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胡燕南
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超音波的熔焊应用方法——HCSONIC? 超音波的熔焊应用方法 一、 熔接法: 以超音波超高频率振动的焊头在适度压力下,使二块塑胶的接合面产生摩擦热而瞬间熔融接合,焊接强度可与本体媲美,采用合适的工件和合理的接口设计,可达到水密及气密,并免除采用辅助品所带来的不便,实现高效清洁的熔接。 二、 铆焊法: 将超音波超高频率振动的焊头,压着塑胶品突出的梢头,使其瞬间发热融成为铆钉形状,使不同材质的材料机械铆合在一起。 三、 埋植: 借着焊头的传道及适当的压力,瞬间将金属零件(如螺母、螺杆等)挤入预留塑胶孔内,固定在一定深度,完成后无论拉力、扭力均可媲美传统模具内成型的强度,可免除射出模受损及射出缓慢的缺点。 四、 成型: 本方法与铆焊法类似,将凹状的焊头压在塑胶品外圈,焊头发出超音波超高频振动后将塑胶熔融成型而包覆于金属物件使其固定,且外观光滑美观、此方法多使用在电子类、喇叭的固定成型,及化妆品类的镜片固定等。 五、 点焊: A、 将二片塑胶分点熔接无需预先设计焊线,达到熔接目的。 B、 对比较大型工件,不易设计焊线的工件进行分点焊接,而达到熔接效果,可同时点焊多点。 六、 切割封口: 运用超音波瞬间发振工作原理,对化纤织物进行切割,其优点切口光洁不开裂、不拉丝。 查看更多
超声波机械效应-HCSONIC? 超声波能量作用于介质,会引起质点高速细微的振动,产生速度、加速度、声压、声强等力学量的变化,从而引起机械效应。超声波是机械能量的传播形式,与波动过程有关,会产生线性效变的振动作用。超声波在介质中传播时,质点位移振幅虽然很小 ,但超声引起的质点加速度却非常大。 若20kHz、1W/cm 2 的超声波在水中传播,则其产生的声压幅值为173kPa,这意味着声压幅值每秒钟内要在正负173kPa之间变化2万次,最大质点的加速度达1440km/s 2 ,大约为重力加速度的1500倍,这样激烈而快速变化的机械运动就是功率超声的机械振动效应。 当超声介质不是均匀的分层介质时(例如生物组织、人体等),各层介质的声阻抗不同将使传播的声波产生反射、形成驻波,驻波的波腹、波节造成压力、张力和加速度的变化。由于不同介质质点(例如生物分子)的质量不同,则压力变化引起的振动速度有差异,使介质质点间的相对运动所造成的压力变化,是引起超声机械效应的另一原因。利用超声的机械效应应进行加工处理(打孔、切 割、压实、表面强化、焊接、清洗、抛光及去除不希望的薄膜和脏物等),也用于加速分散、均质、乳化、粉碎、杀菌等其他过程。 超声的机械作用在生产中得到了广泛的应用,现举例如下。 机械搅拌 超声的高频振动及辐射压力可在气、液体中形成有效的搅动与流动。空化气泡振动对固体表面产生的强烈射流及局部微流,均能显著减弱液体的表面张力及摩擦力,并破坏固-液界面的附面层,因而达到普通低频机械搅动达不到的效果。这一作用是药物透人,美容品导人皮肤,超声除气,食品及化妆品调匀细化等应用的物理基础。 相互扩散 利用超声振动及空化的压力、高温效应,促使两种液体,两种固体,或液-固、液气界面之间,发生分子的相互渗透,形成新的物质属性。金属或塑料的超声焊接,超声乳化、清洗、雾化可归为此类作用。 均匀化 空化气泡闭合后产生的局部冲击波,可粉碎液体中的颗粒,使其细化;使结晶均匀;将较大、不均匀乳滴分散为微小均匀药剂(如医用造影剂、治癌药剂等);甚至可包括消溶血栓等作用。 凝聚作用 超声振动可使气、液媒质中悬浮粒子以不同速度运动,增加相碰撞机会;或利用驻波使它们趋于波腹处,从而发生凝聚过程。烟道收尘、人工降雨可属此类。 机械切削作用 因超声振动加速度甚大,加上空化的声腐蚀作用,可对硬脆材料(宝石、陶瓷、玻璃、磁钢等)进行特形精密加工。 粉碎作用 利用高强度超声脉冲,可以粉碎人体内的肾结石和胆结石而不损伤软组织。 查看更多
超声波声压-HCSONIC? 声压的单位为帕(Pa),其大小反映了声波的强弱,即表示传播的波动能量强度。声压越大,表示超声波的强度越大,传递的能量越强。它是目前经常用来描述声波性质的重要物理量之一,通过声压的测量可以间接地求得质点速度等其他的物理量。 纵波在弹性媒质内传播过程中,媒质质点的压强是随时间变化的,媒质质点的密度时密时疏。根据积分原理我们可以把一个连续的介质看作是由许多紧密相连的微小体积元 dV 所组成,这样的体积元 dV 内的介质还可以进一步看作是集中于一点、质量为 ρdV 的质点。ρ 为介质的密度,在声波的作用下它是随时间和位置的不同而变化的量。设体积元 dV 受到声波的扰动之后,压强由 p 0 变到p 1 ,则由声波扰动所产生的逾量压强 p 称为声压: p=p 1 – p 0 由于超声波的波长较短、频率很高,它所具有的能量很大,可使介质的质点产生显著的声压作用。 查看更多
