NL1036416C2 - Werkwijze en inrichting voor overdracht van elektrische energie naar een transducer en toepassing van deze transducer ter behandeling van een fluidum. - Google Patents

Werkwijze en inrichting voor overdracht van elektrische energie naar een transducer en toepassing van deze transducer ter behandeling van een fluidum. Download PDF

Info

Publication number
NL1036416C2
NL1036416C2 NL1036416A NL1036416A NL1036416C2 NL 1036416 C2 NL1036416 C2 NL 1036416C2 NL 1036416 A NL1036416 A NL 1036416A NL 1036416 A NL1036416 A NL 1036416A NL 1036416 C2 NL1036416 C2 NL 1036416C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
transducer
amplifier
ultrasonic
function generator
frequency
Prior art date
Application number
NL1036416A
Other languages
English (en)
Inventor
Mateo Jozef Jacques Mayer
Original Assignee
Cooeperatieve Vereniging Easymeasure U A
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 Cooeperatieve Vereniging Easymeasure U A filed Critical Cooeperatieve Vereniging Easymeasure U A
Priority to NL1036416A priority Critical patent/NL1036416C2/nl
Priority to PCT/NL2009/050615 priority patent/WO2010041947A2/en
Application granted granted Critical
Publication of NL1036416C2 publication Critical patent/NL1036416C2/nl

Links

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
    • B06B1/0207Driving circuits
    • B06B1/0223Driving circuits for generating signals continuous in time
    • B06B1/0269Driving circuits for generating signals continuous in time for generating multiple frequencies
    • B06B1/0276Driving circuits for generating signals continuous in time for generating multiple frequencies with simultaneous generation, e.g. with modulation, harmonics

