DE1084501B - Sonication head for ultrasound treatment - Google Patents

Sonication head for ultrasound treatment

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Publication number
DE1084501B
DE1084501B DES42655A DES0042655A DE1084501B DE 1084501 B DE1084501 B DE 1084501B DE S42655 A DES42655 A DE S42655A DE S0042655 A DES0042655 A DE S0042655A DE 1084501 B DE1084501 B DE 1084501B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
liquid
ultrasound treatment
head
sonication
piezoelectric oscillator
Prior art date
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Pending
Application number
DES42655A
Other languages
German (de)
Inventor
Dr Paul Wenk
Ulrich Nuendel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Publication of DE1084501B publication Critical patent/DE1084501B/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/06Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Description

BIBLIOTHEKLIBRARY

DES DEUTSCHENOF THE GERMAN PATENTAMTESPATENT OFFICE

Die Erfindung betrifft einen Beschallungskopf für Ultraschallbehandlung, bestehend aus einem in einer der Kopplung und der Isolierung dienenden Flüssigkeit in einem Gehäuse angeordneten, von der Flüssigkeit allseitig umschlossenen piezoelektrischen Schwinger.The invention relates to a sonication head for ultrasound treatment, consisting of one in one the coupling and the insulation serving liquid arranged in a housing, of the Liquid-enclosed piezoelectric oscillator.

Für den normalen Werkstattbetrieb ist es wichtig, Beschallungsköpfe zu schaffen, die dem verhältnismäßig rauhen Betrieb angepaßt sind. Die vielfach verwendeten Gehäuse aus Isolierstoffen haben den Nachteil, daß sie oft schon bei geringfügigen Schlagoder Stoßbeanspruchungen springen und dadurch die Flüssigkeit zum Auslaufen kommt.For normal workshop operations, it is important to create sound heads that are proportionate to this are adapted to rough operation. The often used housings made of insulating materials have the Disadvantage that they often jump even with minor impact or shock loads and thus the Liquid comes out.

Ferner ist bereits vorgeschlagen worden, einen Metallkopf zu verwenden, bei dem der Quarz unmittelbar auf die Abstrahlplatte gepreßt ist oder mit dieser verkittet ist. Auf die Abstrahlplatte kann im allgemeinen jedoch nicht verzichtet werden, da nicht jedes Behandlungsgut mit dem Quarz direkt in Berührung treten darf. Ferner sind Anordnungen bekannt, bei denen der Schwinger im Abstand von dem als Membran ausgebildeten Boden angeordnet ist, wobei zwischen Schwinger und Membran eine Flüssigkeit vorgesehen wird. Der Nachteil dieser Einrichtung ist darin zu sehen, daß sie insbesondere bei höheren Leistungen nicht verwendbar sind, da in der Flüssigkeit Kavitation auftritt. Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, einen Beschallungskopf zu schaffen, bei dem die oben aufgeführten Nachteile sicher vermieden werden und der auch bei Dauerbetrieb gleichmäßig hohe Leistungen abgibt. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erzielt, daß der piezoelektrische Schwinger in einem gegenüber der Wellenlänge kleinen Abstand von der Abstrahlplatte angeordnet ist, der jedoch so groß gewählt ist, daß die den Schwinger umgebende Flüssigkeit den Zwischenraum durchfließen kann.Furthermore, it has already been proposed to use a metal head in which the quartz directly is pressed onto the radiating plate or is cemented to it. The radiating plate can be used in the in general, however, cannot be dispensed with, since not every item to be treated is in direct contact with the quartz may kick. Furthermore, arrangements are known in which the transducer at a distance from the as Membrane formed floor is arranged, with a liquid between the transducer and the membrane is provided. The disadvantage of this device is the fact that it is especially at higher Services cannot be used because cavitation occurs in the liquid. The present invention has the task of creating a sonication head in which the disadvantages listed above are safely avoided and which delivers consistently high performance even with continuous operation. According to the invention this is achieved in that the piezoelectric oscillator is spaced apart from the wavelength by a small distance is arranged by the radiation plate, which is chosen so large that the surrounding the transducer Liquid can flow through the space.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Zeichnung näher erläutert.Further details of the invention are explained in more detail with reference to the drawing.

