نوشته‌ها

دستگاه التراسونیک آزمایشگاهی چیست ؟

التراسونیک (اولتراسونیک) چیست؟

کلمه التراسونیک یا Ultrasonic به معنای فراصوت است. محدوده فرکانسی شنوایی افراد متفاوت است و با بالا رفتن سن این بازه کاهش می‌یابد.محدوده فرکانس شنوایی انسان 20 هرتز تا 20000 هرتز است. محدوده فرکانسی امواج فراصوت 40 کیلو هرتز تا چندین مگا هرتز میباشد. به این نکته باید توجه کرد که اصطلاح “فراصوت”، با “مافوق صوت” به انگلیسی Supersonic)) که برای سرعت بالاتر از سرعت صوت استفاده می‌شود، متفاوت است.
امواج فراصوت همانند امواج دیگر خواص شکست، پراش، بازتاب و عبور دارند. این امواج به سه روش مکانیکی، مغناطیسی و الکتریکی ایجاد میشوند.

التراسونیک

التراسونیک

کاربرد های التراسونیک (اولتراسونیک)

امواج فراصوت، کاربردهای فراوانی از جمله در لیزر، تخلیه الکتریکی برای بهبود خواص سطحی و افزایش نرخ باربرداری، سنجش فاصله، عمق مخزن، شستوشوی دقیق ظروف آزمایشگاهی، تعیین فشار خون بیمار، همگن کردن مواد مذاب، جوشکاری مواد غیر همجنس، ریختهگری، تراشکاری، فرزکاری، سوراخکاری و غیره دارد .

یکی از مهم ترین کاربردهای امواج فراصوت در شستشوی التراسونیک است. برای این کار قطعه مورد نظر برای شستشو در مایعی که معمولاً آب است، غوطه ور میکنند. مایعی که قطعه در آن غوطه ور شده است با فرکانس و شدت بسیار بالایی به ارتعاش در میآید و این ارتعاشات منجر به مرتعش شدن قطعه درون مایع شده و آلودگیها را از آن جدا میکند.

به منظور اتصال قطعات پلاستیکی، پلاستیکی به فلزات و به طور کل، جوش و اتصال مواد غیر هم جنس،از امواج فراصوت استفاده میشود. در این نوع جوشکاری با قرار دادن قطعات در معرض حرکت ارتعاشی با فرکانس ثابت حرارت داده میشوند و به هم متصل میشوند و یا به اصطلاح جوش میخورند.

جالب است بدانید از امواج فراصوت در پزشکی نیز استفادههای فراوانی میشود. از جمله میتوان به جراحی توسط چاقوی التراسونیک، تخریب سلول های بدخیم، عمل آب مروارید چشم، پیشگیری از پوسیدگی، جرم گیری و عصب کشی دندانها، شکستن سنگ کلیه، مثانه و کبد، برداشتن چربی اضافی بدن )لیپوساکشن(، برداشتن بافتهای مرده و مواد خارجی زخم و هم چنین استفاده در سونوگرافی اشاره کرد .

از آنجا که همگن سازی محلول‌های ویسکوز، ترکیبات نانو، محلول‌های پلیمری و … توسط همزن‌های مکانیکی به سختی صورت می گیرد یا محدودیت فنی وجود دارد، استفاده از هموژنایزر اولتراسونیک سبب تهیه محلول‌های کاملا یکنواختی از موارد فوق می شود. در واقع با استفاده از قابلیت‌های امواج فراصوت می‌توان ذرات مایع یا جامد سخت یا نرم را به طور مناسب همگن نمود.

در دستگاه کروماتوگرافی برای حذف گازهای محلول در فاز متحرک میتوان از حمام التراسونیك استفاده نمود. گازهای محلول اغلب اكسیژن و نیتروژن هستند كه با تشكیل حباب باعث پهن شدن پیك شده و علاوه بر این اغلب با عملكرد آشكارسازها تداخل میكنند.

