CZ2008730A3 - Device for ultrasonic irradiation of samples - Google Patents

Device for ultrasonic irradiation of samples Download PDF

Info

Publication number
CZ2008730A3
CZ2008730A3 CZ20080730A CZ2008730A CZ2008730A3 CZ 2008730 A3 CZ2008730 A3 CZ 2008730A3 CZ 20080730 A CZ20080730 A CZ 20080730A CZ 2008730 A CZ2008730 A CZ 2008730A CZ 2008730 A3 CZ2008730 A3 CZ 2008730A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
ultrasonic
source
sample
tank
ultrasonic irradiation
Prior art date
Application number
CZ20080730A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ303782B6 (en
Inventor
Doležal@Ladislav
Kolárová@Hana
Hradil@Jaroslav
Original Assignee
Univerzita Palackého
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univerzita Palackého filed Critical Univerzita Palackého
Priority to CZ20080730A priority Critical patent/CZ303782B6/en
Priority to DE102009015595A priority patent/DE102009015595A1/en
Publication of CZ2008730A3 publication Critical patent/CZ2008730A3/en
Publication of CZ303782B6 publication Critical patent/CZ303782B6/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/10Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing sonic or ultrasonic vibrations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/18Details relating to the spatial orientation of the reactor
    • B01J2219/185Details relating to the spatial orientation of the reactor vertical
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/19Details relating to the geometry of the reactor
    • B01J2219/192Details relating to the geometry of the reactor polygonal
    • B01J2219/1923Details relating to the geometry of the reactor polygonal square or square-derived
    • B01J2219/1925Details relating to the geometry of the reactor polygonal square or square-derived prismatic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/19Details relating to the geometry of the reactor
    • B01J2219/192Details relating to the geometry of the reactor polygonal
    • B01J2219/1923Details relating to the geometry of the reactor polygonal square or square-derived
    • B01J2219/1926Details relating to the geometry of the reactor polygonal square or square-derived pyramidal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/19Details relating to the geometry of the reactor
    • B01J2219/192Details relating to the geometry of the reactor polygonal
    • B01J2219/1928Details relating to the geometry of the reactor polygonal hexagonal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/19Details relating to the geometry of the reactor
    • B01J2219/194Details relating to the geometry of the reactor round
    • B01J2219/1941Details relating to the geometry of the reactor round circular or disk-shaped
    • B01J2219/1946Details relating to the geometry of the reactor round circular or disk-shaped conical

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

Zarízení pro ozarování vzorku ultrazvukem je tvoreno nádrží (1), která je naplnena vazební tekutinou a v jejímž vnitrním prostoru je umísten zdroj (3) ultrazvuku, v ose jehož vyzarovací charakteristiky je umísten v držáku (4) ozarovaný vzorek, kde alespon jedna z bocních sten (12) nádrže (1) je vytvorena v jiném než rovnobežném smeru s osou ultrazvukového paprsku vyzarovaného ze zdroje (3), pricemž s výhodou je v dráze ultrazvukového vlnení od zdroje (3) smerem k držáku (4) vzorku umístena alespon jedna stínící clona (7).The ultrasonic irradiation device is formed by a reservoir (1) which is filled with a bonding fluid and in which interior the ultrasound source (3) is located, in the axis of which the irradiated pattern is located in the holder (4), at least one of the lateral the wall (12) of the tank (1) is formed in a non-parallel direction with the axis of the ultrasonic beam emitted from the source (3), preferably at least one shielding is provided in the ultrasonic wave path from the source (3) towards the sample holder (4) aperture (7).