Landscapes

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

Description

Werkwijze en inrichting voor overdracht van elektrische energie naar een transducer en toepassing van deze transducer ter behandeling van een fluïdum
Onderhavige vinding betreft een werkwijze en inrichting voor de overdracht van elektrische energie naar een transducer gekenmerkt door een functiegenerator die een sinus of een 5 blokgolf genereert, een single ended versterker bestaande uit een enkele transistor, een transformator ter afstemming van de impedantie van de uitgang van de versterker op de impedantie van de transducer, een transducer zoals een ultrasone transducer en middelen om ultrasone energie over te brengen naar een fluïdum en / of een object.
10 Inleiding
In de chemische procesindustrie in het algemeen en de procestechnologische waterwereld in het bijzonder is een groeiende behoefte aan duurzame technologie voor het realiseren van chemische omzettingen, het zuiveren van procesvloeistoffen zoals water en desinfectie van water. Daarnaast bestaat in de voedingsmiddelenindustrie een behoefte aan niet 15 destructieve desinfectietechnieken waarmee voedingsmiddelen zonder toevoeging van chemicaliën kunnen worden ontsmet. Een op zich bekende technologie waarmee het in beginsel mogelijk is om een fluïdum op duurzame wijze te zuiveren zonder toevoeging van chemicaliën is het toepassen van ultrasone trillingen. Hiertoe wordt met behulp van elektrische energie een transducer in trilling gebracht. Indien de transducer in een te 20 behandelen fluïdum wordt geplaatst, worden ultrasone trillingen aan dit fluïdum overgedragen. Het gevolg hiervan is dat er op micronschaal cavitatie optreedt met lokaal zeer hoge temperatuurgradienten. Hierdoor is het mogelijk om micro-organismen zoals bacteriën, virussen, protozoa, algen en parasieten in een fluïdum te doden. In deze aanvrage wordt met de aanduiding fluïdum een vloeistof, een gas, een damp, een dispersie 25 van damp of gas in vloeistof een dispersie van vloeistofdruppeltjes in gas of damp of mengsels hiervan bedoeld. Uit het voorgaande volgt dat door behandelen van een fluïdum met ultrasone trillingen weliswaar desinfectie en ontleding van ongewenste componenten kan worden gerealiseerd maar ook dat gewenste verbindingen die in het fluïdum aanwezig zijn zouden kunnen ontleden. Om deze reden bestaat behoefte aan ultrasone technieken 30 waarmee de frequentie en de intensiteit van ultrasone trillingen zodanig kan worden ingesteld dat alleen de ongewenste componenten ontleden terwijl de gewenste componenten intact blijven.
Naast bovengenoemde gewenste technologische specificaties is het van belang dat een ultrasoon behandelingsapparaat robuust, eenvoudig en goedkoop is. Het is de vakman 35 bekend dat de efficiency waarmee ultrasone energie aan een fluïdum wordt overgedragen en gelijkmatig over dat fluïdum wordt verdeeld toeneemt naarmate het effectieve oppervlak van de toegepaste transducer dat in contact staat met het fluïdum groter is. Om deze reden 1036416 2 is het in veel gevallen gewenst om een behandelingsapparaat uit te rusten met meerdere transducers. Als gevolg hiervan is het van belang dat de kostprijs van zowel de besturingsapparatuur van een ultrasone transducer als de ultrasone transducer zelf laag is. Onderhavige vinding betreft een werkwijze en inrichting waarmee het mogelijk is om tegen 5 lage investeringskosten op een robuuste, duurzame en betrouwbare wijze een fluïdum te behandelen met ultrasone energie.
Technische beschrijving van onderhavige vinding
De technologie bestaat uit volgens een eerste aspect uit een voeding. Deze voeding is bij 10 voorkeur een schakelende voeding en de spanning die deze voeding levert is bij voorkeur een slecht afgevlakte gelijkspanning in het gebied tussen 1 Volt en 350 Volt, nog meer bij voorkeur in het gebied tussen 5 Volt en 70 Volt en het meest bij voorkeur in het gebied tussen 10 Volt en 50 Volt. Volgens een tweede aspect bestaat onderhavige vinding uit een functiegenerator. Deze functiegenerator produceert bij voorkeur een niet perfecte sinus of 15 een blokgolf met een frequentie in het gebied van 5 kHz tot 10 GHz nog meer bij voorkeur in het gebied van 10 kHz tot 10 MHz en het meest bij voorkeur in het gebied van 15 kHz tot 1 MHz. Volgens een derde aspect bestaat onderhavige vinding uit een single ended versterker die bij voorkeur is opgebouwd uit tenminste een transistor of vacuumbuis en tenminste een transformator, nog meer bij voorkeur is de single ended versterker 20 opgebouwd uit een enkele transistor en een enkele transformator en het meest bij voorkeur is deze single ended versterker opgebouwd uit een enkele FET (Field Effect Transistor) en een enkele transformator. Afhankelijk van