دستگاه التراسونیک

دستگاه التراسونیک

حسگرهای التراسونیک

برای استفاده از امواج فرا صوت از حسگرهایی استفاده میشود که این حسگرها بر اساس محدوده فرکانسی خود به دو دسته صنعتی و غیر صنعتی تقسیم بندی میشوند. حسگرهای فراصوت غیر صنعتی در محدوده فرکانسی 40 کیلو هرتز و حسگرهای صنعتی در حد مگا هرتز هستند. حسگرهای التراسونیک معمولا دارای یک فرستنده و یک گیرنده التراسونیک هستند. امواج فرستاده شده از حسگر پس از برخورد با یک مانع به حسگر بر میگردند و توسط گیرنده حسگر دریافت میشوند. از این طریق و با در نظر گرفتن زمان بازگشت موج و کیفیت امواج بازتابی میتوان اطلاعاتی راجع به عمق، نوع و سرعت مانع بدست آورد.

حسگر التراسونیک

حسگر التراسونیک

دستگاه هموژنایزر (همگن ساز یا homogenizer)

هموژنایزر از دستگاههای آزمایشگاه های تحقیقاتی ، صنعتی و آموزشی می باشد. هموژنایزر به معنی همگن سازی می باشد که علاوه بر آزمایشگاهها در صنعت نیز کاربرد دارد که میتوان به کاربرد آن در صنایع لبنی اشاره کرد.
در مواردی نیاز است که نمونه، یکنواخت باشد. این نمونه در بعضی از موارد شامل ذرات بسیار ریز است (مثل باکتری‌ها) و یا شامل قطعات بزرگ است ، در چنین مواردی به یک پردازش همگن سازی نیاز است.
به‌طور معمول از دو روش فشار قوی و التراسونیکی جهت همگن کردن نمونه‌ها استفاده می‌شود.

همگن سازی التراسونیک

همگن سازی التراسونیک

روش اولتراسونیکی (ultrasonic homogenizer)

همانطور که می‌دانید ، امواج فراصوت به دسته ای از امواج مکانیکی گفته می‌شود که فرکانس نوسان آنها از محدوده شنوایی انسان فراتر است. این محدوده سبب ایجاد ارتعاش محیط با سرعت های بالا و به‌ دنبال آن ایجاد حفرات متعدد و ریزی در داخل مایع می‌شوند که به این حالت کاویتاسیون (cavitation) می‌گویند. این فرآیند می‌تواند به پاشش مایع با سرعتی در حدود ۴۲۰ کیلومتر در ساعت ، ایجاد فشاری معادل ۲۰۰ بار و یا دمای بالای ۴۵۰۰ درجه سانتیگرادی در آن شود.
با استفاده از قابلیت‌های امواج التراسونیک که گفته شد ، می‌توان ذرات مایع و یا جامد را که سخت یا نرم باشند ، همگن کرد. به عبارت دیگر امواج اولتراسوند می‌تواند شوک هایی تولید کند که در تمام نمونه سبب از بین رفتن سلول‌ها ، اندامک‌ها و لایه‌های زیر سلولی شود. اولتراسوندهای مورد استفاده در آزمایشگاه‌ها برای حجم‌های بین 5/1 میلی لیتر تا ۲ لیتر و نوع صنعتی آن در حجم‌های 5/0 لیتر تا ۲۰۰۰ لیتر ساخته می‌شوند.

حمام التراسونیک (Ultrasonic bath)

حمام التراسونیک عبارت است از کاربرد امواج مکانیکی – صوتی با فرکانسی بالاتر از حد شنوایی انسان. یکی از کاربردهای مهم امواج التراسونیک استفاده از ضربه ناشی از کاویتاسیون ایجاد شده توسط آن در فرآیند شستشوی التراسونیک می باشد. اصول کلی این روش مبتنی بر غوطه وری قطعات مورد نظر در یک مایع واسطه می باشد که این مایع توسط یک مولد امواج التراسونیک با فرکانس و شدت بسیار بالایی مرتعش شده و هنگامی که کاویتاسیون به وجود آمده عمل شستشو و پاک کردن قطعه را انجام می دهد. استفاده از امواج مافوق صوت بدلیل خواصی که دارند بعضاً کاربردهای متنوع و جالبی دارند. دستگاه پاک کننده التراسونیک با استفاده از امواج ما فوق صوت ذرات چربی و آلودگی هایی را که روی سطح جسم قرار گرفته جدا کرده و جسم را پاک می کند.