超声波食品加工技术-HCSONIC? 随着消费者需求的增加,食品和环境法规的收紧,传统的食品加工技术失去了zui佳性能,从而产生了优越的新兴技术。超声波是近年来在食品工业中应用的一种快速、多用途、新兴、有前途的绿色无损技术。超声波在食品技术的各个领域中得到应用,如结晶、冷冻、漂白、脱气、提取、干燥、过滤、乳化、杀菌、切割等方面。超声波作为一种有效的保鲜工具,在果蔬、谷类食品、蜂蜜、凝胶、蛋白质、酶、微生物失活、谷类技术、水处理、奶类技术等食品加工领域得到了广泛的应用。。。。 介绍 多年来,食品工业对加工食品的zui低需求导致了加工方法的重大变化,因为在关键条件下有些加工技术通过诱导物理和化学变化降低了它们的营养水平和生物利用度,从而降低了感官可接受性。因此,为了保持营养、非营养(生物活性)和感官特性,食品工业设计了较新的温和加工方法来代替这些技术。超声波法是其中一种快速发展的技术,旨在减少加工,提高质量,保障食品安全。超声技术作为食品工业研究和发展的重点领域,是基于频率高于人类听觉极限( 16khz)的机械波,可以分为两个频率范围:低能量和高能量。低能量(低功率、低强度)超声在强度低于1 Wcm?2 以下的频率高于100 kHz,而高能量(高功率、高强度)超声在频率介于20和500 kHz之间时的频率高于1 Wcm?2。 超声波技术中常用频率的代表性范围在20 kHz到60 kHz之间。高频超声作为一种分析技术,用于获取食品的理化性质如酸度、硬度、含糖量、成熟度等信息。而低频超声则是通过在其所传播的介质中诱导压力、剪切和温差来改变食品的物理和化学性质,并产生空泡,从而使食品中的微生物失活。超声波处理适用于收获前后的新鲜蔬菜和水果的质量控制,奶酪加工、商业食用油、面包和谷类产品、散装和乳化脂肪食品、食品凝胶、充气食品和冷冻食品的处理。其他应用包括检测蜂蜜掺假和聚集状态、大小和蛋白质类型的评估。低频超声波的频率范围和光谱,核磁共振(NMR)一样是目前zui受欢迎、zui实用和广泛使用的无损分析方法。多年来,低频超声波已成功用于研究流体食品的物理化学和结构特性。 作用机制 超声波在液体系统中的应用会引起声空化现象,即气泡的产生、生长和zui终破裂。当超声波传播时,气泡振荡并破裂,从而产生热量、机械和化学效应。力学效应包括崩塌压力、湍流和剪切应力,而化学效应与自由基的生成无关。空化区产生极高的温度(5000 K)和压力(1000 atm)。根据超声波的频率,局部产生的正负交替压力会导致材料膨胀或压缩,导致细胞破裂。超声波可使振荡气泡内的水的水解,从而形成H+和OH -自由基,这些自由基可在某些化学反应中被捕获,例如自由基可被参与结构稳定、底物结合或催化功能的酶的氨基酸清除。这这种超声破碎效应被均质液体显著抑制。 超声处理过程中产生的气泡根据其结构可分为两类: 在压力循环过程中形成具有平衡大小的非线性大气泡云被称为稳定的空化气泡。 不稳定的、快速坍缩和崩解成较小的气泡称为内部(瞬态)空化气泡。 这些小气泡快速溶解,但在气泡拉伸过程中,传质边界层较薄,界面面积大于气泡破裂时的界面面积,这意味着在拉伸阶段进入气泡的空气比在破裂阶段流出的空气要多。 应用 目前,超声技术在医学扫描超声治疗、矿物加工、纳米技术、食品饮料技术、无损检测、工业焊接、表面清洗、环境净化等几乎所有领域都得到了广泛的应用,在食品工业中得到了极大的关注。超声波作为一种非热敏技术在热敏食品中的广泛应用,是因为它保留了感官、营养和功能特性,同时提高了保存期限、微生物安全性,并带走了细菌生物膜。在过去的几十年里,超声波在加工和测试方面的应用得到了优化,因此超声波在乳化、消泡、去污、萃取、废水处理、挤压和肉质嫩化方面的应用已经商业化。此外,超声波辐射,一种低频能源,已大量用于强化预处理过程,比如脱气、结晶、降水、浸出、清洁、提取、消化样品制备,改变食物蛋白质的功能特性、脂肪产品的结构特性(声结晶)和促进生物活性成分的提取。超声在食品加工中的良好作用包括增强食品的保藏性,辅助热处理,改善传质,改变食品的结构和分析。随着超声电子/换能器设计的现代化发展,基于超声的新型检测系统和超声辅助检测系统不断发展,从而超声技术也得到了极大的发展。 查看更多