de toegepaste frequentie kan als transformator een audiotransformator of een transformator die op een ferrietkern is gewikkeld worden ingezet. Volgens een vierde aspect bestaat onderhavige vinding uit een ultrasone 25 transducer die wordt gevoed met elektrische energie door deze transducer aan te sluiten op de uitgang van de single ended versterker. Volgens een vijfde aspect bestaat onderhavige vinding uit een inrichting waarin de ultrasone transducers worden gemonteerd om vervolgens de transducers op de gewenste wijze in contact te brengen met het fluidum. Deze inrichting kan uit een container bestaan die bachtgewijs gevuld wordt met of 30 doorstroomd wordt met het te behandelen fluidum. De inrichting met transducers kan ook zodanig zijn ontworpen dat deze in een grotere container, zoals een reaktor of een vijver, wordt geplaatst en aldaar ervoor zorgt dat de ultrasone energie op de juiste wijze wordt overgedragen. In een voorkeuruitvoeringsvorm bestaat de inrichting uit een buis waar de ultrasone transducers zijn ingebouwd.
35 Nu de kenmerken van onderhavige vinding zijn beschreven worden de voordelen van deze vinding ten opzichte van bestaande technologie uiteengezet. Commercieel verkrijgbare ultrasone transducers hebben een resonantiefrequentie. Kort gezegd komt dit erop neer 3 dat deze transducers aangestuurd moeten worden met een wisselspanning die een frequentie heeft die gelijk is aan deze resonantiefrequentie. Bij frequenties boven en onder deze resonantiefrequentie is de efficiency voor omzetting van elektrische energie naar trillingsenergie zeer laag. Om de voordelen van onderhavige vinding beter uit te leggen 5 wordt nu, zonder hiermee enige beperking in de draagwijdte van onderhavige vinding aan te brengen, de werking van een resonantiekring uitgelegd. Het is de vakman bekend dat het gedrag van een ultrasone transducer kan worden benaderd met een serie- en / of parallelschakeling van tenminste een spoel en een condensator. Voor het gemak nemen we even aan dat we een ultrasone transducer hebben waarvan het gedrag kan worden 10 benaderd met een kring die uit een spoel en een condensator bestaat. Indien een ultrasone transducer wordt aangestuurd door een stroombron met een frequentie die gelijk is aan de resonantiefrequentie dan word alternerend de condensator opgeladen, ontlaadt deze condensator zich vervolgens over de spoel, waarbij de spoel een magnetisch veld creeert, en wordt daarna de condensator weer opgeladen onder afbouw van het magnetisch veld.
15 Hierna herhaalt deze cyclus zich weer. Aangezien de stroombron continu elektrische energie in de resonantiekring brengt, zal de amplitude van de wisselspanning over de condensator toenemen in de tijd. Dit gaat zo lang door tot de elektrische verliezen in de kring (ohmse weerstand van de spoel en lekstromen in de condensator) gelijk zijn aan de energie die door de stroombron aan de kring wordt geleverd. Op dat moment is het 20 systeem in evenwicht. Als mechanisch equivalent kan men het systeem met een schommel vergelijken. Een schommel die in beweging is zet alternerend bewegingsenergie om in potentiële energie en potentiële energie in bewegingsenergie. Als we de schommel periodiek en op het juiste moment een duw geven kunnen we energie aan het systeem toevoegen. De amplitude waarmee de schommel op en neer gaat neemt dan toe. Dit blijft 25 doorgaan tot de hoeveelheid energie die per tijdseenheid wordt toegevoerd gelijk is aan wrijvingsveriiezen bij de ophanging van de schommel en verliezen door luchtweerstand. Vanaf dat moment hebben we een stationaire toestand waarbij de schommel met een constante amplitude op en neer gaat. Als we de schommel op het verkeerde moment een duw geven is het heel goed mogelijk dat we de schommel afremmen. Indien we de 30 schommel periodiek een duw geven met een frequentie lager of hoger dan de resonantiefrequentie dan zal het vaak zo zijn dat we de schommel afremmen.
Uit het voorgaande is nu duidelijk dat indien een kring die met een wisselspanning wordt gevoed met een andere frequentie dan de resonantiefrequentie het gevolg hiervan kan zijn dat de kring niet in resonantie komt. In het geval van de ultrasone transducer betekent dit 35 dat de ultrasone transducer niet gaat trillen en dus niet werkt, in de praktijk blijkt dat bij ultrasone transducers slechts zeer geringe afwijkingen van de toegepaste frequentie ten opzichte van de resonantiefrequentie ertoe leiden dat de transducer niet meer werkt of met 4 een zeer lage efficiency werkt. Dit is een belangrijke reden dat commerciële apparatuur voor de aansturing van ultrasone transducers relatief complex en duur is.
