TRASDUTTORI ULTRASONORI

Ultrasuoni / TECNICA ULTRASUONI / TRASDUTTORI ULTRASONORI

I trasduttori ultrasonori costruiti nel primo dopo guerra per l’applicazione nel lavaggio erano piezoelettrici con elementi al quarzo naturale. Questi trasduttori però risultavano molto deboli, fragili e poco adatti a sopportare le elevate potenze necessarie per avere dei risultati accettabili.

Negli anni ’60 i costruttori allora adottarono la magnetostrizione utilizzando pacchi lamellari in ferro-nichel con varie forme e sistemi di saldo-brasatura. Naturalmente i materiali ferrosi non avevano il rendimento dei quarzi piezoelettrici, ma essendo robusti si poteva salire con le potenze.

L’ inconveniente di questo tipo di trasduttore era la frequenza portante molto bassa, causa di elevato rumore, infatti i materiali ferrosi non possono allungarsi e restringersi alla velocità del quarzo, il quale invece per natura ha la la proprietà di oscillare a frequenze molto elevate.

Si ovviava al rumore con operazioni di coibentazione con piombo ed antirombo sulle lamiere. Inoltre molta parte della potenza erogata dal generatore si disperdeva in calore per effetto Joule. Infine si induceva del magnetismo sui pezzi lavati, controproducente per l’asportazione di polverini metallici sulle superfici.

I trasduttori ultrasonori piezoelettrici

Si arriva agli anni ’80 quando l’ industria ceramica riesce a produrre speciali elementi trasduttori piezoelettrici, usando ossidi di metalli molto adatti allo scopo (titanato e zirconato di piombo e di bario).

Gli elementi PZT si sono rilevati adattissimi per il settore del lavaggio a ultrasuoni
  • Funzionamento a frequenze molto alte per diminuire la rumorosità.
  • Senza problemi anche ad alte temperature nei liquidi di lavaggio.
  • Elevata resistenza meccanica senza attriti molecolari e quindi nessuna generazione di calore.
  • Possibilità di modellare trasduttori in varie forme e dimensioni: dischi, anelli, piastre, tubi, per ogni particolare applicazione.
  • Estrema semplicità per il fissaggio sulle pareti o sul fondo delle vasche.
  • Nessun magnetismo indotto sui pezzi da trattare.

I trasduttori piezoelettrici hanno la resistenza meccanica dei materiali ferrosi usati per la magnetostrizione se non superiore, per cui sono stati subito adottati dalla totalità dei costruttori del settore ultrasuoni.

Al giorno d’oggi i trasduttori ultrasonori piezoelettrici detengono il 95% del mercato.

La DEGASSIFICAZIONE con trasduttori ultrasonori
SONICAZIONE

Interessante campo di applicazione dei trasduttori ultrasonori è la dissoluzione dei gas nei liquidi (acqua o solventi).

Infatti la solubilità dei gas nei liquidi è determinata dalla legge di Henry, secondo la quale la quantità di gas disciolto in un liquido è proporzionale alla sua pressione parziale. Quindi la riduzione della pressione causata dalla azione degli ultrasuoni comporta un abbassamento della solubilità del gas.

Azione dei  trasduttori ultrasonori nell’industria alimentare
SONICAZIONE

Nell’ industria alimentare si sta diffondendo una nuova tendenza:
quella di ridurre l’uso dei trattamenti termici al fine di conservare tutte le caratteristiche nutrizionali ed organolettiche dei prodotti alimentari

La conservazione degli alimenti si basa su metodi e tecniche che hanno lo scopo di rallentare o bloccare il loro naturale processo di alterazione, tenendo sotto controllo o distruggendo del tutto la carica microbica.

Le tecniche di conservazione degli alimenti hanno, pur con modalità di azione diverse, il comune obbiettivo di creare un ambiente sfavorevole alla vita, allo sviluppo ed all’attività dei microorganismi.

Tra queste tecniche innovative rientra la sonicazione che ha come principio l’utilizzo degli ultrasuoni.