปลายล่างของวงจรแม่เหล็กของหม้อน้ำแบบวงแหวนในระนาบเดียวกันกับปลายท่อนำคลื่นอะคูสติกที่แผ่ออกมาคือ ทางเลือกที่ดีที่สุดเนื่องจากการวางไว้ใต้ปลายแผ่รังสีของท่อนำคลื่นนำไปสู่การก่อตัวของโซนตาย (นิ่ง) สำหรับทรานสดิวเซอร์วงแหวน (หม้อน้ำรูปวงแหวน - ท่อ) การวางปลายล่างของวงจรแม่เหล็กของตัวปล่อยรูปวงแหวนเหนือปลายที่แผ่รังสีของท่อนำคลื่นจะลดประสิทธิภาพของตัวแปลงวงแหวน ทั้งสองตัวเลือกส่งผลให้ความเข้มของเอฟเฟกต์สนามเสียงโดยรวมลดลงในตัวกลางของเหลวที่ผ่านกระบวนการ และทำให้กระบวนการทางเทคโนโลยีมีความเข้มข้นลดลง

เนื่องจากพื้นผิวที่แผ่รังสีของหม้อน้ำรูปวงแหวนเป็นผนังทรงกระบอก พลังงานเสียงจึงถูกโฟกัส กล่าวคือ ความเข้มข้นของสนามเสียงถูกสร้างขึ้นตามแนวแกนของท่อซึ่งกดวงจรแม่เหล็กของอีซีแอล เนื่องจากพื้นผิวที่แผ่รังสีของหัววัดอัลตราโซนิกแบบแท่งถูกสร้างขึ้นในรูปแบบของทรงกลมเว้า พื้นผิวที่แผ่รังสีนี้ยังเน้นพลังงานเสียง แต่ใกล้กับจุดที่อยู่บนเส้นกึ่งกลางของท่อ ดังนั้น ที่ทางยาวโฟกัสที่ต่างกัน จุดโฟกัสของพื้นผิวที่แผ่รังสีทั้งสองจะตรงกัน โดยมุ่งไปที่พลังงานเสียงอันทรงพลังในห้องทำงานที่มีปริมาตรเล็กน้อย เนื่องจากปลายล่างของวงจรแม่เหล็กของหม้อน้ำรูปวงแหวนอยู่ในระนาบเดียวกับปลายแผ่คลื่นของท่อนำคลื่นอะคูสติก ซึ่งทรงกลมเว้ามีรัศมีเท่ากับครึ่งหนึ่งของความยาวของวงจรแม่เหล็กของหม้อน้ำแม่เหล็กรูปวงแหวน จุดโฟกัสพลังงานเสียงอยู่ตรงกลางของแนวแกนของท่อ นั่นคือ ในใจกลางของห้องทำงานของการติดตั้ง พลังงานเสียงอันทรงพลังจะกระจุกตัวอยู่ในปริมาตรเล็กน้อย ("อัลตราซาวนด์ สารานุกรมน้อย" หัวหน้าบรรณาธิการ I.P. Golyanina, M.: สารานุกรมโซเวียต, 1979, หน้า 367-370). ในด้านของการเน้นไปที่พลังงานเสียงของพื้นผิวที่แผ่รังสีทั้งสอง ความเข้มของผลกระทบของสนามเสียงที่มีต่อตัวกลางของเหลวที่ผ่านกระบวนการจะสูงกว่าพื้นที่อื่นๆ ในห้องเพาะเลี้ยงหลายร้อยเท่า ระดับเสียงในท้องถิ่นถูกสร้างขึ้นด้วยความเข้มอันทรงพลังของการสัมผัสกับสนาม เนื่องจากแรงกระแทกที่รุนแรงในพื้นที่ แม้แต่วัสดุที่ตัดยากก็ถูกทำลาย นอกจากนี้ ในกรณีนี้ อัลตราซาวนด์อันทรงพลังจะถูกลบออกจากผนัง ซึ่งช่วยปกป้องผนังห้องจากการถูกทำลายและการปนเปื้อนของวัสดุที่กำลังดำเนินการโดยผลิตภัณฑ์ทำลายผนัง ดังนั้นการดำเนินการของพื้นผิวของปลายที่แผ่รังสีของท่อนำคลื่นอะคูสติกจะเว้าเป็นทรงกลมโดยมีรัศมีทรงกลมเท่ากับครึ่งหนึ่งของความยาวของวงจรแม่เหล็กของตัวปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแบบวงแหวนเพิ่มความเข้มของผลกระทบของสนามเสียงบน สื่อของเหลวที่ผ่านกระบวนการแล้วจึงทำให้มั่นใจได้ถึงความเข้มข้นของกระบวนการทางเทคโนโลยีโดยไม่ลดคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

