超聲波振動(dòng)棒也叫超聲波震動(dòng)棒，相較于傳統(tǒng)的超聲波振板，具有應(yīng)用范圍更廣泛，使用壽命更長(zhǎng)的特點(diǎn)。工業(yè)應(yīng)用方面利用超聲波振動(dòng)棒進(jìn)行清洗、萃取、化學(xué)反應(yīng)、防垢、水處理等等，是一種非常成熟且有廣泛應(yīng)用的技術(shù)。

 

 

超聲波振動(dòng)棒是利用超聲波在傳遞過(guò)程中存在著的正負(fù)壓強(qiáng)交變周期，在正相位時(shí)，對(duì)介質(zhì)分子產(chǎn)生擠壓，增加介質(zhì)原來(lái)的密度；負(fù)相位時(shí)，介質(zhì)分子稀疏、離散，介質(zhì)密度減小。超聲波振動(dòng)棒可以在周圍360°均勻的產(chǎn)生超聲波，并且能量的輸出不受液位，溫差等負(fù)載變化的影響，超聲波振動(dòng)棒一般包括大功率超聲波換能器、變幅桿、工具頭（發(fā)射頭），用于產(chǎn)生超聲波振動(dòng)，并將此振動(dòng)能量向液體中發(fā)射。換能器將輸入的電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，即超聲波。其表現(xiàn)形式是換能器在縱向作來(lái)回伸縮運(yùn)動(dòng)，振幅一般在幾個(gè)微米。這樣的振幅功率密度不夠，是不能直接使用的。變幅桿按設(shè)計(jì)需要放大振幅，隔離反應(yīng)溶液和換能器，同時(shí)也起到固定整個(gè)超聲波振動(dòng)系統(tǒng)的作用。工具頭與變幅桿相連，變幅桿將超聲波能量振動(dòng)傳遞給工具頭，再由工具頭將超聲波能量發(fā)射到化學(xué)反應(yīng)液體中[1] 。

 

 

超聲波振動(dòng)棒的特點(diǎn)

 

 

 

1、超聲波空化在振動(dòng)棒的周圍產(chǎn)生，超聲波能量非常均勻的分布在棒的周圍；

2、超聲波振動(dòng)棒的功率輸出不受液位，槽體容量及溫差等負(fù)載變化的影響，功率輸出穩(wěn)定均勻；

3、超聲波振動(dòng)棒是傳統(tǒng)超聲振板使用壽命的1.5倍以上；

4、超聲波振動(dòng)棒圓管型設(shè)計(jì)可使振動(dòng)棒安裝使用方便；

5、超聲波振動(dòng)棒密封防水，使用安全。

 

 

 

 

超聲波振動(dòng)棒的特點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域

 

 

 

超聲波振動(dòng)棒在清洗方面的應(yīng)用

 

 

由于*的圓管型設(shè)計(jì)特點(diǎn)，超聲波振動(dòng)棒特別適用于各類管道的清洗，原理是將電能轉(zhuǎn)換成超聲能量，并按其自身規(guī)律傳遞給水垢、水、管道內(nèi)壁，使之獲取很大的能量。超聲波在傳遞過(guò)程中產(chǎn)生的震蕩波使水垢、水、管道內(nèi)壁產(chǎn)生共振，由于水垢、水、管道內(nèi)壁的震蕩頻率不同，管道中的水分子發(fā)生激烈碰撞，生強(qiáng)大的沖擊力，沖擊換熱面上的垢層，使之松脆、剝離、脫落、粉碎,并隨設(shè)備的排污一起排出，從而實(shí)現(xiàn)了超聲波振動(dòng)棒對(duì)管道內(nèi)壁的*清洗。此外，超聲波振動(dòng)棒也可以用于槽體的清洗，可以自由放置在清洗槽的任何位置，使用非常靈活方便，而占用的體積空間很小，清洗不留死角。

 

 

 

超聲波振動(dòng)棒在中藥萃取中的應(yīng)用

 

 

 

利用超聲波振動(dòng)棒可以進(jìn)行中藥的有效成分萃取。首先在容器中加入萃取溶媒，將中藥材根據(jù)需要粉碎或切成顆粒狀，放入萃取溶媒中；開(kāi)啟超聲波發(fā)生器，將超聲波振動(dòng)棒安裝于提取罐頂部，向提取溶媒中發(fā)出超聲波，超聲波在提取溶媒中產(chǎn)生的‘空化效應(yīng)’和機(jī)械作用一方面可有效地破碎藥材的細(xì)胞壁，使有效成分呈游離狀態(tài)并溶入萃取溶媒中，另一方面可加速提取溶媒的分子運(yùn)動(dòng)，使得提取溶媒和藥材中的有效成分快速接觸，相互溶合、混合。