Zoals op zich bekend is, en ook uit de redenering met de schommel volgt, is het heel goed mogelijk om een kring aan te sturen met een frequentie die gelijk is aan n maal de 5 resonatiefrequentie waarbij n een geheel getal is dat groter of gelijk is aan 1. In de praktijk blijkt het dan ook vaak goed mogelijk om een transducer aan te sturen met een frequentie die gelijk is aan twee, drie of viermaal de resonantiefrequentie en vaak blijken nog hogere frequenties haalbaar. Aangezien een blokgolf met frequentie fb mathemathisch equivalent is met de som van alle oneven harmonischen van een sinusfunctie met grondfrequentie fb 10 (dus A*sin(2*pi*fb)+A*sin(2*pl*(3fb))+A*sin(2*pi*(5fb)+.....) is het in de praktijk goed mogelijk een ultrasone transducer met een blokgolf aan te sturen.
Een ander bekend fenomeen uit de hoogfrequentie wisselspanningstechnologie is dat een draaggolf met frequentie fd die amplitudegemoduleerd wordt met een frequentie fam mathematisch is opgebouwd uit een sinus met frequentie fd plus een sinus met frequentie 15 (fd+fam) plus een sinus met frequentie (fd-fam). Dit fenomeen waarbij naast de draaggolf 2 zijbanden worden gevormd kunnen we in de praktijk heel goed gebruiken om een ultrasone transducer aan te sturen. Stel nu dat we een transducer met een wisselspanning aansturen met een frequentie fstuur en stel dat die frequentie fstuur net zover van de resonantiefrequentie fres van de transducer ligt dat deze transducer niet in trilling raakt. Als 20 we dan de wisselspanning die een frequentie fstuur heeft gaan amplitudemoduleren met een frequentie (|fres-fstuur|, dus de absolute waarde van fres-fstuur) dan ontstaat een zijband met een frequentie die precies gelijk is aan de resonantiefrequentie. In dat geval zal de ultrasone transducer in trilling raken. We kunnen dus een ultrasone transducer in trilling brengen door deze bij de "verkeerde frequentie" aan te sturen en vervolgens een correctie 25 toe te passen door deze "verkeerde frequentie" amplitude te moduleren.
In de praktijk blijken bovenstaande technieken tot drastische vereenvoudiging van de aansturing van ultrasone apparatuur te leiden.
Op basis van de uitleg met de schommel analogie kan men ook concluderen dat het mogelijk is om een resonantiekring met de helft van een sinus aan te sturen: het is 30 voldoende om aan een kant van de schommel te gaan staan en op het juiste moment een duw te geven. Dit betekent dat we voldoende hebben aan de positieve altemantie van een sinus om de transducer aan te sturen en is het energieverbruik van een dergelijke aansturing vergelijkbaar met dat van een volledige aansturing. Dit is precies wat we kunnen doen met een single ended schakeling waarin de gate van een FET wordt aangesloten op 35 de uitgang van een sinusgenerator. In de negatieve alternantie van de sinus waarmee de FET wordt aangestuurd schakelt de FET niet en levert de versterker geen vermogen. In de positieve alternantie van de sinus schakelt de FET en gaat de versterker vermogen 5 leveren. De uitgang van de versterker levert echter geen halve sinus. Dit wordt veroorzaakt door de schakelkarakteristiek van de FET. Er is een drempelspanning nodig om de FET te laten geleiden en vervolgens neemt de stroom stroom door de drain zeer sterk toe met toenemende spanning op de gate. In analogie met de schommel wordt dus telkens een 5 korte maar zeer intensieve duw met een grote versnelling gegeven. Omdat de versterker een transformator bevat levert deze versnelling inductiespanningen op. Hierdoor ontstaan vervormingen en / of harmonischen van het oorspronkelijk signaal. Aan de secundaire zijde van de transformator is een ultrasone transducer aangesloten. Deze zal in trilling raken. Aangezien de transducer geen halve maar een volledige trilling maakt, beïnvloedt deze ook 10 wat er aan de primaire zijde van de transformator gebeurt. Het samenspel van hierboven beschreven processen zorgt ervoor dat een zeer stabiele aansturing van de transducer ontstaat en dat de bandbreedte van frequenties rondom de resonantiefrequentie waarmee de transducer met de functiegenerator succesvol kan worden aangestuurd groter wordt.
Dit wordt nu toegelicht aan de hand van enkele niet limiterende voorbeelden.
15 Voorbeeld 1