ดังที่แสดงไว้ข้างต้น ในการติดตั้งที่อ้างสิทธิ์ สนามอะคูสติกที่มีความถี่เรโซแนนซ์สองความถี่จะก่อตัวในตัวกลางของเหลวที่ผ่านกระบวนการ ความถี่เรโซแนนซ์แรกถูกกำหนดโดยความถี่เรโซแนนซ์ของทรานสดิวเซอร์แท่งแม่เหล็ก อันที่สอง - โดยความถี่เรโซแนนซ์ของอีซีแอลแม่เหล็กวงแหวนที่กดลงบนท่อของห้องทำงาน ความถี่เรโซแนนซ์ของหม้อน้ำแม่เหล็กรูปวงแหวนถูกกำหนดจากนิพจน์ lcp=λ=c/fres โดยที่ lcp คือความยาวของเส้นกึ่งกลางของวงจรแม่เหล็กหม้อน้ำ λ คือความยาวคลื่นในวัสดุวงจรแม่เหล็ก c คือความเร็ว ของการสั่นแบบยืดหยุ่นในวัสดุวงจรแม่เหล็ก fres เป็นความถี่เรโซแนนซ์ของหม้อน้ำ (A. V. Donskoy, OK Keller, G. S. Kratysh "Ultrasonic electrotechnological installations", Leningrad: Energoizdat, 1982, p. 25) กล่าวอีกนัยหนึ่งความถี่เรโซแนนซ์ที่สองของการติดตั้งถูกกำหนดโดยความยาวของเส้นกึ่งกลางของวงจรแม่เหล็กวงแหวนซึ่งจะถูกกำหนดโดยเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของท่อของห้องทำงาน: ยิ่งเส้นกึ่งกลางของ วงจรแม่เหล็กยิ่งลดความถี่เรโซแนนซ์ที่สองของการติดตั้ง

การมีอยู่ของความถี่เรโซแนนท์สองความถี่ในการติดตั้งที่อ้างสิทธิ์ทำให้คุณสามารถเพิ่มความเข้มข้นของกระบวนการโดยไม่กระทบต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย อธิบายได้ดังนี้

เมื่อสัมผัสกับสนามอะคูสติกในตัวกลางที่เป็นของเหลวที่ผ่านการบำบัด จะเกิดกระแสเสียง - กระแสน้ำวนคงที่ของของเหลวที่เกิดขึ้นในสนามเสียงที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันอิสระ ในการติดตั้งที่อ้างสิทธิ์ คลื่นเสียงสองประเภทจะก่อตัวในตัวกลางของเหลวที่ผ่านกระบวนการ ซึ่งแต่ละคลื่นมีความถี่เรโซแนนซ์ของตัวเอง: คลื่นทรงกระบอกแพร่กระจายในแนวรัศมีจาก พื้นผิวด้านในท่อ (ห้องทำงาน) และคลื่นระนาบแพร่กระจายไปตามห้องทำงานจากล่างขึ้นบน การมีอยู่ของความถี่เรโซแนนซ์สองความถี่ช่วยเพิ่มผลกระทบของการไหลของเสียงต่อสื่อของเหลวที่ผ่านกระบวนการแล้ว เนื่องจากความถี่เรโซแนนซ์แต่ละความถี่จะสร้างกระแสอะคูสติกของตัวเองที่ผสมของเหลวอย่างเข้มข้น สิ่งนี้ยังนำไปสู่ความปั่นป่วนของกระแสอะคูสติกที่เพิ่มขึ้นและการผสมของของเหลวที่ผ่านการบำบัดอย่างเข้มข้นยิ่งขึ้น ซึ่งจะเพิ่มความเข้มของผลกระทบของสนามเสียงต่อสื่อของเหลวที่ผ่านการบำบัดแล้ว ส่งผลให้กระบวนการทางเทคโนโลยีเข้มข้นขึ้นโดยไม่ลดคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

นอกจากนี้ภายใต้อิทธิพลของสนามอะคูสติก cavitation เกิดขึ้นในตัวกลางของเหลวที่ผ่านกระบวนการ - การก่อตัวของตัวกลางของเหลวแตกตัวซึ่งมีความดันลดลงในท้องถิ่น อันเป็นผลมาจากการเกิดคาวิเทชันทำให้เกิดฟองอากาศคาวิเทชั่นของก๊าซไอน้ำ หากสนามเสียงอ่อนแอ ฟองอากาศจะสะท้อนและเต้นเป็นจังหวะในสนาม หากสนามเสียงมีความแข็งแรง ฟองอากาศจะยุบตัวลงหลังจากช่วงเวลาของคลื่นเสียง (กรณีที่เหมาะ) เมื่อมันเข้าสู่บริเวณที่มีความกดอากาศสูงที่เกิดจากสนามนี้ การยุบตัว ฟองอากาศจะสร้างการรบกวนทางอุทกพลศาสตร์ที่รุนแรงในตัวกลางที่เป็นของเหลว การแผ่รังสีที่รุนแรงของคลื่นอะคูสติก และทำให้เกิดการทำลายพื้นผิวของของแข็งที่อยู่ติดกับของเหลวที่เกิดคาวิเทต ในการติดตั้งที่อ้างสิทธิ์ สนามอะคูสติกมีพลังมากกว่าสนามเสียงของการติดตั้งตามต้นแบบ ซึ่งอธิบายได้จากความถี่เรโซแนนซ์สองความถี่ในนั้น เป็นผลให้ในการติดตั้งที่อ้างสิทธิ์ความน่าจะเป็นที่ฟองอากาศคาวิเทชั่นจะยุบตัวสูงขึ้นซึ่งช่วยเพิ่มผลกระทบของการเกิดโพรงอากาศและเพิ่มความเข้มของผลกระทบของสนามเสียงต่อสื่อของเหลวที่ผ่านการบำบัดแล้วจึงทำให้กระบวนการทางเทคโนโลยีเข้มข้นขึ้นโดยไม่ลด คุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

