Tecnica


Tecnica e tecnologie  dell’ultrasuono nel lavaggio professionale

La potenza dei sistemi ultrasonori

Le formule matematiche che stabiliscono le potenze e l’efficacia di un sistema di generazione di onde ultrasoniche coinvolgono parametri di calcolo conformi a complesse equazioni ed integrali matematici superiori di tipo Booleano.
In queste elaborate formule, non solo è da valutarsi la potenza emessa in uscita dal generatore ma sono da implementare e da calcolare la resa e l’amplificazione dei trasduttori (sonotrodi piezoelettrici PZT o pacchi magnetostrittivi MG a nido d’ ape); questi ultimi, a seconda del loro tipo e della loro forma fisica, della loro polarizzazione e ciclo di trattamenti (che sono molto delicati e complicati), delle loro frequenze di sintonia, delle loro lunghezze d’onda e di molti altri valori scientifici spiegati dalla Fisica Superiore, sono in grado di amplificare la velocità del suono, l’oscillazione degli elettroni, la trasmissione delle onde e, di conseguenza, di moltiplicare la velocità del suono e la potenza effettiva d’urto sonico (in uscita) dell’ intero sistema che genera gli ultrasuoni.

generatori industriali ultrasuoni

Come potete ben capire di empirico e di facilistico c’è molto poco nel nostro lavoro. Inoltre la ULTRASUONI INDUSTRIAL ENGINEERING possiede una lunga ed esaustiva esperienza sulle POTENZE DEGLI ULTRASUONI, dalla saldatura al taglio dei materiali con gli ultrasuoni, dalla foratura ad ultrasuoni del silicio e delle pietre dure alla distruzione cellulare e batterica, dalla disinfezione medica alla bonifica nucleare, dal lavaggio
a bassa frequenza al lavaggio ad altissime frequenze ultrasoniche.

Tra le nostre apparecchiature ve ne sono alcune di tipo speciale, capaci di moltiplicare potenze, ampiezze e frequenze sinusoidali e forma d’onda ultrasonica. Ciò avviene grazie a speciali circuiti elettronici di progetto esclusivo che non divulghiamo per evidenti motivi industriali, vi basti sapere che facciamo progetti speciali, oltre al lavaggio sonico, e per primi abbiamo progettato apparecchiature che altri percepiranno solo in un lontano futuro.

generatore ultrasuoni piezoDa queste considerazioni si comprende come siano da evitare le incompetenti le deduzioni di chi è convinto che misurare la corrente resistiva assorbita da un ferro da stiro sia parimenti eguale alla valutazione della potenza di un generatore di ultrasuoni dotato di una elettronica ad alta tecnologia. La legge del famoso scienziato Ohm non è valida (ci spiace) per miliardi di apparecchi e componenti elettrici e non è valida neppure per le
nostre lavatrici ad ultrasuoni.
Un generatore di ultrasuoni non è uno scaldino elettrico alimentato con tensione e corrente alternata senza un valore di cosfì ma è invece un circuito elettronico molto preciso che richiede una costruzione articolata di induttanze e condensatori di potenza speciali, che prevede compositi circuiti LCR in H.F., da IGBT ultraveloci, da sofisticate bobine litz oscillanti in alta frequenza (F) in un frazione di tempo Delta (T); insomma stiamo descrivendo un’apparecchiatura delicata quanto potente, efficace a creare treni di onde elettriche di potenza, adatta ad alimentare con le onde pulsate sinusoidali alternate un carico elettronico-meccanico variabile e di natura prevalentemente capacitiva (PIEZO) o induttiva (MAGNETO), a seconda del tipo di trasduzione, di amplificazione, della natura e foggia e trattamento di finitura del sistema di sonicazione (con emitter, con sonotrodi, con boosters amplificatori, ecc.).
Dopo ciò, si deve tenere conto del rendimento complessivo (Nc) che è la sommatoria accurata di tutti i rendimenti elettrici, meccanici, di accuratezza, di finitura e di accoppiamento elettromeccanico.

trasduttori piezo elettrici di alta potenza di cavitazione

trasduttori pulse sweep

Nelle nostre apparecchiature elettroniche (generatori di ultrasuoni, trasduttori di ultrasuoni e lavatrici ad ultrasuoni), il fattore Nc dipende in larga parte da una più che accurata progettazione e dall’utilizzo di componenti e materiali di altissima qualità, che attestata detto valore intorno al 99%, mentre in apparecchi di vecchia concezione si hanno perdite di potenza pari al 10-20%, con un rendimento globale molto basso, intorno all’80%.
Quanto sopra trova spiegazione nel fatto che la potenza efficace dei sistemi ultrasonori, cioè la potenza che, uscente dal generatore, viene applicata ai traduttori ed è trasformata in energia meccanica vibrante ed è tramessa nel fluido in vasca, può dissiparsi ancor prima di giungere sui pezzi da pulire qualora detti impianti siano fabbricati in un contesto precario, privo di un ottimale Controllo del Prodotto, certificazione da non confondere con i cartacei di gestione  del sistema di Assicurazione Qualità Interna e procedure di archiviazione aziendale, certificato quindi messo in pratica con prove e collaudi da nostri addetti qualificati in elettronica, meccanica ed elettrotecnica industriale.

Esaminiamo insieme alcuni esempi chiarificatori intorno a esigenze che sono tipiche del costruttore di ultrasuoni:

  1. La potenza efficace pulente di un sistema Ultrasuoni deve essere attentamente controllata perchè può essere degradata da perdite circuitali come da problemi elettromeccanici; tra questi, gli scadenti accoppiamenti eseguiti manualmente da personale senza necessaria perizia o mal addestrato, sono fonte di concause
    decisamente negative. Per progettare, produrre, tornire, lappare, assemblare, incollare e saldare gli ultrasuoni servono infatti specifiche maestranze ed una esperta manualità.
  2. Le masse composite dei sonotrodi PZT (adatti alla trasduzione) sono composte di ferro, ceramica tecnica polarizzata e drogata opportunamente con vari titanati, bario, ecc., e hanno la zona finale di vibrazione in una lega leggera speciale; queste masse, che costituiscono ogni emettitore, richiedono accorgimenti e test di collaudo ben specifici, di ardua soluzione persino per diversi produttori internazionali.

In queste problematiche produttive, che noi conosciamo a fondo da moltissimi anni, è probabile riscontrare fastidiose impedenze parassite, risonanze ridondanti, correnti e frequenze inutili al processo di pulitura, onde armoniche di disturbo e molteplici perdite energetiche di cattiva sintonia; tutti parametrici tecnici che possono facilmente inficiare, a volte in modo irrimediabile, l’intero procedimento di perfetto lavaggio che si andava cercando, nell’acquisto di una nuova pulitrice sonica dal luccicante telaio in acciaio lucido ma di debole spessore e scadente elettronica interna.

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