影响超声波空化的因素-HCSONIC? 超声波空化作用的强弱与声学参数以及液体的物理化学性质有关。 超声波强度 超声波强度指单位面积上的超声功率,空化作用的产生与超声波强度有关。对于一般液体超声波强度增加时,空化强度增大,但达到一定值后, 空化趋于饱和,此时再增加超声波强度则会产生大量无用气泡,从而增加了散射衰减,降低了空化强度。 超声波频率 超声波频率越低,在液体中产生空化越容易。也就是说要引起空化,频率愈高,所需要的声强愈大。例如:要在水中产生空化,超声波频率在400kHz时所需要的功率要比在10kHz时大10倍,即空化是随着频率的升高而降低。一般采用的频率范围20~40kHz。 液体的表面张力与黏滞系数 液体的表面张力越大,空化强度越高,越不易于产生空化。黏滞系数大的液体难以产生空化泡,而且传播过程中损失也大,因此同样不易产生空化。 液体的温度 液体温度越高,对空化的产生越有利,但是温度过高时,气泡中蒸气压增大,因此气泡闭合时增强了缓冲作用而使空化减弱。 查看更多
空化作用-HCSONIC? 液体内局部压力降低时,液体内部或液固交界面上蒸气或气体的空穴(空泡)的形成、发展和溃灭的过程叫 空化 。 空化是液体特有的现象,发生在液体内部的低压区、尤其是在液体与固体的交界面上。传统意义上的空化是液体与其蒸气的相变过程,包括发生、发展、消失三个阶段。发生阶段称为“空化初生”,伴有噪声辐射的大幅度上升 ;消失阶段称为“空化溃灭”,释放出巨大的压能和热能,可能造成对材料的破坏,也可能被利用来为多种工业工程服务;在初生与溃灭之间的是空化发展阶段,称为“空化发展”,它主要是干扰空化物体的运动、使力发生了 变化,譬如推力下降、构件振动等,在某些情况下也可以减阻、使阻力系数甚至降低一个数量级。 空化效应的过程 超声波空化作用 所有与液体相关的超声处理技术都是利用超声空化作为动力的。超声空化,就是指在超声作用下液态物质中的微小气泡随超声频率发生迅速 、重复地生长-闭合-破灭运动 以及由此产生的一系列物理效应。由于超声空化作用非常复杂,研究内容涉及声学、化学、 光学、流体力学等多门学科,而且在实际中不可能把空化效应和机械效应、光电效应等分离开来。由于空化作用引发的物 理、化学、生物等效应又具有相当特异的性质,而这些性质具有重要的理论价值和巨大应用潜力。比如,空化泡的溃灭会在空泡周围极小的空间内产生微射流,并对外辐射空化噪声。空泡溃灭时产生的高温 高压可用于清洗、切割、破碎物件,改善材料表面性能、过程强化等方面,超声波空化作用已成为当前研究的热点。 空化作用的产生 当以高强度超声波处理液体时,传播到液体介质中的声波会产生交替的高压 (压缩) 和低压 (稀疏) 循环,其速率取决于频率。在低压循环期间,高强度的超声波会在液体中产生小的真空气泡或空隙。当气泡达到不能再吸收能量的 体积时, 它们在高压循环中剧烈地坍塌,这种现象称为空化。在爆炸期间,局部将达到非常高的温度(约5,000K)和压力(约2,000atm)。空化气泡的崩溃也导致液体射流高达280m/s的速度,所产生的剪切力机械地破坏细胞膜并 改善材料转移。根据所采用的超声波参数,超声波对细胞有破坏性或建设性影响,取决于所使用的超声参数。 查看更多
超声波——HCSONIC? 超声波是一种频率高于20000赫兹的声波,它的方向性好,穿透能力强,易于获得较集中的声能,在水中传播距离远,可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。超声波因其频率下限大于人的听觉上限而得名。 科学家们将每秒钟振动的次数称为声音的频率,它的单位是赫兹(Hz)。我们人类耳朵能听到的声波频率为20Hz-20000Hz。因此,我们把频率高于20000赫兹的声波称为“超声波”。通常用于医学诊断的超声波频率为1兆赫兹~30兆赫兹。 查看更多
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超声波喷涂的工作原理--HCSONIC? 超声波喷涂 超声波喷涂的好处 超声波喷嘴的一些好处: 高传输效率-减少材料使用; 无堵塞-能够处理高固体材料; 耐用性-钛结构可抵抗多种溶剂和磨损; 液滴尺寸的高度均匀分布-减少涂层缺陷; 无气喷涂-可以很容易的控制过程,也理想的真空环境! 超声波喷涂如何工作 超声波喷嘴包含压电换能器,当通电时,超声波喷嘴以高频振动。这些换能器的设计使得喷嘴纵向振动,因此喷嘴的尖端以每秒几千次的上下运动振动。当将薄膜液体施加到超声喷嘴的尖端时,形成毛细波。这些波的振幅可以很容易地由超声波发生器控制,并且增加振幅到这些竖立的毛细波变得太高而不能支撑自身的程度。由于这些驻波的连续过度延伸而放弃了材料,开始形成微米尺寸的高度均匀的液滴。在适当的条件下,雾化可以持续很长一段时间。 