ยิ่งความถี่เรโซแนนซ์ของสนามเสียงต่ำ ฟองก็จะยิ่งมีขนาดใหญ่ขึ้น เนื่องจากช่วงความถี่ต่ำจะมีขนาดใหญ่และฟองอากาศจะมีเวลาเติบโต ชีวิตของฟองสบู่ในช่วงการเกิดโพรงอากาศคือช่วงความถี่หนึ่ง เมื่อฟองสบู่ปิดลง จะสร้างแรงกดดันมหาศาล ยิ่งฟองยิ่งเยอะ ความดันสูงถูกสร้างขึ้นเมื่อปิด ในการติดตั้งอัลตราโซนิกที่อ้างสิทธิ์ เนื่องจากการโซนิเคชั่นสองความถี่ของของเหลวที่ผ่านการบำบัด ฟองอากาศคาวิเทชั่นมีขนาดแตกต่างกัน: ฟองที่ใหญ่กว่าเป็นผลมาจากการสัมผัสกับตัวกลางของเหลวที่มีความถี่ต่ำ และอันที่เล็กเกิดจากความถี่สูง เมื่อทำความสะอาดพื้นผิวหรือเมื่อดำเนินการกับระบบกันสะเทือน ฟองอากาศขนาดเล็กจะแทรกซึมเข้าไปในรอยแตกและโพรงของอนุภาคของแข็ง และเกิดการยุบตัว ทำให้เกิดผลกระทบระดับไมโคร ทำให้ความสมบูรณ์ของอนุภาคของแข็งจากภายในลดลง ฟองอากาศที่ใหญ่ขึ้น การยุบตัว กระตุ้นการก่อตัวของ microcrack ใหม่ในอนุภาคที่เป็นของแข็ง ทำให้พันธะทางกลในพวกมันอ่อนแอลง อนุภาคที่เป็นของแข็งถูกทำลาย

ในระหว่างการทำให้เป็นอิมัลชัน การละลาย และการผสม ฟองอากาศขนาดใหญ่จะทำลายพันธะระหว่างโมเลกุลในส่วนประกอบของส่วนผสมในอนาคต ทำให้สายโซ่สั้นลง และสร้างสภาวะสำหรับฟองอากาศขนาดเล็กเพื่อการทำลายพันธะระหว่างโมเลกุลต่อไป เป็นผลให้ความเข้มข้นของกระบวนการทางเทคโนโลยีเพิ่มขึ้นโดยไม่ลดคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

นอกจากนี้ ในการติดตั้งที่อ้างว่าเป็นผลมาจากการทำงานร่วมกันของคลื่นอะคูสติกที่มีความถี่เรโซแนนซ์ต่างกันในตัวกลางของเหลวที่ประมวลผลแล้ว บีตเกิดขึ้นเนื่องจากการทับซ้อนของสองความถี่ (หลักการของการทับซ้อน) ซึ่งทำให้เกิดการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในทันที แอมพลิจูดของความดันเสียง ในช่วงเวลาดังกล่าว พลังงานกระแทกของคลื่นเสียงอาจเกินกำลังเฉพาะของการติดตั้งหลายครั้ง ซึ่งทำให้กระบวนการทางเทคโนโลยีเข้มข้นขึ้น และไม่เพียงแต่ไม่ลดลงเท่านั้น แต่ยังช่วยปรับปรุงคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายอีกด้วย นอกจากนี้ แอมพลิจูดของความดันเสียงที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วช่วยให้อุปทานของนิวเคลียสคาวิเทชันไปยังโซนคาวิเทชัน คาวิเทชั่นเพิ่มขึ้น เกิดฟองอากาศ เกิดเป็นรูพรุน ความผิดปกติ ผิวแตกร้าว ร่างกายแข็งแรงซึ่งอยู่ในระบบกันสะเทือน ทำให้เกิดกระแสอะคูสติกในท้องถิ่นที่ผสมของเหลวอย่างเข้มข้นในไมโครโวลุ่มทั้งหมด ซึ่งทำให้กระบวนการทางเทคโนโลยีเข้มข้นขึ้นโดยไม่ลดคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

