Tecnologie e tecnica degli ultrasuoni.
Cavitazione e vibrazione molecolare degli ultrasuoni.
Gli ultrasuoni non sono creati da semplici apparecchi elettrici e non nascono direttamente da un generatore elettronico. Il generatore di ultrasuoni genera in realtà l'alta frequenza elettrica alternata, ad esempio a 25, 45, 100 Khz, inviandola ai trasduttori che sono posizionati nella vasca interna della macchina di lavaggio. Essi si chiamano trasduttori proprio perché trasformano l'alta frequenza elettronica in alta frequenza meccanica e quindi in vibrazioni velocissime.
Questa energia è utilizzata per la pulizia di argenterie, oreficerie, gioielli, orologi, vetrini e fialette di laboratorio, portaimpronta - bisturi - sondini - pinze - frese e punte utilizzate dal medico e dai dentisti. Altri lavaggi in vibrazione sonica sono per lavaggio di estrattori e scavatori in chirurgia, osteosintesi in ortopedia, viti in titanio e impianti endossei in odontoiatria e paradontologia, ganci per ortodonzia, stampi per iniezione plastica, stampi per compressione gomma ed elastomeri, ingranaggi, utensili e attrezzi di lavorazione a controllo numerico, componenti elettronici saldati su schede madri e schede di controllo elettrico, motoriduttori e altri importanti componenti lavorati in officine e stabilimenti.
I trasduttori ultrasonori, cambiando dimensione di pochi micron, trasformano l'energia elettronica del generatore in onde alternate meccaniche sinusoidali pulsanti e amplificate. Queste onde ultrasonore sono spostamenti velocissimi di materia e si chiamano ultrasuoni perchè vibrano alle frequenze acustiche comprese tra i 18.000 Hertz e diverse migliaia e milioni di Megahertz, e quindi sopra la soglia dell'udibile, onde soniche che vibrano da 18.000 volte al secondo a 10 milioni di volte al secondo, velocità di pulsazione difficili da immaginare e impossibili da percepire per l'essere umano.
La potenza degli ultrasuoni non è calcolata dalla formula P= V x I che definisce solo la potenza assorbita da un circuito elettrico in corrente continua perchè i generatori di ultrasuoni sono trasformatori e amplificatori di energia, e sono convertitori statici di onde alternate sinusoidali, funzionanti in corrente alternata monofase e trifase.
La Legge di Ohm non è applicabile ai circuiti dedicati al lavaggio ultrasonoro, e infatti essa non risulta valida per cicruiti a transitors, SCR e diodi veloci, moduli IGBT. I circuiti elettronici con questi componenti elettronici seguono leggi delle fisica elettrica differenti dalle leggi postulate da Ohm, noto studioso delle leggi delle reti elettriche (maglie e nodi elettrici circuitali). La potenza assorbita dai generatori analogico digital e digital inox pulse multifrequenza di ULTRASUONI IE è espressa dalla formula P= 1,72 x V x I x cosfì, la tensione V e la corrente alternata di ingresso I sono moltiplicate al coseno angolare di sfasatura alternata (cosfì).
La Potenza reale assorbita Pa da un generatore non è parametro valido per definire la potenza effettiva pulente PeP di un sistema di lavaggio a onda sonica, e far credere che il concetto di potenza assorbita significhi sicura qualità funzionale di un generatore è solo un'azione pubblicitaria superficiale, usata a volte da chi assembla parti elettroniche con una conoscenza empirica delle tecnologie.
Per esempio, un generatore progettato male, potrebbe far rilevare una grande potenza assorbita ma darne molto poca in uscita. Sarebbe come uno scaldino e dissiperebbe aria calda per surriscaldamento. Uguale concetto per i trasduttori piezo e magnetostrittivi che, se male assemblati o progettati, potrebbero perdere moltissima potenza trasformandone solo una minima parte in vibrazione effettiva nel liquido.
L'insieme di generatore che assorbe e non fornisce in uscita potenza e di trasduttori progettati in modo approssimativo che vibrano male darebbe una doppia perdita di potenza, rendendo debole il lavaggio in vasca anche se apparentemente c'è il consumo di potenza nominale dichiarato in targhetta macchina dal costruttore.
Più il sistema scalda e ha circuiti obsoleti (che voi non potete vedere dall'esterno) e maggiore sarà la perdita di lavaggio, tempo ed efficacia della macchina di lavaggio. Per definire il valore della Potenza Effettiva Pulente si considera l'effettiva potenza pulente totale della macchina ultrasonora, che comprende diversi calcoli tecnici e valutazioni scientifiche.