这些静止的液体波可以从超声波喷嘴顶端向上延伸,直到它们分离成均匀大小的液滴,几乎没有动能。如果需要,可以使用二次成形气体或环境空气,轻松地将液滴形成所需的形状和速度。制作各种超声波喷嘴,有助于确定液滴尺寸,液体流速和喷雾模式。自20世纪70年代商业化推出以来,超声波喷雾仍然保留了许多相同的基本原理。各种频率的扩展以将超声喷雾系统引入到诸如喷雾热解、CVD和真空等恶劣环境中。 超声波喷涂原理 超声波喷涂的使用行业 血液采集管 医疗设备 氢燃料电池 太阳能电池涂料 抗菌涂料 浮法和平板玻璃 电子产品 纳米技术 超声波喷雾热解 生物气溶胶喷雾 超声波雾化喷涂实际应用 我们HCSONIC为您的工艺流程制定正确的超声波喷涂解决方而非常自豪。我们经常提供满足技术需求的定制解决方案,例如纳米技术,氢燃料电池,抗菌涂料,医用相关涂料,喷雾热解等等。我们经常为成熟的工业提供超声波喷涂技术,从而减少浪费,提高转移效率和更高的涂层均匀性。 查看更多
超声波石墨烯制备「一」-HCSONIC? 石墨烯介绍 石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。 石墨烯的碳原子厚的碳薄片通过非键合相互作用形成石墨,并且具有极大的表面积。石墨烯在其基本水平上表现出非凡的强度和坚固性,可达到约为1020 GPa,几乎是钻石的强度。石墨烯是一些同素异形体的基本结构元素,除石墨外,还包括碳纳米管和富勒烯。作为添加剂,石墨烯可以极低的负载量显着提高聚合物复合材料的电学,物理,机械和阻隔性能。 石墨烯结构 由于石墨烯的特性,它是一种高级的材料,因此在生产复合材料、涂料或微电子学的工业中很有前景。GEIM(2009)在以下段落中简明地描述了石墨烯作为超材料: “它是宇宙中最薄的物质,也是有史以来最坚固的物质。其表现出巨大的本征载流子迁移率,具有最小的有效质量(为零),可以在室温下进行微米长距离的传播而不散射。石墨烯可以维持比铜高6个数量级的电流密度,显示出创纪录的热导率和硬度,不透气,并能调和脆性和延性等相互冲突的特性。石墨烯中的电子传输用狄拉克式方程描述,该方程允许在台式实验中研究相对论量子现象。 由于这些优异的材料特性,石墨烯是最有前途的材料之一,并且是纳米材料研究的焦点。由于其优异的材料强度和坚固性,石墨烯是纳米科学中最有前途的材料。 高功率超声波 当以高强度超声处理液体时,传播到液体介质中的声波导致产生交替的高压(压缩)和低压(稀疏)循环,其速率取决于频率。 在低压循环期间,高强度超声波在液体中产生小的真空气泡或空隙。 当气泡达到不能再吸收能量的体积时,它们在高压循环期间剧烈塌陷。 这种现象称为空化现象。 在内爆期间,局部达到非常高的温度(约5,000K)和压力(约2,000atm)。 空化气泡的内爆也导致液体射流速度高达280 m/s。超声产生的空化引起化学和物理效应,可应用于工艺。 空化诱导声化学在能量和物质之间提供了独特的相互作用,气泡内的热点为~5000K,压力为~1000bar,加热和冷却速率大于1010K s-1;这些特殊的条件允许进入一系列通常无法进入的化学反应空间,这允许合成各种不同寻常的纳米结构材料。 石墨烯分散系统 超声波制备石墨烯 由于石墨的特殊特性已为人所知,因此开发了几种石墨制备方法。 除了在多步骤工艺中由氧化石墨烯化学生产石墨烯之外,还需要非常强的氧化和还原剂。另外,与从其他方法获得的石墨烯相比,在这些苛刻的化学条件下制备的石墨烯即使在还原后也经常含有大量缺陷。然而,超声波是一种经过验证的替代方法,可以生产大量高质量的石墨烯。研究人员使用超声波开发的方法略有不同,但一般而言,石墨烯生产只需一步即可完成。 举一个特定石墨烯生产过程的例子:将石墨加入稀有机酸,醇和水的混合物中,然后将混合物暴露于超声辐射下。该酸起“分子楔”的作用,将石墨烯片与母体石墨分离。 通过这种简单的过程,产生了大量未分散的,高质量的分散在水中的石墨烯。 超声波石墨烯分散成套设备 功能强大且可靠的超声波设备,适用于多种应用,如均质化,萃取,纳米材料加工或声化学。 查看更多
