Sistemi di Generazione di Treni Onda a Diverse Frequenze
Al fine del lavaggio la frequenza degli ultrasuoni ideale da adottare per determinati fini varia di molto ed è pertanto molto conveniente poter immettere contemporaneamente treni d’onda diversi in modo da coprire alcune esigenze importanti per un risultato ottimale.
Elenchiamo pertanto una serie di condizioni che richiedono una particolare attenzione sulla frequenza da adottare.
Alla luce di tali esigenze i costruttori di impianti ad ultrasuoni hanno studiato particolari generatori che possono generare nell’unità di tempo treni d’onda variabili.
Al fondo di questa pagina descriviamo alcune tecniche usate a tal fine
Dimensioni delle particelle
Alla luce di prove effettuate in laboratorio nell’arco di molti anni ed a quanto riportato in tutta la letteratura specializzata è ormai assodato che le dimensioni delle particelle dello sporco hanno una notevole importanza nel determinare la frequenza dell’onda ultrasonora più adatta alla loro asportazione:
frequenze elevate agiscono meglio su particelle fini
frequenze medio-basse frantumano più velocemente le particelle grosse
Erosione
La lunghezza d’onda (che ricordiamo è l’inverso della frequenza) determina dei ventri e dei nodi di minore o maggiore intensità di cavitazione, se i nodi rimangono fissi nello stesso punto con il tempo erodono il materiale da lavare, ma ancora di più la vasca stessa (cavillazione), allora ne consegue che:
E’ indispensabile variare continuamente la frequenza di lavoro in modo da spostare in tutto il volume della vasca i nodi ed eliminarli; per il turbinio che si crea si ottiene inoltre che il risultato del lavaggio si uniforma su tutta la superficie dei pezzi da trattare.
Onde stazionarie
Quando si immette energia in un liquido si deve tenere conto che questo per inerzia e reazione tende ad assecondare il movimento e quindi ad attutire l’energia d’impatto, cioè si generano delle onde stazionarie (spurie) che sottraggono una notevole parte dell’energia iniziale.
Per impedirne la formazione, l’onda dell’energia inserita non deve avere una frequenza costante, al contrario deve variare e di molto anche se per periodi infinitesimali.
Descriviamo pertanto due tecniche adottate al fine di avere frequenze diverse:
Variazione (spazzolatura o sweeping) “ciclo per ciclo”
Generazione contemporanea di onde con diverse frequenze (multiplexer)
Insieme alla portante vengono immesse onde con diverse frequenze, in un periodo regolabile con il software di settaggio. Naturalmente le scelta delle frequenze non è casuale, ma dipende dalle caratteristiche del elementi piezoelettrici, che oltre alla frequenza di risonanza possono funzionare alle frequenze armoniche superiori, sia pure con un rendimento di potenza minore.
Per le suddette ragioni negli ultimi anni si sono imposti i generatori multifrequenza: essi funzionano grazie alle logiche a 32 bit di recente produzione ad altissima velocità, in modo da passare da una frequenza all’ altra in tempi infinitesimali, cioè in pratica contemporaneamente.
Riepilogando, con generatori in multifrequenza si hanno i seguenti vantaggi:
- rimozione di particelle di qualunque grandezza
- attenuazione della erosione sulle vasche, sui trasduttori e sui pezzi da trattare
- maggiore potenza a disposizione dovuta all’ eliminazione delle onde spurie o stazionarie
- degassificazione immediata del liquido di lavaggio (vedi sotto a “degassing“)
I generatori MOG MORONI hanno la duplice possibilità di funzionare in multifrequenza con la tecnica dello sweep oppure in multiplexer.