Description

Zařízení pro ozařování vzorků ultrazvukemEquipment for ultrasonic irradiation of samples

O^lgst technikyTechniques

Vynález se týká konstrukce zařízení pro ozařování vzorků ultrazvukem.The invention relates to the construction of a device for ultrasonic irradiation of samples.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Pro aplikaci a zkoumání vlivu ultrazvukové energie na různé vzorky živé i neživé hmoty jsou využívána zařízení, na jejichž konstrukci je kladena řada požadavků. Především je to efektivní přenos energie a co nejpřesněji definovaná a rovnoměrně rozložená intenzita ultrazvukové energie v místě ozáření vzorku, vhodná manipulace se vzorkem a definované fyzikální podmínky za kterých je vzorek ozařován, jako je například poloha, teplota, tlak apod. K ozařování vzorků ultrazvukem jsou vesměs využívány nádrže vyplněné vhodně upravenou vodou, která má za úkol zprostředkovat akustický kontakt mezi generátorem ultrazvuku a ozařovaným vzorkem. Nádrže jsou opatřené vhodně konstruovaným držákem vzorku a dalšími doplňkovými zařízeními, která mají za úkol zajistit požadované fyzikální podmínky procesu, například teplotu.For the application and investigation of the impact of ultrasonic energy on various samples of living and inanimate matter are used devices whose construction is subject to a number of requirements. First of all, it is the effective energy transfer and the most accurately defined and evenly distributed ultrasonic energy intensity at the sample irradiation site, appropriate sample handling and defined physical conditions under which the sample is irradiated, such as position, temperature, pressure, etc. all tanks filled with suitably treated water are used to provide acoustic contact between the ultrasonic generator and the irradiated sample. The tanks are provided with a suitably designed sample holder and other additional devices designed to provide the desired physical process conditions, such as temperature.

Základním problémem takto konstruovaných zařízení pro ozařování vzorků je interference emitovaných ultrazvukových vln s vlnami odraženými zejména od stěn nádrže, která způsobuje vznik interferenčních produktů ve formě stojatých vln, a tím vznik obtížné definovatelných nehomogenit rozložení energie ultrazvukového pole. Tím je porušena jedna ze základních funkcí přístroje, tj. definovat a rovnoměrně rozdělit intenzitu ultrazvukové energie působící na vzorek. Z toho důvodu je problematika zamezení interferencí odražených ultrazvukových vln velmi důležitá pro zajištění optimálních podmínek procesu ozařování. Vzhledem k tomu, že náplň nádrže, s výhodou odplyněná voda, se vyznačuje malým útlumem ultrazvuku, musí v současné době známá řešení využívat velké nádrže, ve kterých je ultrazvukA fundamental problem of such designed sample irradiation devices is the interference of emitted ultrasonic waves with waves reflected mainly from the walls of the tank, which causes the formation of interfering products in the form of standing waves, thereby creating difficult to define inhomogeneities in the ultrasonic field energy distribution. This violates one of the basic functions of the instrument, ie to define and evenly distribute the intensity of ultrasonic energy acting on the sample. For this reason, the issue of avoiding interference from reflected ultrasonic waves is very important to ensure optimal conditions of the irradiation process. Since the tank filling, preferably degassed water, is characterized by low ultrasonic attenuation, the currently known solutions must employ large tanks in which ultrasound is used.

-2absorbován v dostatečném objemu vodní náplně, případně jsou stěny nádrží obkládány vhodnými absorbéry. Nádrže těchto zařízení mají objem o velikosti stovek litrů, čímž vzniká problém obtížné manipulace se zařízením a rovněž je náročné udržování stavu náplně v požadované kvalitě. Takto konstruované nádrže různých firem navíc nejsou určeny pro ozařováni vzorků, ale především pro měření parametrů ultrazvukového pole.-Absorbed in a sufficient volume of water filling, or the walls of tanks are lined with suitable absorbers. The tanks of these devices have a volume of hundreds of liters, which creates the problem of difficult handling of the device and it is also difficult to maintain the filling condition in the required quality. Moreover, tanks designed by different companies are not designed for irradiation of samples, but primarily for measuring ultrasonic field parameters.

