Freqüència de funcionament òptima dels equips ultrasònics

En termes generals, la freqüència de funcionament dels equips ultrasònics ha de ser la freqüència que produeix el millor efecte d'aplicació. Per exemple, la soldadura de plàstics, metalls i consumibles generalment funciona millor a freqüències més altes, però aquesta no és l'única consideració.

Bisturí ultrasònic pot proporcionar taxes de tall òptimes a 20 kHz. No obstant això, el dispositiu pot ser massa gran perquè un cirurgià funcioni còmodament. Per tant, fins i tot si la taxa de tall es redueix, es pot seleccionar una freqüència més alta per reduir la mida del dispositiu.

Com que els transductors de baixa freqüència són més grans, permetent un volum ceràmic més gran, aquests sistemes poden oferir més energia, que pot ser necessària per a certes aplicacions (per exemple, soldar grans peces de plàstic).

Les freqüències més baixes tenen longituds d'ona més llargues, el que resulta en un menor estrès a una amplitud donada. Per tant, si el capçal d'eina ha d'operar a amplituds elevades on es pot produir fatiga, s'haurien de preferir freqüències més baixes.

Amplitud

Si es requereix una sortida d'alta amplitud, s'ha d'utilitzar una freqüència més baixa. Això es deu al fet que:

La sortida del transductor és més alta, de manera que cal construir menys guanys en els altres components de la pila. Això proporciona més flexibilitat a l'hora de dissenyar aquests altres components de pila.

Atès que l'estrès és menor (a dalt), és possible operar a amplituds més altes sense fallada de fatiga.

Disponibilitat d'equips

Les aplicacions ultrasòniques generalment no són molt sensibles a les diferències de freqüència de diversos kilohertzs. Per tant, és comú trobar freqüències acceptables disponibles amb equips fora de la plataforma, normalment en increments de 5 kHz (per exemple, 20 kHz, 25 kHz, 30 kHz, 35 kHz, 40 kHz). Per exemple, una aplicació pot tenir una freqüència òptima de 22,5 kHz, però funciona acceptable a 20 kHz o 25 kHz.

Cost

Els equips d'alta freqüència solen costar menys que els equips de baixa freqüència.

Saludable

La majoria de les persones tenen una percepció limitada de sons per sobre dels 18 kHz o fins i tot de 20 kHz. No obstant això, hi ha excepcions. Per exemple, una màquina de cosir ultrasònica dissenyada originalment per a 20 kHz, però algunes operadores femenines es van queixar que sentien vibracions. Finalment, la freqüència es va incrementar en uns quants kilohertzs per solucionar el problema.

Normativa governamental

Amb el temps, hi ha hagut moltes regulacions governamentals pel que fa a l'exposició al soroll. Si l'equip d'ultrasò funciona a 18 kHz o menys, sovint es requereix un recinte de so o protecció auditiva personal per limitar l'exposició. Per evitar la necessitat de protecció acústica, la freqüència de funcionament es pot elevar lleugerament, tot i que pot no ser òptima per a l'aplicació.

No obstant això, fins i tot algunes aplicacions que s'executen a 20 kHz o superior encara produeixen soroll audible. Per exemple, les aplicacions de manipulació de líquids poden crear cavitació, que produeix un so de batre. L'aplicació plug-in produeix un soroll audible quan la banya colpeja contra el connector metàl·lic. Depenent de l'exposició, pot ser necessari un recinte sonor o protecció auditiva personal.