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超声波分离增强乳脂球的乳化-HCSONIC? 我们消费和享用的乳制品如牛奶,奶酪和黄油通常经过分离过程,将牛奶中的脂肪去除或浓缩至制造商规定的产品规格。在乳制品行业,该离心机通过快速旋转施加强烈的g力来从牛奶中除去脂肪。由于乳脂是一种有价值的商品,通常的做法是从牛奶中去除所有脂肪,并根据需要将分离的乳脂重新组合回脱脂乳中,制成标准脂肪浓度的产品。 传统上,分离只是通过让牛奶中的奶油上升,然后去除顶部奶油来进行分离。这种做法很慢,需要很多小时才能实现充分的分离。 然后,这种方式旧然在被使用,主要是由像意大利北部以巴马干酪和罗马诺奶酪闻名的奶酪制造商。这些奶酪生产商继续应用这些传统的方法,因为它生产出具有脂肪大小分布的牛奶,有助于这些奶酪的独特风味。这个过程创造了一个用离心无法实现的分离方式。超声波分离已被公认为该技术补充技术,可以通过“自然”方法显着提高牛奶中脂肪的分离率。 当声波驻波应用于牛奶体积时,脂肪球聚集在压力波腹上,可以观察到脂肪球的“条带”。 迈尔斯等人在一个小试管容器中观察到了这种现象。乳脂球在压力中心聚集和浓缩,聚集成较大的絮凝体的概率增加。当脂肪球聚集成较大的絮状物时,由于斯托克斯定律所描述的流体动力学半径增加,它们开始更快地上升到表面。 Juliano等人使用重组乳状液演示了在批处理系统中首次扩大(可达6L体积)的方法。对于重组乳状液,可以在容器中使用400kHz的超声波频率实现快速的分离,其中换能器到反射器的距离在18~20cm之间。在这些距离处,1MHz的频率不如400kHz有效,2MHz的频率比1MHz的效果差。然而,用于快速分离重组乳状液的参数并不能成功分离同一容器内天然全脂乳中的脂肪球。 可以归结为几个原因: 天然全脂牛奶与重组乳状液相比,具有不同的性质,即粒径分布和表面组成。 天然全脂奶的平均粒径较小,因此需要高频超声或强大的声能密度才能有效地进行操作。 为了有效地应用 1MHz的高频超声,传感器与反射器之间的距离的几何形状也应尽量小以减小衰减。 Leong等人应用这些概念来实现使用天然全脂乳的分离。研究表明,在本例中 1mhz的高频超声,在使用短的传感器-反射器分离距离(30 – 85 mm)的情况下,可以有效操纵和分离天然全脂牛奶中的脂肪小球。此外,发现采用并联布置的双换能器由于能够实现单位体积更高的能量密度而影响更快地撇去脂肪。 Leong等人也表明存在一个“优”的温度范围,在此范围内乳脂分离率最大。在20和60℃之间的温度范围提供了实验实验中乳脂的快速分离。 最近已经强调了超声分离能够将乳脂肪球分馏成或大或小的脂肪球,提高流体中脂肪球的比例。这些流可能具有创造具有增强的微结构的乳制品的潜力。这是通过持续的在反应器内的特定位置以规定的间隔操作加工和收集产品来实现的。 值得注意的是,经超声处理后,乳脂在分离容器中的分布,最小的脂滴留在容器底部,较大的脂滴富集在靠近容器顶部的奶油中。这些位于容器顶部和底部的馏分可以通过溢流/下流专门收集。类似的技术可以用于分离含有特定粒径分布的食物成分流。 查看更多
初级声辐射力-HCSONIC? 当声波在其自身上反射时,反射波可以叠加形成所谓的声驻波。这种波的特征是局部高压区域发生构造叠加,称为压力波腹,局部压力最小区域发生破坏性干扰,称为压力节点。 当驻波场持续存在于含有食物颗粒或水滴的介质中时,如果流体与颗粒材料之间存在声阻抗不匹配,则波将被颗粒部分地散射。波的散射将产生所谓的初级声辐射力。这种力作用于粒子和液滴,该力作用在颗粒和液滴上,使得它们根据声学对比系数向驻波的节点或波腹移动。声学对比系数取决于粒子及其周围介质的密度和压缩性。 对比系数可以用: 其中ρ是密度,β是压缩性,下标l和p分别表示液体介质和颗粒。当对比系数为正时,粒子向驻波压力节点移动;当对比系数为负时,粒子向压力反方向移动。 根据经验,密度小于周围液体的食物成分时,有一个对比因子促使它们向压力最大值靠近。那些密度高于周围流体的将会被推向压力最小值。单个液滴或颗粒在驻波内的压力节点或波腹上的定位将导致它们快速聚集或合并成较大的实体。 声辐射力的研究可以追溯到King的工作。 他的工作重点是了解球形不可压缩粒子在声场中的行为。平面声波中的可压缩粒子如下: 其中r是粒子半径,k =2πλ波数,λ是声波的波长,Eac是比能量密度,x是驻波的节点的距离,φ是声学对比因子。 食物材料在驻波声场中的迁移 查看更多
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超声波浸锡设备的工作原理-HCSONIC? 超声波浸锡 设备 与传统的焊接方法相比更加环保,超声波浸锡过程中的振动和空化现象使焊件表面的氧化层脱落,高频振动能量不会熔化焊锡,它有助于焊料湿润焊件。 超声波浸锡 设备的工作 原理 频率大于20kHz的声波称为超声波,当超声波强度超过一定值时,就可通过超声波与传声媒介的相互作用,去影响、改变、破坏媒 介的状态、性质及结构。超声波浸锡是将超声波施加于液态锡料中,产生空化效应,利用此效应破坏和去除母材表面的氧化膜, 使液态锡料润湿母材表面。超声波工具头施加于远离锡缝的位置。首先利用加热线圈将锡料和母材加热至锡焊温度,然后通过超 声波工具头向母材传递大于20 kHz的超声波振动,振幅范围为0~100μmm,振动时间在0.5~10s之间,振动结束后,让母材自然冷却,超声波锡焊的显著特点是低温无锡剂连接。 查看更多