超聲波振動(dòng)棒萃取藥材的*溫度在40—60攝氏度，因此不需要配備鍋爐來(lái)提供蒸氣加熱，有利于節(jié)約能源和改善環(huán)境污染。更重要的是對(duì)遇熱不穩(wěn)定、易水解或氧化的藥材中的有效成份具有保護(hù)作用。超聲波振動(dòng)棒一般運(yùn)行在30分鐘左右即可獲得*效果，萃取效率相比傳統(tǒng)工藝大大提高，并且不受中藥材成份性質(zhì)、分子量大小的限制，適用于絕大多數(shù)種類中藥材和各類成份的萃取（包括液-液萃取和固-液萃取）。因此利用超聲波振動(dòng)棒進(jìn)行中藥萃取已經(jīng)越來(lái)越多的被廣大藥廠所采用。

 

 

 

超聲波振動(dòng)棒在加速化學(xué)反應(yīng)中的應(yīng)用

 

 

 

超聲波振動(dòng)棒工具頭發(fā)射頭的前端緊貼在釜體外壁上或伸入釜體的釜腔內(nèi)，超聲波換能器可以對(duì)釜腔內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)物發(fā)送超聲波，被處理的液體由于超聲波的“空化”作用可造成反應(yīng)體系活性的變化，破壞釜腔內(nèi)化學(xué)反應(yīng)物的溶劑結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生足以引發(fā)化學(xué)反應(yīng)的瞬時(shí)高溫高壓，形成了局部高能中心，促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行，這是利用超聲波振動(dòng)棒進(jìn)行催化化學(xué)反應(yīng)的主要因素。

超聲波的次級(jí)效應(yīng)如機(jī)械震蕩、乳化、擴(kuò)散、擊碎等都有利于反應(yīng)物的充分混合，超聲波振動(dòng)棒采用大功率聚能式換能器，可以使物質(zhì)作劇烈的強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)，加速物質(zhì)的傳遞擴(kuò)散，可替代傳統(tǒng)的機(jī)械攪拌。當(dāng)然在實(shí)際應(yīng)用中配合電動(dòng)攪拌器使用，加速反應(yīng)效果更佳。

超聲波振動(dòng)棒在防垢中的應(yīng)用

 

我們以換熱器為例，超聲波振動(dòng)棒一般安裝于換熱器的進(jìn)液口，采用法蘭連接、控制閥控制，可以做到在檢修、維護(hù)保養(yǎng)超聲設(shè)備不停工停產(chǎn)。主要原理是超聲波在傳遞過(guò)程中因共振傳遞和產(chǎn)生能量，水垢、水、金屬換熱面等物質(zhì)分子在振動(dòng)過(guò)程中獲得能量，換熱管中的水在獲取能量的同時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)和激烈的碰撞，使本身不穩(wěn)定的含有各種無(wú)機(jī)鹽的水分子產(chǎn)生無(wú)數(shù)的空化氣泡（空化作用），形成水分子空化腔。這些氣泡在迅速膨脹和突然閉合時(shí)，產(chǎn)生上千個(gè)大氣壓的局部沖擊和時(shí)速高達(dá)400km/h的高速射流以及5000k以上的高能量，這些能量破壞了正負(fù)離子與酸根的結(jié)合，破壞了形成垢的條件，從而實(shí)現(xiàn)了防垢。

 

 

超聲波振動(dòng)棒在水處理中的應(yīng)用

 

 

超聲波振動(dòng)棒聚能式的超聲探頭使能量集中,在超聲波輻射端面上可以獲得強(qiáng)大的聲強(qiáng)，由于變幅桿的聚能作用,聲能密度大大提高；可以根據(jù)聲能密度的大小設(shè)計(jì)反應(yīng)器;探頭的發(fā)射端面一般設(shè)計(jì)為可拆卸式,這樣就可以根據(jù)所需聲強(qiáng)隨時(shí)選用端面大小合適的探頭,同時(shí),當(dāng)探頭被空化嚴(yán)重腐蝕后,只需更換端部,而不必更換價(jià)格昂貴的整個(gè)振棒。超聲波振動(dòng)棒可用于處理各種難降解的有機(jī)廢水,目前已用于含單環(huán)芳香族化合物、多環(huán)芳烴、酚類、氯化烴、氯代烴、有機(jī)酸、染料、醇類、酮類等廢水處理的研究,并取得良好的效果。在實(shí)際的工業(yè)廢水中,該設(shè)備已用于處理造紙廢水、印染廢水、制革廢水、焦化廢水、制藥廢水、垃圾滲濾液等,并取得較好的效果。

 

另外，在一些景觀湖、河道超聲波振動(dòng)棒還可以用于滅藻，抑藻。超聲波的機(jī)械效應(yīng)、空化效應(yīng)、熱效應(yīng)和聲流作用等特性,使藻類細(xì)胞破裂、物質(zhì)分子中的化學(xué)鍵斷裂作用于水藻的外壁并使之破裂、死亡，達(dá)到藻類液泡提升破碎、細(xì)胞滅亡或生長(zhǎng)抑制等作用,引起一系列生物效應(yīng)，空化作用使存在于液體中的微氣泡迅速膨脹后突然閉合，產(chǎn)生沖擊波和射流以達(dá)到消滅水藻平衡水環(huán)境生態(tài)的目的。低強(qiáng)度的超聲破壞了藻膽體的結(jié)構(gòu)功能,干擾了葉綠素的合成途徑,從而達(dá)到抑制藻類生長(zhǎng)的目的。