Jiná v současné době známá řešení ultrazvukových ozařovačů jsou konstruována především pro výkonové aplikace s možností ozařovat vzorky většího objemu, které mohou případně i kontinuálně nebo přerušovaně ozařovačem protékat. Takováto řešení jsou určena především k průmyslovým aplikacím a pro výzkum účinků ultrazvuku na malé vzorky nejsou vhodná. To je možno dokumentovat například řešením dle spisu WO 2004/026452 „Method and through-flow cell for continuous treatment of free-flowing compositions by means of ultrasound“. Patent CZ 283936 se týká způsobu dezintegrace buněčných disperzí nebo suspenzí pomocí ultrazvukových vibrací pro isolaci základních buněčných složek a popisuje zařízení, jehož účelem je dosažení dostatečné intenzity ultrazvukového pole, nikoliv však zajištění jednoznačně definovaných parametrů ultrazvukového pole.Other currently known ultrasonic irradiator solutions are designed primarily for power applications with the possibility of irradiating larger specimens that may possibly continuously or intermittently flow through the irradiator. Such solutions are primarily intended for industrial applications and are not suitable for researching the effects of ultrasound on small samples. This can be documented, for example, by the solution of WO 2004/026452 "Method and through-flow cell for continuous treatment of free-flowing compositions by means of ultrasound". The patent CZ 283936 relates to a method of disintegrating cell dispersions or suspensions by means of ultrasonic vibrations for the isolation of basic cell components and discloses a device intended to achieve a sufficient ultrasonic field strength but not to provide unambiguously defined ultrasonic field parameters.

Patent JP 2007077341 „Ultrasound image ínspection method and apparatus“ řeší problematiku zobrazování materiálových struktur ultrazvukem ve vodní nebo jiné lázni tak, aby samotný zobrazovaný předmět nepřišel do kontaktu s touto lázní, ale neřeší vůbec otázku rozložení intenzity ultrazvukového pole. Aplikace je určena pro materiálovou defektoskopii především v elektrotechnickém průmyslu. Patenty US 4390026 a US 4501151 stejného názvu „Ultrasonic therapy applicator that measures dosage“ pojednávají o aplikaci výkonového ultrazvuku na vzorky, kde první nárokuje zařízení pro měření dávky ultrazvuku, kdežto druhý upřesňuje, že se jedná o teplotní čidlo (snímač teploty). Řešení se nesnaží homogenizovat pole a korigovat jeho intenzitu působící na vzorek, ale definují pouze integrální dávku energie ultrazvuku na základě ohřevu speciální diferenciální teplotní sondy, umístěné v blízkosti vzorku v kapalině vyplňující aplikační nádrž. Popsaná zařízení neeliminují vznik interferencí a stojatých vln, což je jejich nedostatek.JP 2007077341 "Ultrasound image inspection method and apparatus" addresses the problem of imaging material structures by ultrasound in a water or other bath so that the object itself does not come into contact with the bath, but does not address the issue of ultrasonic field intensity distribution at all. The application is intended for material defectoscopy, especially in the electrical industry. US 4390026 and US 4501151 of the same name "Ultrasonic therapy applicator that measures dosage" describe the application of ultrasound power to samples, the first claiming an ultrasonic dose measuring device, while the second specifies that it is a temperature sensor. The solution does not attempt to homogenize the field and correct its intensity on the sample, but only defines an integral dose of ultrasonic energy by heating a special differential temperature probe located near the sample in the liquid filling application tank. The described devices do not eliminate the occurrence of interference and standing waves, which is their lack.

• · * »·

-3V současné době pak z dostupných pramenů není známa a popsána konstrukce ozařovacího systému, který by řešil problematiku interference odražených ultrazvukových vln vhodně voleným tvarem nádrže, což si klade za úkol předkládané konstrukční řešení,At present, the construction of the irradiation system is not known and described from the available sources, which would solve the problem of interference of reflected ultrasonic waves by a suitably chosen shape of the tank, which is the task of the present design solution,

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Uvedeného cíle je dosaženo konstrukcí zařízení pro ozařování vzorků ultrazvukem tvořeného nádrží, která je naplněna vazební tekutinou a v jejímž vnitřním prostoru je umístěn zdroj ultrazvuku, v ose jehož vyzařovací charakteristiky je umístěn v držáku ozařovaný vzorek, kde podstata řešení spočívá v tom, že alespoň jedna z bočních stěn nádrže je vytvořena v jiném než rovnoběžném směru s osou ultrazvukového paprsku vyzařovaného ze zdroje.This object is achieved by the construction of an ultrasonic irradiation sample device comprising a tank which is filled with binding fluid and in which an ultrasonic source is located in the interior of which an irradiated sample is positioned in the axis of its radiation characteristics. formed from the side walls of the tank in a direction other than parallel to the axis of the ultrasonic beam emitted from the source.