超声波分离技术-HCSONIC? 近年来,频率超过400kHz的高频超声声波作为一种提高多组分混合物中食品材料回收率的手段已被广泛用于各种应用中。超声分离的前提是在不改变食品的物理或化学完整性的情况下,实现对分离过程的显著增强。超声波驻波的应用导致单个液滴或颗粒在反应堆内压力节点或波腹处的特定定位,这增加了它们更快地聚集或聚结成较大实体的可能性。增加的颗粒尺寸促进浮选或沉降,因此增强了材料混合物的分离倾向。本章将详细介绍该技术背后的主要原理以及如何将其应用到现有食品加工生产线中。将展示该技术在食品加工中的应用,展示棕榈油加工行业的商业成功以及乳制品和生物制品的未来潜力。 超声波分离 超声波分离简介 食品的超声波加工已经研究多年,应用主要集中在20-100kHz的频率范围内,这一区域通常被称为“功率超声”区域。这里,可能会出现一种称为声空化现象。超声波向液体中施加压力波,导致溶液中现有的溶解气体形成膨胀和收缩的气泡。由于聚结和传质,这些气泡将随时间推移,当达到称为共振尺寸的气泡直径时,就会坍塌。坍塌事件往往强度高,导致温度上升至10,000 K,在坍塌气泡的局部空间内产生数百个大气压的压力冲击波。这些物理效应可以有效地用于强烈的剪切、混合和加热,并适用于食品加工应用,如乳化、匀化、萃取或热处理。 超声波分离技术通常使用高频超声( 0.4 MHz至几MHz)来分离悬浮在液体中的食物液滴和/或颗粒。在这些较高的频率下,由于剧烈的空化泡破裂,导致的增强的剪切和物理破坏,几乎可以忽略不计。首先,空化阈值随着超声频率的增加而增大,使得坍塌事件发生的可能性降低。此外,气泡破裂的共振尺寸也与声波频率成反比。随着共振尺寸的降低,气泡崩塌事件发生的动量减小,以至于在频率大于1mhz时,这些坍塌事件变得相对良性。因此,超声分离不同于典型的超声处理应用,它的目标是通过避免剧烈的气泡破裂来实现“良性”处理。 食品系统中的分离技术 传统的食品分离工艺包括离心、沉淀法或澄清法、化学诱导絮凝法和膜过滤法。这些分离过程是行之有效的和稳定的操作方法。 尽管如此,它们还存在一些潜在的问题,包括但不限于以下几点: 能源消耗高; 过度剪切可能损害产品的完整性; 产品污染限制了产量或需要大量清洗; 分离速度慢; 过度使用化学品。 超声波分离可以单独使用,也可以与这些技术结合使用来提高工艺效率。 在食品工业中,超声波分离最有效的三个主要方面: 第一种是絮凝或聚集增强,即在现有的澄清或化学絮凝系统中应用超声波驻波可以显著提高分离发生的速率,从而减少停留时间和/或化学要求。可以实现降低成本,提高吞吐量和降低生态足迹。 第二种方法是对上游的食品原料进行预处理或预先处理,然后再进行分离操作。这一策略在处理异质食物方面特别有效,例如含有固体、液体和液体产物的食物。例如被粉碎的棕榈果的果皮材料。超声波的应用不仅引发了材料的聚合, 在下游澄清过程中分离速率更快, 而且超声波提供的温和的物理剪切可以帮助释放更多的产品。这可以提供更高的固相产物回收率,并通过更快和更有效的下游分离降低潜在的能量需求。 与离心分离等现有分离相结合,可以节省大量能源。 最后,可以调整兆声波分离参数(例如频率,功率水平和停留时间),以选择性地去除特定尺寸的颗粒。因此,它可以被用作分散在连续相内的食品成分的分馏工具。通过分馏成具有更高营养或结构效益的流,可能增加的成分包括:脂肪、蛋白质、碳水化合物和纤维。为此,超声分离技术是对现有膜分离工艺的补充。 查看更多
超声波雾化喷涂和涂层-HCSONIC? 超声波雾化喷涂 超声波振动能产生非常薄的液滴。在超声喷涂过程中,可以精确地控制液滴尺寸和分布,从而可以使非常小的液滴颗粒蒸发。从而产生了具有高比表面积的颗粒。超声波喷涂和雾化是一种成功的技术,例如在基材上涂覆上高性能和高质量的轻薄涂层。由于对超声波雾化的所有工艺参数的精确控制,可以避免过度喷涂,实现了雾滴的精确分布。另一个非常有潜力的应用是超声波喷雾干燥或冷冻。 超声波喷涂技术广泛的应用于各种工业领域。超声波雾化喷涂最常见领域是薄膜涂层和颗粒的喷雾干燥或冷冻。 超声波喷涂是一项经过工业验证的技术,在半导体、精密器件、纳米技术、燃料电池、太阳能电池等精密电子产品的制造过程中,成功应用于高性能薄膜涂层生产线。在食品工业中,超声波喷涂是用来促进粉末的喷雾冷冻,如咖啡、牛奶、乳清和其他粉末。 