In der Figur ist der Schwinger 1 in einem Gehäuse 2 angeordnet, und zwar an dem Boden über beispielsweise drei Abstandsstücke 3. Der auf η·λ/2 in seiner Wandstärke bemessene Boden 4 des Gehäuses bildet zugleich die eine Elektrode, während auf der Rückseite der Quarz mit einem Metallbelag versehen ist, der die zweite Elektrode bildet. Ferner ist auf der Rückseite in an sich bekannter Weise eine einen Hohlraum 5 bildende Dose angeordnet. Seitlich unterhalb des Quarzes in Richtung auf den Boden bzw. im Boden sind Hinterschneidungen 6 vorgesehen, die ein Luftpolster aufnehmen, damit sich die Flüssigkeit, Beschallungskopf
für Ultraschallbehandlung
In the figure, the transducer 1 is arranged in a housing 2, namely on the bottom via, for example, three spacers 3. The bottom 4 of the housing, measured at η · λ / 2 in its wall thickness, also forms one electrode, while on the rear side the Quartz is provided with a metal coating, which forms the second electrode. Furthermore, a box forming a cavity 5 is arranged on the rear side in a manner known per se. Undercuts 6 are provided laterally below the quartz in the direction of the floor or in the floor, which accommodate an air cushion so that the liquid, sonication head
for ultrasound treatment

Anmelder:Applicant:

Siemens-SchuckertwerkeSiemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft, Berlin und Erlangen, Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Aktiengesellschaft, Berlin and Erlangen, Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dr. Paul Wenk, Erlangen, und Ulrich. Nündel, Nürnberg, sind als Erfinder genannt wordenDr. Paul Wenk, Erlangen, and Ulrich. Nündel, Nuremberg, have been named as inventors

beispielsweise Transformatorenöl, im Beschallungskopf bei Erwärmung ausdehnen kann. for example transformer oil, can expand in the sounding head when heated.

Versuche haben ergeben, daß eine zu dünne Flüssigkeitsschicht zwischen der Abstrahlplatte und dem Schwingungserzeuger 1 die Gefahr erhöht, daß der Schwingungserzeuger zerstört wird. Eine Flüssigkeitsschicht, deren Dicke nicht klein gegen die Wellenlänge ist, setzt dagegen bei gleichen Betriebsbedingungen die abstrahlbare Schalleistung herab. Es hat sich gezeigt, daß bei Verwendung von Transformatorenöl als Flüssigkeit, das bei einer Temperatur von 20° C eine Viskosität von 20 cSt aufweist, bereits ein Abstand von beispielsweise 0,07 mm ausreichend ist, um einen genügenden Durchfluß zu erreichen.Tests have shown that too thin a layer of liquid between the radiating plate and the Vibration generator 1 increases the risk that the vibration generator will be destroyed. A layer of liquid whose thickness is not small compared to the wavelength, on the other hand, sets under the same operating conditions the sound power that can be radiated down. It has been shown that when using transformer oil as a liquid that has a viscosity of 20 cSt at a temperature of 20 ° C, a distance of 0.07 mm, for example, is sufficient to ensure sufficient flow reach.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Beschallungskopf für Ultraschallbehandlung, bestehend aus einem in einer der Kopplung und der Isolierung dienenden Flüssigkeit in einem Gehäuse angeordneten, von der Flüssigkeit allseitig umschlossenen piezoelektrischen Schwinger, dadurch gekennzeichnet, daß der piezoelektrische Schwinger in einem gegenüber der Wellenlänge kleinen Abstand von der Abstrahlplatte angeordnet ist, der jedoch so groß gewählt ist, daß die den Schwinger umgebende Flüssigkeit den Zwischenraum durchfließen kann.Sonication head for ultrasound treatment, consisting of one in one of the coupling and the Liquid used for insulation is arranged in a housing and is enclosed on all sides by the liquid piezoelectric oscillator, characterized in that the piezoelectric oscillator is arranged at a small distance from the radiation plate compared to the wavelength, the however, it is chosen to be so large that the liquid surrounding the transducer flows through the space can. In Betracht gezogene Druckschriften:
Elektrotechnik und Maschinenbau, 68. Jahrgang, 1951, S. 173 bis 178.
Considered publications:
Electrical engineering and mechanical engineering, 68th year, 1951, pp. 173 to 178.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
DES42655A 1955-02-10 1955-02-10 Sonication head for ultrasound treatment Pending DE1084501B (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2317928A4 (en) * 2008-08-27 2015-04-08 Syneron Medical Ltd High power ultrasound transducer

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2317928A4 (en) * 2008-08-27 2015-04-08 Syneron Medical Ltd High power ultrasound transducer

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