ดังนั้นจึงเป็นไปตามที่กล่าวไว้ข้างต้นว่าการติดตั้งอัลตราโซนิกที่อ้างว่าเป็นไปได้เนื่องจากความเป็นไปได้ในการสร้างสนามเสียงสองความถี่ในตัวกลางของเหลวที่ผ่านการประมวลผลในระหว่างการดำเนินการทำให้มั่นใจได้ถึงความสำเร็จของผลลัพธ์ทางเทคนิคซึ่งประกอบด้วยการเพิ่มความเข้มข้นของเทคโนโลยี กระบวนการโดยไม่ลดคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย: ผลลัพธ์ของการทำความสะอาดพื้นผิว การกระจายตัวของส่วนประกอบที่เป็นของแข็งในของเหลว กระบวนการของอิมัลซิไฟชัน การผสมและการละลายของส่วนประกอบของตัวกลางที่เป็นของเหลว

ภาพวาดแสดงการติดตั้งอัลตราโซนิกที่อ้างสิทธิ์ การติดตั้งอัลตราโซนิกประกอบด้วยตัวแปลงสัญญาณแม่เหล็กแบบแท่งแม่เหล็ก 1 ที่มีพื้นผิวแผ่รังสี 2 ท่อนำคลื่นอะคูสติก 3 ห้องทำงาน 4 วงจรแม่เหล็ก 5 ของหม้อน้ำแม่เหล็กรูปวงแหวน 6 วงแหวนยางยืด 7 พิน 8 หลุม 9 คือ มีให้ในวงจรแม่เหล็ก 5 สำหรับทำขดลวดกระตุ้น (ไม่แสดง) . ห้องทำงาน 4 ทำในรูปของโลหะ เช่น เหล็ก ท่อทรงกระบอก ในตัวอย่างการติดตั้ง ท่อนำคลื่น 3 สร้างขึ้นในรูปแบบของกรวยที่ถูกตัดทอน โดยที่ปลายที่แผ่รังสี 10 จะถูกยึดอย่างแน่นหนากับส่วนล่างของท่อของห้องทำงาน 4 โดยใช้วงแหวนยางยืด 7 และ ปลายรับ 11 เชื่อมต่อตามแนวแกนด้วยพิน 8 กับพื้นผิวแผ่ 2 ของคอนเวอร์เตอร์ 1 วงจรแม่เหล็ก 5 ทำในรูปแบบของแพ็คเกจของแผ่นแม่เหล็กในรูปแบบของวงแหวนและกดอย่างแน่นหนาทางเสียงบนท่อของห้องทำงาน 4; นอกจากนี้ วงจรแม่เหล็ก 5 ยังมีขดลวดกระตุ้น (ไม่แสดง)

วงแหวนซีลยางยืด 7 ติดอยู่ที่ปลายท่อนำคลื่น 10 ที่แผ่รังสี 10 ของท่อนำคลื่น 3 ในโซนของโหนดดิสเพลสเมนต์ ในกรณีนี้ ปลายล่างของวงจรแม่เหล็ก 5 ของหม้อน้ำวงแหวน 6 อยู่ในระนาบเดียวกับปลายแผ่คลื่น 10 ของท่อนำคลื่นเสียง 3 นอกจากนี้ ยังสร้างพื้นผิวของปลายแผ่คลื่น 10 ของท่อนำคลื่นเสียง 3 เว้า ทรงกลม มีรัศมีทรงกลมเท่ากับครึ่งหนึ่งของความยาวของวงจรแม่เหล็ก 5 ของหม้อน้ำแม่เหล็กรูปวงแหวน 6

ในฐานะที่เป็นทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกแบบแท่ง เช่น ทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกแมกนีโตสทริคทีฟประเภท PMS-15A-18 (BT3.836.001 TU) หรือ PMS-15-22 (9SuIT.671.119.003 TU) สามารถใช้ได้ หากกระบวนการทางเทคโนโลยีต้องการความถี่ที่สูงกว่า: 44 kHz, 66 kHz เป็นต้น ตัวแปลงสัญญาณแบบแท่งจะถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของ piezoceramics

วงจรแม่เหล็ก 5 สามารถสร้างจากวัสดุที่มีความเข้มงวดด้านลบ เช่น นิกเกิล

การติดตั้ง Ultrasonic ทำงานดังนี้ แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายถูกนำไปใช้กับขดลวดกระตุ้นของคอนเวอร์เตอร์ 1 และอีซีแอลแมกนีโตสทริคทีฟวงแหวน 6 ห้องทำงาน 4 เต็มไปด้วยตัวกลางที่เป็นของเหลว 12 ที่จะนำไปแปรรูป ตัวอย่างเช่น เพื่อทำการละลาย อิมัลซิฟิเคชั่น การกระจาย หรือเติมด้วย สื่อของเหลวที่วางชิ้นส่วนเพื่อทำความสะอาดพื้นผิว หลังจากใช้แรงดันไฟฟ้าในห้องทำงาน 4 ในสื่อของเหลว 12 จะเกิดสนามเสียงที่มีความถี่เรโซแนนซ์สองความถี่