 

اجزای حمام التراسونیک

یک سیستم پاک کننده التراسونیک شامل ۳ قسمت اصلی است: منبع تغذیه، ترانسدیوسر (پیزوالکتریک) و محفظه. اعمال سیگنال ورودی از منبع تغذیه به یک پیزوالکتریک باعث ارتعاش آن شده و انتقال این نوسان ازجداره محفظه به مایع درون آن می تواند مولکول های مایع را تحت تاثیر قرار داده و پدیده کاویتاسیون را به وجود آورد. کاویتاسیون نتیجه ضربان در فرایند شستشو التراسونیک است که با تغییر فرکانس ورودی منبع تغذیه پدیدار شده و می تواند تاثیرات مختلفی روی جسم مورد شستشو بگذارد.

التراسونیک jp-030 s

التراسونیک

خطرات فراصوت

سوختگی : اگر امواج پیوسته و در یک مکان بدون چرخش بکار روند، در بافت باعث سوختگی می‌شود و باید امواج حرکت داده شوند.
پارگی کروموزومی : استفاده دراز مدت از امواج التراسوند با شدت خیلی بالا پارگی در رشته دی ان ای (DNA) را نشان می‌دهد.
ایجاد حفره : یکی از عوامل کاهش انرژی امواج اولتراسوند هنگام گذشتن از بافتهای بدن ایجاد حفره یا کاویتاسیون است. همه محلولها شامل مقدار قابل ملاحظه‌ای حبابهای گاز غیر قابل دیدن هستند و دامنه بزرگ نوسانهای امواج اولتراسوند در داخل محلولها می‌تواند بر روی بافتها تغییرات بیولوژیکی ایجاد کند (پارگی در دیواره یاخته‌ها و از هم گسستن مولکولهای بزرگ).

 


شرکت سلیمان تجهیز وارد کننده تجهیزات آزمایشگاهی و مرکز فروش و خرید دستگاه شستشو التراسونیک در ایران

عرضه کننده مرجع و تعمیر انواع آلتراسونیک آزمایشگاهی

 

حمام التراسونیک

حمام التراسونیک چیست ؟

مقدمه:

تمیز کردن و شستشو با کیفیت عالی برای قطعات با زوایا و خلل و فرج زیاد و نقاط غیرقابل دسترس که با روشهای معمولی قابل انجام نیست نیست و یا بسیار مشکل است،با استفاده از حمام التراسونیک امکان پذیر می باشد. حمام های اولتراسونیک از سال 1950در صنعت مورد استفاده قرار گرفته است.امروزه حمام های اولتراسونیک در بسیاری از صنایع نظیر جواهرسازی،خودروسازی،دریایی،پزشکی،داروئی،آبکاری،ساعت سازی،صنایع مهندسی و تسلیحاتی و… کاربرد فراوانی دارند.

کاربرد حمام التراسونیک

برای شستشوی قطعاتی که با مایع شستشو دهنده واکنش نمی دهند از حمام اولتراسونیک استفاده می شود. با استفاده از حمام های اولتراسونیک می توان قطعات خودرو،سلاح،قطعات فلزی شیرآلات،هد کارتریج چاپگر،طلا و جواهرات، ساعت،عینک، قطعات مربوط به تجهیزات پزشکی و دندانپزشکی،بردهای الکترونیک،برد موبایل،لوازم شیشه ای آزمایشگاهی، قالب های تزریق پلاستیک،قطعات موجود در صنایع ریسندگی و… را شستشو داد. باید توجه داشت این شستشو قطعات را استریلیزه نمی کند،درنتیجه میکروارکانیسمها همچنان بعد از شستشو باقی می مانند،لذا در مصارف پزشکی استریل کردن باید جداگانه انجام شود.

ساختمان حمام التراسونیک

حمام های اولتراسونیک دارای سه قسمت اصلی می باشند:

الف-مخزن یا تانک شستشو

ب-ژنراتور اولتراسونیک

پ-مبدل های اولتراسوند

مخزن شستشو با حجم های متفاوت با آب و یا هر محلول دیگری پر می شوند تا بتوانند قطعات را از آلودگی ها تمیز کنند.این آۀودگی ها می تواند شامل گرد وغبار، روغن، رنگ، چربی، جلبک،باکتری،قارچ،اثر انگشت،و غیره باشد.اکثرا تانک ها از جنس استیل زنگ نزن304 ساخته می شوند که ساختمان آنها شامل 18% کرم و 8% نیکل می باشد. استیل 304 دارای مقاومت بالای دمایی، خوردگی و مقاومت بالا نسبت به اکسیداسون در دماهای بالای 870 تا 925 درجه سانتی گراد می باشد.