Ve výhodném provedení zařízení je v dráze ultrazvukového vlnění od zdroje směrem k držáku vzorku je umístěna alespoň jedna stínící clona, která může být tvořena dutým tělesem ve tvaru komolého kužele, otočeného menší základnou ke zdroji ultrazvuku, přičemž velikost plochy vstupního otvoru v menší základně stínící clony je stejná nebo menší než je ozařovaná plocha vzorku.In a preferred embodiment of the device, there is at least one shielding aperture in the ultrasonic wave path from the source towards the sample holder, which may be a hollow body in the shape of a truncated cone rotated by a smaller base to the ultrasound source. it is equal to or less than the irradiated area of the sample.

Je rovněž výhodné, když jak zdroj ultrazvuku tak držák vzorku jsou uloženy ve vazební tekutině vzájemně přestavitelně ve směru osy vyzařovaného ultrazvukového paprsku, přičemž mohou být uchyceny na ramenech, která jsou pomocí objímek upevněna ve stojanu.It is also preferred that both the ultrasonic source and the sample holder are housed in the binding fluid relative to one another in the direction of the axis of the emitted ultrasonic beam, and can be mounted on arms which are fastened in a stand by the sleeves.

Novým uspořádáním stěn zařízení se zabezpečí vychýlení odražených vln mimo oblast, kde by mohly interferencemi ovlivňovat parametry ultrazvukového pole v blízkosti ozařovaného vzorku a absorpci jejich energie ve vodní náplni nádrže mimo oblast umístění ozařovaného vzorku. Konstrukcí nového typu zařízení se dosahuje nového účinku v tom, že vlny, které by mohly způsobit interference jsou ·· · odstíněny a pohlceny v důsledku vhodného tvaru nádrže a vhodného tvaru a polohy stínících clon a tím nepůsobí na ozařovaný vzorek. Rozměry nádrže mohou být ve srovnání s doposud používanými ozařovacimi systémy podstatně menší při dosažení lepší homogenity aplikovaného ultrazvukového pole. Řešení umožňuje snadný transport a manipulaci se zařízením a výrazně šetří náklady na jeho náplň.The rearrangement of the walls of the device ensures deflection of the reflected waves outside the area where they could interfere with the parameters of the ultrasonic field near the irradiated sample and the absorption of their energy in the water tank outside the location of the irradiated sample. By designing a new type of device, a new effect is achieved in that the waves that could cause interference are shielded and absorbed due to the appropriate shape of the tank and the appropriate shape and position of the shielding shades and thus do not affect the irradiated sample. The tank dimensions can be considerably smaller compared to the irradiation systems used hitherto in order to achieve better homogeneity of the applied ultrasonic field. The solution allows easy transport and handling of the device and greatly saves the cost of its filling.

Popis obrázku na připojených výkresechDescription of the figure in the attached drawings