ภายใต้อิทธิพลของสนามอะคูสติกสองความถี่ที่เกิดขึ้นในตัวกลางที่บำบัด 12 กระแสเสียงและการเกิดโพรงอากาศจะเกิดขึ้น ในกรณีนี้ ดังที่แสดงไว้ข้างต้น ฟองอากาศคาวิเทชั่นมีขนาดต่างกัน: ฟองที่ใหญ่กว่าเป็นผลมาจากการกระแทกความถี่ต่ำในตัวกลางที่เป็นของเหลว และฟองที่มีขนาดเล็ก - ความถี่สูง

ในตัวกลางที่เป็นของเหลวแบบคาวิเทต ตัวอย่างเช่น เมื่อกระจายตัวหรือทำความสะอาดพื้นผิว ฟองอากาศขนาดเล็กจะแทรกซึมเข้าไปในรอยแตกและโพรงของส่วนประกอบที่เป็นของแข็งของส่วนผสม และยุบตัว ก่อให้เกิดผลกระทบระดับไมโคร ทำให้ความสมบูรณ์ของอนุภาคของแข็งจากภายในลดลง ฟองอากาศที่ใหญ่ขึ้น ยุบตัว แบ่งอนุภาคที่อ่อนแอจากด้านในออกเป็นเศษส่วนเล็กๆ

นอกจากนี้ อันเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ของคลื่นอะคูสติกที่มีความถี่เรโซแนนซ์ต่างกัน บีตเกิดขึ้น ส่งผลให้แอมพลิจูดของแรงดันอะคูสติกเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว (ช็อตอะคูสติก) อย่างรวดเร็ว ซึ่งนำไปสู่การทำลายชั้นบนพื้นผิวอย่างเข้มข้นยิ่งขึ้น ทำความสะอาดและบดเศษส่วนที่เป็นของแข็งในของเหลวที่ผ่านการบำบัดแล้วได้ดียิ่งขึ้น สิ่งแวดล้อม เมื่อได้รับสารแขวนลอย ในเวลาเดียวกัน การมีอยู่ของความถี่เรโซแนนซ์สองความถี่ช่วยเพิ่มความปั่นป่วนของกระแสอะคูสติก ซึ่งก่อให้เกิดการผสมอย่างเข้มข้นของตัวกลางที่เป็นของเหลวที่ผ่านกระบวนการและการทำลายอนุภาคที่เป็นของแข็งอย่างเข้มข้นทั้งบนพื้นผิวของชิ้นส่วนและในระบบกันสะเทือน

ในระหว่างการทำให้เป็นอิมัลชันและการละลาย ฟองอากาศคาวิเทชันขนาดใหญ่จะทำลายพันธะระหว่างโมเลกุลในส่วนประกอบของสารผสมในอนาคต ทำให้สายโซ่สั้นลง และสร้างสภาวะสำหรับการทำลายพันธะระหว่างโมเลกุลต่อไปสำหรับฟองอากาศคาวิเทชันขนาดเล็ก คลื่นเสียงกระแทกและความปั่นป่วนที่เพิ่มขึ้นของกระแสอะคูสติก ซึ่งเป็นผลมาจากการทำให้เกิดเสียงสองความถี่ของตัวกลางที่เป็นของเหลวที่ผ่านกระบวนการนั้น ยังทำลายพันธะระหว่างโมเลกุลและทำให้กระบวนการผสมตัวกลางเข้มข้นขึ้น

จากผลของปัจจัยข้างต้นที่มีต่อสื่อของเหลวที่ผ่านกรรมวิธีร่วมกัน กระบวนการทางเทคโนโลยีที่กำลังดำเนินการจึงเข้มข้นขึ้นโดยไม่ลดคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย จากการทดสอบได้แสดงให้เห็น เมื่อเทียบกับต้นแบบ ความหนาแน่นกำลังของคอนเวอร์เตอร์ที่อ้างสิทธิ์นั้นสูงเป็นสองเท่า

เพื่อเพิ่มเอฟเฟกต์การเกิดโพรงอากาศในการติดตั้ง สามารถเพิ่มแรงดันสถิตย์ได้ ซึ่งสามารถใช้งานได้เหมือนกับต้นแบบ (A.V. Donskoy, OKKeller, G.S. Kratysh "Ultrasonic electrotechnological installations", Leningrad: Energoizdat, 1982, p. 169) : ระบบท่อที่เชื่อมต่อกับปริมาตรภายในของห้องทำงาน ถังอัดอากาศ วาล์วนิรภัยและมาตรวัดความดัน ในกรณีนี้ ห้องทำงานต้องมีฝาปิดที่ปิดสนิท