行业和应用 液体分解 电子产品的薄膜涂层 高性能涂层(例如含有功能化纳米颗粒) 防雾涂层 向气流中加入水分 药物中的活性剂的包封 喷雾干燥粉末和颗粒,例如纳米颗粒 粒子工程 食品粉末喷雾干燥 ,例如热敏产品 在半导体,燃料电池,医疗设备的生产 化学:例如气液反应 超声波干燥的好处 没有热损伤 不需要添加剂 长期耐用 减轻了产品的重量 不会堵塞喷嘴 不会影响产品口感 没有营养素的损失 超声波喷涂 工业设备 全天候工作 可调节流量和喷射率 没有污染 没有堵塞 没有侵蚀 值得了解的事实 超声波喷雾系统,也称为超声波雾化器或超声喷雾喷嘴,产生高振荡,从而能够产生极细的液滴,这也称为“干雾”(大于2.5微米且小于10微米的水雾颗粒)。超声波雾化的优点是可以精确控制液滴尺寸,喷雾强度和喷雾速度。工业超声波雾化器可轻松改装到现有生产线中,可实现高效稳定的雾化喷涂。超声波喷雾干燥是一种非常有效且友好的技术,可实现高通量。由于其温和性,它对热敏材料非常有效。此外,它提高了加工能力,因为它可以使水性液体和溶剂更快地蒸发。 HCSONIC 是您身边的超声波雾化喷涂设备和喷嘴的供应商。我们为好的工艺结果,提供定制化标准的解决方案。 超声波雾化喷涂整机 查看更多
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超声波焊接设备如何工作-HCSONIC? 超声波系统可以在一次操作中切割和焊接织物边缘!我们的技术 基于压电原理,在机械振动中转换电信号。 需要4个元素: 超声波发生器, 用于控制和提供超声波头的能量。 由换能器、振幅转换装置和工具头组成的机械单元, 用于执行切割密封操作。 1.超声波发生器将电源(100-250伏,50-60赫兹)转换为20至30千赫,800-1000伏电信号。该信号应用于压电陶瓷(包含在换能器中),将该信号转换为机械振荡。 2.超声波换能器将电能转换为高频机械振动,这些振荡将被超声波变幅杆放大。振幅放大或缩小是通过某些特定设计以及变幅杆的几何形状来实现的。 3.超声波发生器和工具头是超声波装置的最活跃的部分,工具头与织物接触, 并且时时将数据反馈给超声波发生器。该系统只能通过机械作用,使织物内的纤维熔化,从而能够获得非常清洁和柔韧的焊接面,而不会产生任何燃烧或颜色的变化。超声波发生器的反馈系统将适应各种焊接操作的需要 查看更多
压电晶体-HCSONIC? 对压电晶体挤压或拉伸时,压电晶体的两端就会产生不同的电荷,这种效应被称为压电效应。能产生压电效应的晶体就叫压电晶体,水晶(α-石英)是一种有名的压电晶体。 如果按一定方向对水晶晶体上切下的薄片施加压力,那么在此薄片上将会产生电荷。如果按相反方向拉伸这一薄片,在此薄片上也会出现电荷,不过符号相反。挤压或拉伸的力愈大,晶体上的电荷也会愈多。如果在薄片的两端镀上电极,并通以交流电,那么薄片将会作周期性的伸长或缩短,即开始振动。这种逆压电效应在科学技术中已得到了广泛的应用。用水晶可以制作压电石英薄片,其面积不过数平方毫米,厚度则只有零点几毫米,压电晶体在无线电技术中却发挥着巨大作用。 在交变电场中,这种薄片的振动频率丝毫不变。这种稳定不变的振动正是无线电技术中控制频率所必须的,你家中的彩色电视机等许多电器设备中都有用压电晶片制作的滤波器,保证了图像和声音的清晰度。你手上戴的石英电子表中有一个核心部件叫石英振子。就是这个关键部件保证了石英表比其他机械表更高的走时准确度。 压电晶体还广泛应用于声音的再现、记录和传送。安装在麦克风上的压电晶片会把声音的振动转变为电流的变化。声波一碰到压电薄片,就会使薄片两端电极上产生电荷,其大小和符号随着声音的变化而变化。这种压电晶片上电荷的变化,再通过电子装置,可以变成无线电波传到遥远的地方。这些无线电波为收音机所接收,并通过安放在收音机喇叭上的压电晶体薄片的振动,又变成声音回荡在空中。是不是可以这样说,麦克风中的压电晶片能“听得见”声音,而扬声器上的压电晶体薄片则会“说话” 或“唱歌”。 查看更多
超声波换能器——HCSONIC? 超声波换能器即是谐振于超声频率的压电陶瓷,由材料的压电效应将电信号转换为机械振动。超声波换能器是一种能量转换器件,它的功能是将输入的电功率转换成机械功率(即超声波)再传递出去,面它自身消耗很少的一部分功率。 超声波发生器器将220V的市电转换为高频电流,超声波换能器将高频电流转换为机械振动,再通过超声波变幅杆放大(减小)振幅,最终传送到工具头进行工作。超声波换能器一般有磁致伸缩式和压电陶瓷两种形式。 换能器组成 中央压电陶瓷元件 前后金属盖板 预应力螺杆 电极片以 绝缘管 这种夹心换能器在负荷变化时产生稳定的超声波,是获得功率超声波驱动源的最基本最主要的方法。根据不同的设计超声波换能器的形式主要有: 柱型(NTK型) 倒喇叭型(必能信型) 钢后盖型 中间夹铝片型 超声波换能器主要适用与超声波焊接、超声波切割、超声波液体处理、超声波雾化喷涂以及超声波金属熔液处理等方面。 查看更多