Konkrétní provedení zařízení podle vynálezu jsou schématicky znázorněna na připojených výkresech, kde obr. 1 je vertikální osový řez základním provedením zařízeni s bočními stěnami vytvořenými směrem dostředně šikmo vzhůru, obr.2 je půdorysný pohled na zařízení z obr.1, obr.3 je vertikální osový řez alternativním provedením zařízení s bočními stěnami vytvořenými směrem odstředné šikmo vzhůru, obr.4 je půdorysný pohled na zařízení z obr.3 a obr. 5 až obr.8 jsou nárysy a půdorysy několika dalších možných tvarů nádrže zařízení.Specific embodiments of the device according to the invention are shown schematically in the accompanying drawings, wherein Fig. 1 is a vertical axial section of a basic embodiment of a device with side walls formed centrally at an angle upwardly; Fig. 2 is a plan view of the device of Fig. 1; FIG. 4 is a plan view of the apparatus of FIG. 3 and FIGS. 5 to 8 are plan views and plan views of several other possible tank shapes of the apparatus.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Zařízeni podle obr.1 je tvořeno nádrží 1, která je vyplněna vhodnou vazební tekutinou 2, nejčastěji odplyněnou deionizovanou nebo odplyněnou vodou, a která sestává z nosné podstavy 11 a dostředně šikmo vzhůru vedených bočních stěn J2, vytvářejících v podstatě komolý jehlan. Ve vnitřním prostoru nádrže 1 je umístěn zdroj 5 ultrazvuku a v dráze vysílaných ultrazvukových vln držák 4 vzorku. Jak zdroj 3 tak držák 4 jsou ponořeny ve vazební tekutině 2 a jsou uchyceny na ramenech 5, která jsou přestavítelně, například pomocí objímek 51, upevněna ve stojanu §, takže lze měnit vzájemnou polohu zdroje 5 a ozařovaného vzorku tak, aby vzorek bylThe device according to FIG. 1 consists of a reservoir 1 which is filled with a suitable binding fluid 2, most often degassed with deionized or degassed water, and which consists of a support base 11 and centrally inclined upwardly extending side walls 12 forming substantially truncated pyramids. In the interior of the tank 1 is located the ultrasonic source 5 and in the path of the transmitted ultrasonic waves the sample holder 4. Both the source 3 and the holder 4 are immersed in the binding fluid 2 and are attached to the arms 5, which are adjustable, for example by means of the sleeves 51, fixed in the rack 5 so that the relative position of the source 5 and the irradiated sample can be changed

-5umístěn v optimálním případě v ohniskové oblasti zdroje 2 ultrazvuku. Držák 4_ vzorku může být vybaven různými funkcemi pro zajištění potřebných fyzikálních a chemických podmínek ozařování vzorku, jako je například termostatický systém pro udržení požadované teploty, kinematický systém, pohybující vzorkem v ultrazvukovém poli pro zajištění jeho rovnoměrného ozáření apod. V dráze ultrazvukového vlnění směrem k držáku 4 vzorku jsou pro zvýšení útlumu nežádoucích ultrazvukových vln umístěny v sérii dvě stínící clony 7 zhotovené ze vhodného absorpčního materiálu, například polyuretanového absorbéru. Stínící clony 7 jsou vytvořeny ve tvaru komolého dutého kuželového tělesa 70. otočeného menší základnou 72 ke zdroji 3 ultrazvuku. Vstupní otvory 71 v menší základně 72 stínících clon Z by pro dosaženi optimálních výsledků zabránění interferencí neměly být větší, než je ozařovaná plocha vzorku. Plocha vstupního otvoru Zí by měla být přibližně rovna ploše ozařovaného vzorku vzhledem k tomu, že příliš malý vstupní otvor 71 by snížil intenzitu ultrazvukové energie ozařující vzorek. Úhel zešikmení bočních stěn 12 nádrže 1 a plášťů těles 70 stínících clon Z je vhodně volen tak, aby docházelo k účinnému potlačení vzniku stojatých a interferenčních vln v důsledku vzájemného působení vyslaných a odražených ultrazvukových vln.Optimally located in the focal region of the ultrasound source 2. The sample holder 4 may be equipped with various functions to provide the necessary physical and chemical irradiation conditions of the sample, such as a thermostatic system to maintain the desired temperature, a kinematic system moving the sample in an ultrasonic field to ensure uniform irradiation, etc. In the ultrasonic wave path towards the holder 4 of the sample, two shielding screens 7 made of a suitable absorbent material, for example a polyurethane absorber, are placed in series in order to increase the attenuation of the undesirable ultrasonic waves. The shielding screens 7 are formed in the form of a truncated hollow conical body 70, rotated by a smaller base 72 to the ultrasound source 3. The inlet apertures 71 in the smaller base 72 of the screening apertures Z should not be larger than the irradiated area of the sample for optimum interference avoidance results. The area of the inlet opening Z1 should be approximately equal to the area of the irradiated sample, since too small an inlet opening 71 would reduce the intensity of the ultrasonic energy irradiating the sample. The angle of inclination of the side walls 12 of the tank 1 and the shells of the bodies 70 of the screening shades Z is suitably selected so as to effectively suppress the formation of standing and interference waves due to the interaction of transmitted and reflected ultrasonic waves.