1. การติดตั้งอัลตราโซนิกที่มีทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกแบบแท่ง ห้องทำงานที่ทำขึ้นในรูปของท่อทรงกระบอกโลหะ และท่อนำคลื่นเสียง ปลายแผ่รังสีซึ่งติดแน่นกับส่วนล่างของท่อทรงกระบอกโดยใช้ยางยืด วงแหวนปิดผนึก และปลายรับของท่อนำคลื่นนี้เชื่อมต่ออย่างแน่นหนากับพื้นผิวที่แผ่รังสีของทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกแบบแท่ง โดยมีลักษณะเด่นตรงที่ตัวปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแบบวงแหวนถูกแนะนำเพิ่มเติมในการติดตั้ง วงจรแม่เหล็กซึ่งถูกกดอย่างแน่นหนาทางเสียงบนท่อ ของห้องทำงาน

2. การติดตั้งตามข้อถือสิทธิข้อที่ 1 ซึ่งมีลักษณะเด่นตรงที่วงแหวนปิดผนึกแบบยืดหยุ่นถูกยึดไว้ที่ปลายท่อนำคลื่นที่แผ่รังสีในโซนของโหนดดิสเพลสเมนต์

3. การติดตั้งตามข้อถือสิทธิข้อที่ 2 ซึ่งมีลักษณะเฉพาะตรงที่ปลายล่างของวงจรแม่เหล็กของหม้อน้ำแบบวงแหวนอยู่ในระนาบเดียวกันกับปลายท่อนำคลื่นอะคูสติกที่แผ่ออกมา

4. การติดตั้งตามข้อถือสิทธิข้อที่ 3 มีลักษณะเฉพาะว่าพื้นผิวของปลายท่อนำคลื่นเสียงที่แผ่ออกมานั้นมีลักษณะเว้า ทรงกลม โดยมีรัศมีทรงกลมเท่ากับครึ่งหนึ่งของความยาวของวงจรแม่เหล็กของหม้อน้ำแบบแม่เหล็กวงแหวน

องค์ประกอบของการติดตั้งเทคโนโลยีอัลตราโซนิกใด ๆ รวมถึงองค์ประกอบของอุปกรณ์มัลติฟังก์ชั่นรวมถึงแหล่งพลังงาน (เครื่องกำเนิดไฟฟ้า) และระบบออสซิลเลเตอร์อัลตราโซนิก

ระบบอัลตราโซนิกออสซิลเลเตอร์เพื่อวัตถุประสงค์ทางเทคโนโลยีประกอบด้วยทรานสดิวเซอร์ องค์ประกอบที่เข้าชุดกัน และเครื่องมือในการทำงาน (อีซีแอล)

ในคอนเวอร์เตอร์ (องค์ประกอบแอคทีฟ) ของระบบออสซิลเลเตอร์ พลังงานของการสั่นสะเทือนทางไฟฟ้าจะถูกแปลงเป็นพลังงานของการสั่นสะเทือนแบบยืดหยุ่นของความถี่อัลตราโซนิกและสร้างแรงทางกลสลับกัน

องค์ประกอบที่ตรงกันของระบบ (ฮับแบบพาสซีฟ) ดำเนินการเปลี่ยนความเร็วและรับรองการประสานงานของโหลดภายนอกและองค์ประกอบที่ใช้งานภายใน

เครื่องมือทำงานจะสร้างสนามอัลตราโซนิกในวัตถุที่ประมวลผลหรือส่งผลกระทบโดยตรง

ลักษณะที่สำคัญที่สุดของระบบอัลตราโซนิกออสซิลเลเตอร์คือความถี่เรโซแนนซ์ เนื่องจากประสิทธิภาพของกระบวนการทางเทคโนโลยีถูกกำหนดโดยแอมพลิจูดของการสั่น (ค่าการกระจัดกระจาย) และค่าสูงสุดของแอมพลิจูดจะเกิดขึ้นเมื่อระบบการสั่นอัลตราโซนิกตื่นเต้นที่ความถี่เรโซแนนซ์ ค่าความถี่เรโซแนนซ์ของระบบสั่นอัลตราโซนิกต้องอยู่ภายในช่วงที่อนุญาต (สำหรับอุปกรณ์อัลตราโซนิกมัลติฟังก์ชั่นความถี่นี้คือ 22 ± 1.65 kHz)

อัตราส่วนของพลังงานที่สะสมในระบบอัลตราโซนิกออสซิลเลเตอร์ต่อพลังงานที่ใช้สำหรับการดำเนินการทางเทคโนโลยีในแต่ละช่วงเวลาของการแกว่งเรียกว่าปัจจัยด้านคุณภาพของระบบสั่น ปัจจัยด้านคุณภาพกำหนดแอมพลิจูดสูงสุดของการแกว่งที่ความถี่เรโซแนนซ์และธรรมชาติของการพึ่งพาแอมพลิจูดของการสั่นที่ความถี่ (กล่าวคือ ความกว้างของช่วงความถี่)