ژنراتورهای اولتراسوند منبع تولید کننده انرژی برای فراهم ساختن نیروی الکتریکی مبدل ها می باشند.هر ژنراتور به تعدادی از مبدل ها متصل هست.ژنراتورهای اولتراسونیک ،سیگنال های الکتریکی با فرکانس خاص را تولید می کنند که برای مبدل ها مهم می باشند. در حالت کلی فرکانس های تولیدی 25،28،35،40 و 100 کیلو هرتز می باشند.

محلول های شستشو دهنده در حمام التراسونیک

محلول های شستشو دهنده، قسمت مهمی از فعالیت دستگاه را تشکیل می دهند.آب خالص و ساده به تنهایی نمی تواند تاثیر خوبی داشته باشد ،لذا محلول ها وارد عمل می شوند. این حلال ها کشش سطحی آب را کاهش می دهند و پدیده کاویتاسیون را افزایش خواهند داد، به این ترتیب محلول می تواند یه عامل مرطوب کننده مناسب باشد.

حلال های شستشو دهنده آبی شامل مواد شوینده، مواد مرطوب کننده و دیگر ترکیبات هستند که دارای اثر زیاده روی فرایند شستشو هستند. با این حال محلول های آبی توانایی کمتری در حذف آلودگی ها به نسبت بقیه حلال ها دارند.بطور مثال قدرت کمی در از بین بردن آلودگی های روغنی و چربی دارند. محلول ها اگر به صورت گرم  استفاده شوند تا دمای 80 درجه سانتی گراد اثر خوبی در شستشو خواهند داشت.

محدودیت استفاده از حمام التراسونیک

حمام های اولتراسونیک به مقدار زیادی در پاکسازی و حذف مواد لحیم شده اضافی از مدارهای لحیم دار مورد استفاده قرار می گیرند. با این حال ممکن است تعدادی از دستگاه ها و تجهیزات الکتریکی حساس مانند شتاب دهنده ها، میکروفون ها و… با این روش و طی ارتعاشات با شدت بالا، آسیب دیده و یا تخریب شوند.

عملکرد حمام های التراسونیک

در حمام های اولتراسونیک قطعه ای که نیاز به تمیز شدن دارد، درون مخزن قرار می گیرد که دارای محلول مناسبی است که بسته به نوع قطعه و آلودگی آن، از حلال های آبی و یا آلی استفاده می شود. ژنراتور اولتراسونیک وظیفه تولید یک سیگنال پیوسته را دارد که از طریق مبدل های اولتراسونیک، این سیگنال های الکتریکی به ارتعاشات مکانیکی تبدیل شده و انرژی حاصل از این ارتعاشات به مایع درون مخزن منتقل می شود. مبدل اولتراسوند درون مخزن و یا پایین تر از مایع قرار دارد، و با استفاده از این سیگنال های الکتریکی امواج اولتراسوند تولید می کند. این امواج مافوق صوت، در داخل حلال یا آب درون مخزن منجر به تولید حباب های میکروسکوپی زیادی می شود که فضای درونی آنها خلاء است و به اصطلاح پدیده کاویتاسون رخ می دهد.در ادامه ایجاد نقاط فشار بالا و فشار پایین توسط امواج اولتراسونیک موجب انفجار پی در پی و سریع این حباب ها می شود و انرژی و فشار بالایی بین سطح قطعه و مایع تمیز کننده بوجود می آید که این امر منجر به تمیز کاری در مقیاس میکروسکوپی در سطح می شود. قطعاتی که برای برای شستشو انتخاب می شوند نباید در کف مخزن قرار گیرند، چرا که از پدیده کاویتاسون در کف خبری نیست و حلال هم به سطحی که به کف چسبیده نفوذ نمی کند.