Při přípravě zařízení k měření se po naplnění nádrže 1 odplyněnou vazební tekutinou 2 (destilovanou vodou) nastaví vzdálenost mezi držákem 4 vzorku a zdrojem 3 ultrazvuku tak, aby vzorek byl umístěn v ohniskové oblasti zdroje 3. ultrazvuku. Co nejblíže držáku 4 vzorku se umístí jedna či více stínících clon Z a to tak, aby jejich vstupní otvory 71 (apertury) odpovídaly velikosti ozařovaného vzorku. Více stínících clon Z je vhodné použít tehdy, pokud je ohnisková vzdálenost ultrazvukového zářiče výrazně, tj. více jak dvakrát, větší, než vzdálenost mezi rovinou proloženou obvodem vstupního otvoru 71 stínící clony 7 a držákem 4 vzorku. Výhodné je zkontrolování nastavení stínících clon Z změřením akustického tlaku v oblasti držáku 4 vzorku s pomocí hydrofonu.In preparing the measuring device, after filling the tank 1 with the degassed binding fluid 2 (distilled water), the distance between the sample holder 4 and the ultrasonic source 3 is adjusted so that the sample is located in the focal region of the ultrasonic source 3. One or more shielding screens Z are positioned as close to the sample holder 4 as possible so that their apertures 71 (apertures) match the size of the irradiated sample. A plurality of shielding orifices Z may be used when the focal length of the ultrasonic radiator is significantly, i.e. more than twice, greater than the distance between the plane interspersed by the periphery of the shielding inlet port 71 and the specimen holder 4. It is advantageous to check the setting of the screening shades Z by measuring the sound pressure in the region of the sample holder 4 by means of a hydrophone.

Popsaná konstrukce není jediným možným provedením zařízení podle vynálezu, ale jak je patrné z obr.3 a obr.5 až obr.8, nemusí být boční stěny 12 nádrže 1 vytvořeny ve tvaru směrem nahoru se zužujícího komolého jehlanu, ale vnitřníThe described structure is not the only possible embodiment of the device according to the invention, but as can be seen from Figures 3 and 5 to 8, the side walls 12 of the tank 1 need not be formed in the form of an upwardly tapering truncated pyramid,

-6prostor nádrže 1 se může směrem nahoru rozšiřovat, popřípadě může mít nádrž 1 tvar komolého kužele nebo různých pravidelných či nepravidelných mnohostěnů. Počet vkládaných stínících clon Z může být různý v závislosti na druhu měření a vlastnostech měřeného vzorku, stejně tak nemusí být stínící clony Z kuželového tvaru, popřípadě nemusí být pro určitý typ měření vkládány vůbec. Bez vlivu na podstatu řešení může být nádrž 1 zakryta odnímatelným víkem a ramena 5 či stojan § mohou být různých běžných konstrukcí, přičemž stojan 6 nemusí být uchycen v podstavě 11 nádrže 1.The space of the tank 1 may extend upwards, or the tank 1 may have a frustoconical shape or various regular or irregular polyhedra. The number of shields Z to be inserted may vary depending on the type of measurement and the characteristics of the sample being measured, as well as the shields Z need not be conical or need not be inserted at all for a particular type of measurement. Without affecting the essence of the solution, the tank 1 may be covered by a removable lid and the arms 5 or the stand 5 may be of various conventional designs, the stand 6 need not be mounted in the base 11 of the tank 1.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Zařízení podle vynálezu lze s výhodou využít zejména při výzkumu účinků ultrazvukové energie na neživou i živou hmotu, například v chemii pro zjišťování závislosti chemických reakcí na intenzitě aplikovaného ultrazvuku a v medicínském výzkumu při zjišťováni účinků ultrazvuku na živé buňky, především v souvislosti s aplikací různých farmak.The device according to the invention can be advantageously used in particular in the research of the effects of ultrasonic energy on both inanimate and living matter, for example in chemistry to determine the dependence of chemical reactions on the intensity of applied ultrasound and in medical research to determine the effects of ultrasound on living cells, especially in connection with various drugs .