รูปร่างระบบสั่นอัลตราโซนิกทั่วไปแสดงในรูปที่ 2 ประกอบด้วยทรานสดิวเซอร์ - 1, หม้อแปลง (ฮับ) - 2, เครื่องมือทำงาน - 3, ตัวรองรับ - 4 และตัวเรือน - 5

รูปที่ 2 - ระบบออสซิลเลชันสองคลื่นครึ่งและการกระจายของแอมพลิจูดการสั่น A และความเค้นเชิงกลที่กระทำ F

การกระจายของแอมพลิจูดการสั่น A และแรง (ความเค้นทางกล) F ในระบบออสซิลเลเตอร์มีรูปแบบของคลื่นนิ่ง (ภายใต้เงื่อนไขที่ละเลยการสูญเสียและการแผ่รังสี)

ดังที่เห็นได้จากรูปที่ 2 มีระนาบที่การกระจัดและความเค้นเชิงกลจะเท่ากับศูนย์เสมอ เครื่องบินเหล่านี้เรียกว่าโหนด ระนาบที่มีการกระจัดและความเค้นน้อยที่สุดเรียกว่าแอนติโนด ค่าสูงสุดของการกระจัด (แอมพลิจูด) จะสอดคล้องกับค่าต่ำสุดของความเค้นเชิงกลและในทางกลับกัน ระยะห่างระหว่างระนาบโหนดหรือแอนติโนดที่อยู่ติดกันสองระนาบจะเท่ากับครึ่งหนึ่งของความยาวคลื่นเสมอ

ในระบบออสซิลเลเตอร์จะมีการเชื่อมต่อที่ให้การเชื่อมต่อทางเสียงและทางกลขององค์ประกอบต่างๆ การเชื่อมต่ออาจเป็นชิ้นเดียว แต่ถ้าจำเป็นต้องเปลี่ยนเครื่องมือการทำงาน การเชื่อมต่อจะเป็นเกลียว

ระบบออสซิลเลเตอร์อัลตราโซนิกร่วมกับตัวเรือน อุปกรณ์จ่ายไฟ และช่องระบายอากาศ มักจะทำเป็นหน่วยแยกต่างหาก ในอนาคตโดยใช้คำว่า Ultrasonic Oscillatory System เราจะพูดถึงโหนดทั้งหมดโดยรวม

ระบบออสซิลเลเตอร์ที่ใช้ในอุปกรณ์อัลตราโซนิกมัลติฟังก์ชั่นเพื่อวัตถุประสงค์ทางเทคโนโลยีต้องเป็นไปตามข้อกำหนดทั่วไปหลายประการ

1) ทำงานในช่วงความถี่ที่กำหนด

2) ทำงานกับการเปลี่ยนแปลงที่เป็นไปได้ทั้งหมดในการโหลดระหว่างกระบวนการทางเทคโนโลยี

3) ระบุความเข้มของรังสีหรือแอมพลิจูดการสั่นที่ต้องการ

4) มีประสิทธิภาพสูงสุด

5) ชิ้นส่วนของระบบอัลตราโซนิกออสซิลเลเตอร์ที่สัมผัสกับสารแปรรูปต้องมีการเกิดโพรงอากาศและทนต่อสารเคมี

6) มีร่างกายที่แข็งแรง

7) ต้องมีขนาดและน้ำหนักขั้นต่ำ

8) ต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัย

ระบบออสซิลเลเตอร์อัลตราโซนิกที่แสดงในรูปที่ 2 เป็นระบบการสั่นแบบครึ่งคลื่นสองระบบ ในนั้น ทรานสดิวเซอร์มีขนาดเรโซแนนซ์เท่ากับครึ่งความยาวคลื่นของการสั่นสะเทือนแบบอัลตราโซนิกในวัสดุทรานสดิวเซอร์ เพื่อเพิ่มแอมพลิจูดของการแกว่งและจับคู่ทรานสดิวเซอร์กับสื่อที่กำลังประมวลผล คอนเดนเซอร์จะถูกใช้ซึ่งมีขนาดเรโซแนนซ์ที่สัมพันธ์กับความยาวคลื่นครึ่งหนึ่งของการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกในวัสดุของคอนเดนเซอร์

หากระบบออสซิลเลเตอร์ที่แสดงในรูปที่ 2 ทำจากเหล็ก (ความเร็วการแพร่กระจายของการสั่นสะเทือนแบบอัลตราโซนิกในเหล็กมากกว่า 5000 ม./วินาที) มิติตามยาวทั้งหมดจะเท่ากับ L = С2p/w ~ 23 ซม.

เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดของความกะทัดรัดสูงและน้ำหนักเบา จึงมีการนำระบบออสซิลเลเตอร์แบบครึ่งคลื่นมาใช้ ซึ่งประกอบด้วยคอนเวอร์เตอร์สี่คลื่นและหัววัด ระบบออสซิลเลเตอร์ดังกล่าวแสดงเป็นแผนผังในรูปที่ 3 การกำหนดองค์ประกอบของระบบออสซิลเลเตอร์สอดคล้องกับการกำหนดในรูปที่ 3

รูปที่ 3 - ระบบการแกว่งสองในสี่ของคลื่น

ในกรณีนี้ เป็นไปได้ที่จะตรวจสอบขนาดและมวลตามยาวขั้นต่ำที่เป็นไปได้ของระบบการสั่นด้วยคลื่นอัลตราโซนิก ตลอดจนลดจำนวนการเชื่อมต่อทางกล

ข้อเสียของระบบออสซิลเลเตอร์คือการเชื่อมต่อคอนเวอร์เตอร์กับคอนเวอร์เตอร์ในระนาบของความเค้นเชิงกลสูงสุด อย่างไรก็ตาม ข้อเสียเปรียบนี้สามารถกำจัดได้บางส่วนโดยการเปลี่ยนองค์ประกอบที่ใช้งานของตัวแปลงจากจุดที่แรงดันไฟฟ้าทำงานสูงสุด

การใช้เครื่องอัลตราซาวนด์

อัลตราซาวนด์อันทรงพลังเป็นวิธีที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมในการกระตุ้นกระบวนการทางกายภาพและทางเคมี การสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกที่มีความถี่ 20,000 - 60,000 Hertz และความเข้มมากกว่า 0.1 W / sq. cm. อาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อมการแจกจ่ายที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ เป็นตัวกำหนดความเป็นไปได้ การใช้งานจริงอัลตราซาวนด์ที่มีประสิทธิภาพในพื้นที่ต่อไปนี้

กระบวนการทางเทคโนโลยี: การแปรรูปวัตถุดิบแร่ การเสริมคุณภาพและกระบวนการไฮโดรโลหะวิทยาของแร่โลหะ ฯลฯ

น้ำมันและ อุตสาหกรรมก๊าซ: การกู้คืนบ่อน้ำมัน, การสกัดน้ำมันหนืด, กระบวนการแยกตัวในระบบน้ำมันทรายหนัก, เพิ่มความลื่นไหลของผลิตภัณฑ์น้ำมันหนัก ฯลฯ

วิศวกรรมโลหการและวิศวกรรมเครื่องกล: การกลั่นโลหะหลอม การบดโครงสร้างของแท่งโลหะ / การหล่อ การแปรรูปพื้นผิวโลหะเพื่อให้แข็งตัวและบรรเทาความเครียดภายใน การทำความสะอาดพื้นผิวภายนอกและโพรงภายในของชิ้นส่วนเครื่องจักร ฯลฯ

เทคโนโลยีเคมีและชีวเคมี: กระบวนการสกัด การดูดซับ การกรอง การอบแห้ง การทำให้เป็นอิมัลชัน การได้มาซึ่งสารแขวนลอย การผสม การกระจายตัว การละลาย การลอยตัว การแยกก๊าซออก การระเหย การแข็งตัว การรวมตัวกัน กระบวนการโพลีเมอไรเซชันและการดีพอลิเมอไรเซชัน การได้มาซึ่งวัสดุนาโน ฯลฯ

พลังงาน: การเผาไหม้ของของเหลวและ เชื้อเพลิงแข็ง, การเตรียมอิมัลชันเชื้อเพลิง การผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ เป็นต้น

เกษตรกรรม อุตสาหกรรมอาหารและเบา: กระบวนการงอกของเมล็ดและการเจริญเติบโตของพืช การเตรียมวัตถุเจือปนอาหาร เทคโนโลยีการทำขนม การเตรียมเครื่องดื่มแอลกอฮอล์และเครื่องดื่มไม่มีแอลกอฮอล์ เป็นต้น

สาธารณูปโภค: การกู้คืนบ่อน้ำ, การเตรียมน้ำดื่ม, การกำจัดตะกอนจากผนังภายใน เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนฯลฯ

การป้องกัน สิ่งแวดล้อม: ทำความสะอาด น้ำเสียปนเปื้อนด้วยผลิตภัณฑ์น้ำมัน โลหะหนัก สารประกอบอินทรีย์ถาวร การทำให้ดินที่ปนเปื้อนบริสุทธิ์ การทำให้กระแสก๊าซอุตสาหกรรมบริสุทธิ์ ฯลฯ

การแปรรูปวัตถุดิบทุติยภูมิ: การทำให้ยางหลุดออก การทำความสะอาดตะกรันโลหะจากมลพิษทางน้ำมัน ฯลฯ