- qualità elettromeccanica dei trasduttori e loro rendimento
- tipo di amplificazione in uscita
- tipo e uniformità delle onde elettroniche emesse
- sintonia e forma d'onda
- sincronia tra generatore e trasduttori
- sincronia tra tutti i trasduttori
- uniformità delle onde meccaniche trasformate e realmente trasmesse e vibrate nel liquido
A questi dati primari sono da aggiungere in valutazione centinaia di ulteriori parametri elettrotecnici e formule matematiche, tra cui integrate e derivate Booleane, di complessa conoscenza per i non addetti ai lavori.
Quindi la reale potenza sonica di una macchina e di un gruppo ultrasonoro progettato per lavare pezzi e particolari meccanici è da calcolare con formule della matematica superiore complessa, calcoli scientifici con formule che sono da abbinare a risultati e test dal vero in laboratori attrezzati.
Nel settore del lavaggio empirismo e valutazioni superficiali devono essere tralasciate, sono fattori negativi che tendono a sviare il raggiungimento degli obbiettivi concreti:
- Personalizzata pulizia e sgrassatura dei prodotti finiti
- Rapido e sicuro sgrassaggio e decapaggio anche su zone difficili da raggiungere o con notevoli depositi di grasso
- Migliore efficienza nei reparti
- Ecologia e risparmio sui costi di acquisto detergenti e sui costi di smaltimento degli esausti
- Costi azzerati di manutenzione e nessuna manutenzione periodica
- Costi e consumi orari ridotti oltre il 50% rispetto a sistemi di lavaggio tradizionali o analoghi.
Introduciamo brevemente i concetti di cavitazione e di vibrazione molecolare che sono alla base della pulizia di oggetti nei liquidi per effetto dell'ultrasuono.
La cavitazione è una compressione ed espansione fisica, conosciuta da molti anni in idraulica, e riguarda il fatto che gli ultrasuoni emessi dai trasduttori comprimono e poi espandono i fluidi.
Le molecole del liquido detergente del bagno di pulitura cambiano dimensione, tale fenomeno crea bolle di pressione positiva e negativa che esplodendo e implodendo rilasciano una grande energia di impatto che distacca lo sporco con micropressioni localizzate di 1300 BAR.
La vibrazione e la pulitura meccanico molecolare è invece un effetto specifico, associabile ai fenomeni delle onde e delle variazioni di quiete degli elettroni, degli atomi, dei neutrini e di tutte le particelle elementari della materia. Si tratta di un fenomeno da noi osservato in laboratorio nel 1989.
Il fenomeno della vibrazione meccanico molecolare è intimamente correlato alla vibrazione, piezoelettrica e magnetostrittiva, dei trasduttori, esso è controllabile nello stato degli elettroni che compongono il liquido i quali sono eccitati a muoversi molto velocemente, alle frequenze loro imposte, sprigionando grandi energie locali in ogni punto del liquido e delle superfici immerse nella vasca interna del pulitore.
Ricercatori scientifici nelle applicazioni ultra acustiche
Per primi abbiamo pubblicato ufficialmente testi citando questo comportamento delle particelle subatomiche sottoposte a energia sonica su riviste tecniche specializzate, nella finitura dei metalli, nelle lavorazioni di elastomeri, termoindurenti, leghe leggere.
La nostra azienda ha costruito il primo trapano ultrasonico funzionante con un moderno sistema elettroacustico alternativo al classico trapano magnetostrittivo prodotto in Francia.
Abbiamo collaborato con enti e poli universitari nello studio dei fenomeni di energie elettriche e ultrasoniche sottovuoto.
Pulitori ultrasuoni per esigenze di ecologia e risparmio energetico.
Costruire macchine con attenzione specifica ai problemi di inquinamento, risparmio energetico di acqua ed elettricità, produzione e fornitura di prodotti detergenti a basso impatto, sono da sempre la filosofia della tecnica che adottiamo nel nostro Gruppo di produttori.
Il nostro obbiettivo è migliorare costantemente prodotti e lavatrici con idee innovative adatte a eliminare gli sprechi energetici e il surriscaldamento globale. Le lavatrici a ultrasuoni funzionano con basso consumo di acqua e di additivo biodegradabile, lavano in modo economico in modo veloce, sicuro e automatico, senza emissioni nocive, come attestato dai controlli e dai collaudi effettuati secondo il Marchio CE.