Claims (5)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Zařízení pro ozařování vzorků ultrazvukem tvořené nádrží (1), která je naplněna vazební tekutinou a v jejímž vnitřním prostoru je umístěn zdroj (3) ultrazvuku, v ose jehož vyzařovací charakteristiky je umístěn v držáku (4) ozařovaný vzorek, vyznačující se tím, že alespoň jedna z bočních stěn (12) nádrže (1) je vytvořena v jiném než rovnoběžném směru s osou ultrazvukového paprsku vyzařovaného ze zdroje (3).An ultrasonic irradiation device comprising a tank (1) filled with binding fluid and having an ultrasonic source (3) in its interior space, the radiation pattern of which in the axis (4) is located in the holder (4), wherein at least one of the side walls (12) of the tank (1) is formed in a direction other than parallel to the axis of the ultrasonic beam emitted from the source (3). 2. Zařízení pro ozařování vzorků ultrazvukem podle nároku 1, vyznačující se tím, že v dráze ultrazvukového vlnění od zdroje (3) směrem k držáku (4) vzorku je umístěna alespoň jedna stínící clona (7).Ultrasonic irradiation device according to claim 1, characterized in that at least one shielding screen (7) is disposed in the ultrasonic wave path from the source (3) towards the sample holder (4). 3. Zařízení pro ozařování vzorků ultrazvukem podle nároku 2, vyznačující se tím, že stínící clona (7) je tvořena dutým tělesem (70) ve tvaru komolého kužele, otočeného menší základnou (72) ke zdroji (3) ultrazvuku, přičemž velikost plochy vstupního otvoru (71) v menší základně (72) stínící clony (7) je stejná nebo menší než je ozařovaná plocha vzorku.An ultrasonic irradiation sample device according to claim 2, characterized in that the shielding screen (7) is formed by a hollow body (70) in the form of a truncated cone, rotated by a smaller base (72) to the ultrasonic source (3), The opening (71) in the smaller base (72) of the screen (7) is equal to or smaller than the irradiated area of the sample. 4. Zařízení pro ozařování vzorků ultrazvukem podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že jak zdroj (3) ultrazvuku tak držák (4) vzorku jsou uloženy ve vazební tekutině (2) vzájemně přestavitelně ve směru osy vyzařovaného ultrazvukového paprsku.Ultrasonic irradiation device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that both the ultrasonic source (3) and the sample holder (4) are mounted in the binding fluid (2) mutually adjustable in the direction of the axis of the emitted ultrasonic beam. 5. Zařízení pro ozařování vzorků ultrazvukem podle nároku 4, vyznačující se tím, že zdroj (3) ultrazvuku i držák (4) vzorku jsou uchyceny na ramenech (5), která jsou pomocí objímek (51) upevněna ve stojanu (6).Ultrasonic irradiation device according to claim 4, characterized in that the ultrasonic source (3) and the sample holder (4) are mounted on arms (5) which are fastened in the frame (6) by means of sleeves (51).
CZ20080730A 2008-11-18 2008-11-18 Device for ultrasonic irradiation of samples CZ303782B6 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20080730A CZ303782B6 (en) 2008-11-18 2008-11-18 Device for ultrasonic irradiation of samples
DE102009015595A DE102009015595A1 (en) 2008-11-18 2009-03-30 Apparatus to investigate effects of ultrasonic energy on living and dead sample materials has a vessel with angled side walls containing a bonding fluid with an ultrasonic source and shrouding bodies

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20080730A CZ303782B6 (en) 2008-11-18 2008-11-18 Device for ultrasonic irradiation of samples

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2008730A3 true CZ2008730A3 (en) 2010-05-26
CZ303782B6 CZ303782B6 (en) 2013-05-02

Family

ID=42105286

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20080730A CZ303782B6 (en) 2008-11-18 2008-11-18 Device for ultrasonic irradiation of samples

Country Status (2)

Country Link
CZ (1) CZ303782B6 (en)
DE (1) DE102009015595A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103163012A (en) * 2011-12-13 2013-06-19 郭永健 Microwave digestion tank