超声波变幅杆——HCSONIC? 超声波变幅杆是超声波振动系统中一个重要的组成部分,它在振动系统中的主要作用是把机械振动的质点位移或速度放大,并将超声能量集中在较小的面积上即聚能,因此也称超声变速杆或超声聚能器。 超声波变幅杆顾名思义就是配合超声波换能器改变超声波振动幅度的功能组件。其主要作用是改变换能器的振幅(一般是增大)、提高振速比、提高效率,提高机械品质因数,加强耐热性,扩大适应温度范围,延长换能器的使用寿命。 超声波换能器通过安装超声波变幅杆调整了换能器与超声波工具头之间的负载匹配,减小了谐振阻抗,使其在谐振频率工作提高了电声转换效率,有效降低了超声波换能器的发热量,提高使用寿命。 查看更多
超声波发生器——HCSONIC? 超声波电源分为自激式和它激式电源,自激式电源称为超声波模拟电源,它激式电源称为超声波发生器。超声波发生器,又称超声波驱动电源、电子箱、超声波控制器,是大功率超声系统的重要组成部分。超声波发生器作用是把市电转换成与超声波换能器相匹配的高频交流电信号,驱动超声波换能器工作。 超声波发生器产生一个特定频率的正弦信号或脉冲信号,此特定频率就是换能器工作频率。应用在超声波设备中的超声波频率为20KHz、25KHz、28KHz、33KHz、40KHz、60KHz以及100KHz以上。 超声波发生器有反馈环节,主要提供二个方面的反馈信号:第一个是提供输出功率信号,第二个是提供频率跟踪信号。 智能型超声波发生器的优点(相比模拟型): 自动跟频:设备一旦完成初始设置后,就可以连续作业而无需对发生器进行调节。 自动振幅控制:换能器工作过程中负载发生变化时,能自动调整驱动特性,确保工具头得到稳定的振幅。 系统保护:系统在不适宜的操作环境下工作时,发生器将停止工作并报警显示,保护设备不受损坏。 振幅调整:振幅可在工作过程中瞬间增加或减少,振幅的设置范围:0%~100%。 自动搜频:可以自动测定工具头的工作频率并储存。 过热保护:能够很好的保护发生器不被损坏。 查看更多
空化阈——HCSONIC? 空化阈是使液体介质产生空化作用的最低声强或声压振幅,只有当交变声压幅 大于静压力, 才能出现负压。而只有当负压超过液体介质的黏度时,才会产生空化作用。 空化阈随不同的液体介质而不同, 对于同一液体介质,不同的温度、压力、空化核的半径以及含气量, 空化阈值也不同。一般来说,液体介质含气量越少, 空化阈就越高。空化阈还与液体介质的黏滞性有关, 液体介质的黏度越大,空化阔也越高。空化阈与超声波的频率有着十分密切的关系,超声波的频率越高,空化阈也越高。超声波的频率越高,越难空化,要产生空化作用,就必须增加超声波的强度。 超声波的空化作用由空化阂决定,影响空化阂主要因素: 空化阂与工作频率有关,频率越高,空化阈值越高,产生空化越难。 气泡在声场的作用下将进行振动,但不一定发生破灭。 只有当声波的频率低于气泡的谐振频率时才可能使气泡破灭。 当声波频率高于气泡的谐振频率时,气泡只进行复杂的振动,一般发生气泡破灭。 空化阔与介质中气泡半径有关,半径愈小,空化阈愈离。 空化阈与声波作用时间长短有关,声波辐射时间愈长空化阈愈低。 空化阈与环境静压力有关,静压力愈大,空化阈愈高。 空化阈与介质的粘滞性有关,粘度大,表面张力大,空化阈高。 化|阈与液体含气量有关,含气量愈少,空化阈愈高。 空化阈与清洗液温度有关,清优液温度升高,对空化有利。 温度过高时,气泡中蒸气压增大,在气泡闭合期增强了缓冲作用而使空化减弱。 温度还与清洗液的溶解度有关,对于水清洗液较适宜的温度约60℃。 查看更多
简介
职业:杭州嘉振超声波科技有限公司 - 经理
学校: -
地区:浙江省
个人简介: 杭州嘉振超声波科技有限公司是一家以研发、生产和销售大功率超声波核心部件及成套应用设备的专业厂商,注册商标为“杭超” HCSONIC, 下辖专业电源制造企业杭州晋元超声波科技有限公司。 公司办公区域 杭州嘉振超声波科技有限公司以“成为功率超声设备专业制造者”为发展愿景,秉承“以客户需求为中心,以设备品质为核心”的理念, 坚持走自主研发创新的道路,不断推出国内领先的大功率超声波技术产品,为各类企业和科研单位提供超声波应用方面完整的解决方案。 查看更多
企业简介
企业名称:杭州嘉振超声波科技有限公司
企业性质:贸易商,生产商,
主营业务:公司销研发、生产、销售大功率超声波设备,主要用于实验室研究以及工业生产。核心产品有:超声波液体处理设...
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