Optimal driftsfrekvens för ultraljudsutrustning

Generellt sett bör driftsfrekvensen för ultraljudsutrustning vara den frekvens som ger den bästa applikationseffekten. Till exempel fungerar svetsning av plast, metaller och förbrukningsvaror i allmänhet bättre vid högre frekvenser, men detta är inte det enda övervägandet.

Ultraljud skalpeller kan ge optimala skärhastigheter vid 20 kHz. Enheten kan dock vara för stor för att en kirurg ska fungera bekvämt. Därför, även om skärhastigheten reduceras, kan en högre frekvens väljas för att minska enhetens storlek.

Eftersom lågfrekventa givare är större, vilket möjliggör en större keramisk volym, kan dessa system leverera mer kraft, vilket kan vara nödvändigt för vissa applikationer (t.ex. svetsning av stora plastdelar).

Lägre frekvenser har längre våglängder, vilket resulterar i lägre stress vid en given amplitud. Om verktygshuvudet därför måste arbeta vid höga amplituder där trötthet kan uppstå, bör därför lägre frekvenser föredras.

Amplitud

Om en hög amplitudutgång krävs bör en lägre frekvens användas. Detta beror på att:

Givarens utdata är högre, så mindre förstärkning måste byggas in i de andra stackkomponenterna. Detta ger mer flexibilitet när du utformar dessa andra stackkomponenter.

Eftersom stressen är lägre (ovan) är det möjligt att arbeta vid högre amplituder utan utmattningsfel.

Tillgänglighet för utrustning

Ultraljud applikationer är i allmänhet inte särskilt känsliga för frekvensskillnader på flera kilohertz. Därför är det vanligt att hitta acceptabla frekvenser tillgängliga med färdig utrustning, vanligtvis i steg om 5 kHz (t.ex. 20 kHz, 25 kHz, 30 kHz, 35 kHz, 40 kHz). Ett program kan till exempel ha en optimal frekvens på 22,5 kHz, men fungerar acceptabelt vid 20 kHz eller 25 kHz.

Kostnad

Högfrekvent utrustning kostar vanligtvis mindre än lågfrekvent utrustning.

Frisk

De flesta människor har begränsad uppfattning om ljud över 18 kHz eller till och med 20 kHz. Det finns dock undantag. Till exempel, en ultraljud symaskin ursprungligen utformad för 20 kHz, men vissa kvinnliga operatörer klagade över att de hörde vibrationer. Så småningom ökades frekvensen med några kilohertz för att lösa problemet.

Regeringens föreskrifter

Med tiden har det funnits många statliga bestämmelser om bullerexponering. Om ultraljudsutrustningen arbetar vid 18 kHz eller mindre krävs ofta ett ljudhölje eller personligt hörselskydd för att begränsa exponeringen. För att undvika behov av ljudskydd kan driftsfrekvensen höjas något, även om den kanske inte är optimal för applikationen.

Men även vissa program som körs vid 20 kHz eller högre ger fortfarande hörbart ljud. Till exempel kan vätskehanteringsapplikationer skapa kavitation, vilket ger ett väsande ljud. Plugin-programmet ger ett hörbart ljud när hornet slår mot metallpluggen. Beroende på exponering kan ett ljudhölje eller personligt hörselskydd krävas.