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4390026A (en) 1981-05-22 1983-06-28 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Department Of Health And Human Services Ultrasonic therapy applicator that measures dosage
US4501151A (en) 1981-05-22 1985-02-26 The United States Of America As Represented By The Department Of Health And Human Services Ultrasonic therapy applicator that measures dosage
DE4108746A1 (en) * 1991-03-18 1992-09-24 Lindner Wolfgang DECONTAMINATION AND DETOXIFICATION OF GRAIN, WHICH IS LOADED WITH TROCHOTHECEN MYCOTOXINS
US6479050B1 (en) 1991-06-03 2002-11-12 Innovi N.V. Trace element-rich additive, method for preparing same, preparation in which the additive is included and use thereof
JP3258445B2 (en) * 1993-05-07 2002-02-18 島田理化工業株式会社 Ultrasonic cleaning equipment
GB2293072A (en) * 1994-08-26 1996-03-13 E M & I A method of examining an inaccessible surface
JPH11293752A (en) * 1998-04-09 1999-10-26 Toto Ltd Flush toilet stool
EP1190729A1 (en) * 2000-09-22 2002-03-27 Industrial Technology Research Institute Ultrasonic nebulizer
DE10243837A1 (en) 2002-09-13 2004-03-25 Dr. Hielscher Gmbh Process for continuously processing flowable compositions in a flow cell comprises indirectly sonicating the composition in the flow cell via a liquid placed under elevated pressure
JP2005279391A (en) * 2004-03-29 2005-10-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd Sludge reduction device
BRPI0502206A (en) * 2005-06-01 2007-01-23 Junko Hiraoka electronic gas relay
JP4882323B2 (en) 2005-09-16 2012-02-22 東洋インキScホールディングス株式会社 Water-based paint composition

Also Published As

Publication number Publication date
DE102009015595A1 (en) 2010-05-20
CZ303782B6 (en) 2013-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Umemura et al. In vitro and in vivo enhancement of sonodynamically active cavitation by second-harmonic superimposition
Hill Ultrasonic exposure thresholds for changes in cells and tissues
EP3097180B1 (en) Device for ultrasound tests
WO2013132060A1 (en) Method for determining optimized parameters of a device generating a plurality of ultrasound beams focused in a region of interest
US20070287912A1 (en) Functional imaging using capacitive micromachined ultrasonic transducers
US20120109024A1 (en) Device and arrangement for destroying tumor cells and tumor tissue
Hall et al. A real-time measure of cavitation induced tissue disruption by ultrasound imaging backscatter reduction
Martins et al. Sonodynamic therapy: Ultrasound parameters and in vitro experimental configurations
CN103958744B (en) For using focusing sound to prepare the system and method for nanocrystal compositions
Ellens et al. A novel, flat, electronically-steered phased array transducer for tissue ablation: preliminary results
Ebrahiminia et al. Dual frequency cavitation event sensor with iodide dosimeter
KR101560064B1 (en) A Radiation Shield to locally irradiate radiation
Uemura et al. Observation of cavitation bubbles and acoustic streaming in high intensity ultrasound fields
Dietz-Laursonn et al. In-vitro cell treatment with focused shockwaves—influence of the experimental setup on the sound field and biological reaction
EP2892605A1 (en) Instrument and method for ultrasound mediated drug delivery
Winkler et al. Direct SAR mapping by thermoacoustic imaging: A feasibility study
JP5028588B2 (en) Structure analysis method of soft material by beam irradiation and soft material holding device used therefor
Buldakov et al. Influence of changing pulse repetition frequency on chemical and biological effects induced by low-intensity ultrasound in vitro
CZ2008730A3 (en) Device for ultrasonic irradiation of samples
Chaplin et al. Multi-focal HIFU reduces cavitation in mild-hyperthermia
CN101336832A (en) Pulse type optical acoustic scanning soft-tissue imaging method and device
US20220287758A1 (en) Methods and devices for optoacoustic stimulation
CZ19375U1 (en) Device for irradiating samples by ultrasound
Schmidt et al. Characterization of a setup to test the impact of high-amplitude pressure waves on living cells
Agnese et al. Focused ultrasound effects on osteosarcoma cell lines

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20201118