Indien een slecht afgevlakte voedingsspanning wordt toegepast dan zal de voedingsspanning een rimpel vertonen met een frequentie van 50 en / of 100 Hz. Normaal is dit ongewenst maar indien een eenvoudige sinusgenerator en versterker door deze voeding van energie wordt voorzien dan zal het uitgangssignaal van de sinusgenerator een 20 amplitudegemoduleerde sinus met een frequentie van 50 en/of 100 Hz zijn. Deze niet idealiteit in de sinus, die normaal gesproken een ongewenste storing is, is in dit geval zeer gewenst aangezien de transducer dankzij deze amplitudemodulatie minder gevoelig is voor aansturing met een wisselspanning die afwijkt van de resonantiefrequentie. Dit betekent dat het ontwerp van zowel de voeding als de sinusgenerator aanzienlijk eenvoudiger kan 25 zijn in vergelijking tot het geval dat een zuivere sinus wordt toegepast. Een bijkomend voordeel is dat in de praktijk de meeste commercieel verkrijgbare ultrasone transducers nauwelijks energie blijken te dissiperen indien men vergeefs probeert deze aan te sturen met een frequentie die afwijkt van de resonantiefrequentie. Ook blijkt een eenvoudige sinusgenerator, met daaraan gekoppeld een single ended versterker waarin ook een 30 transformator wordt toegepast om de transducer aan te sturen, tot terugkoppeling te leiden. Kort gezegd komt dit erop neer dat de transducer zodra deze in trilling raakt, de resonantiefrequentie terugkoppelt naar de ingang van de versterker en het ingangssignaal zodanig vervormt dat de transducer efficiënter werkt. Het gevolg hiervan is dat de ultrasone transducer ongevoeliger wordt voor verstoring naarmate deze met meer vermogen wordt 35 aangestuurd en zichzelf als het ware stabiliseert. Dit fenomeen blijkt in de inrichting volgens onderhavige vinding meestal "vanzelf' door niet idealiteiten (die in dit geval gewenst zijn) op te treden maar kan natuurlijk ook eenvoudig en goedkoop worden 6 geïntroduceerd door een positieve terugkoppeling (meekoppeling) aan te brengen van de transducer naar de ingang van de single ended versterker. Het aansturen van de transducer via een functiegenerator en versterker die niet ideale sinussen en/of harmonischen en/of blokgolven en/of ruis produceren en / of waarbij het signaal aan de 5 uitgang van de versterker wordt vervormd door het in trilling zijn van de ultrasone transducer maakt nadrukkelijk deel uit van onderhavige vinding.
Voorbeeld 2
Een instelbare voeding van het type "Regulated DC Power Supply GP0250-5" van de firma Takasago LTD, Japan, werd aangesloten op een speciaal voor onderhavige vinding 10 ontworpen sinusgenerator die is weergegeven in figuur 1 en ingesteld op een spanning van 10 Volt. De waarden van de toegepaste onderdelen zijn C1=C2=C3=1.0nF, C4=C5=10pF, R1=10k, R2=3k, R3=270k, R4=1k, T1=T2=BC547B, OSC1=Kenwood CS-4025 20 MHz oscilloscoop. Indien R1 wordt vervangen door een potentiometer met een waarde van 22k, kan de sinusgenerator worden ingesteld op een frequentie tussen circa 12 kHz en 41 kHz. 15 Opgemerkt wordt dat de schakeling in figuur 1 door aanpassing van enkele condensators en weerstanden probleemloos geschikt kan worden gemaakt voor frequenties in het gebied van 100 Hz tot 100 kHz en hoger. Dit is aangetoond door middel van simulaties met het softwarepakket Edison 4 en door enkele van deze schakelingen te bouwen.
De uitgang van de sinusgenerator in figuur 1 werd aangesloten op een oscilloscoop, die in 20 figuur 1 staat weergegeven als OSC1. Figuur 2 laat de vorm van de sinus zien die door de funktiegenerator wordt geproduceerd. Duidelijk te zien is dat er geen sprake is van een perfecte sinusvorm. Met name bij maximale amplitude treden afwijkingen van de sinusvorm op. Deze afwijkingen blijken in een aantal gevallen de werking van de inrichting volgens onderhavige vinding te stabiliseren. Opgemerkt wordt dat ook afwijkingen van een andere 25 aard zoals ruis, toepassen van blokgolven of amplitudemodulatie de stabiliteit van de inrichting verbeteren. Indien de afwijkingen te groot zijn werkt de inrichting juist minder goed.
Figuur 3 laat een voor onderhavige vinding ontworpen single ended versterker zien. Zoals in figuur weergegeven bestaat de versterker in dit geval uit 2 onderdelen: T1=FET type 30 IRF840; TR1 = audiotransformator type LT0604 van de firma Amplimo. Punt A van de schakeling in figuur 3 wordt verbonden met de uitgang van de sinusgenerator i.e., met condensator C5 en punt B met de aarde i.e., de min van voeding V1. Punt C wordt aangesloten op de plus van voeding V1 in figuur 1. Op de secundaire wikkeling van transformator TR1 wordt een ultrasone transducer UT aangesloten met een vermogen van 35 50 Watt en een resonantiefrequentie van 20.2 kHz. De ultrasone transducer wordt in een bekerglas met een volume van 1000 ml geplaatst dat knikkers met een diameter van 15mm bevat en voor 50% is gevuld met water. De voeding V1 wordt ingesteld op 6 Volt en 7 ingeschakeld. Vervolgens wordt de resonantiefrequentie opgezocht en zodra de ultrasone transducer werkt onstaat een hoorbaar geluid dat door de knikkers wordt geproduceerd en zijn ook minuscule lucht en / of dampbellen in de vloeistof waarneembaar die door de ultrasone trillingen op hun plaats worden gehouden. Vervolgens wordt de 5 voedingsspanning verhoogd tot 15 Volt. Bij een voedingsspanning van 15 Volt is het door de transducer opgenomen vermogen circa 30 Watt. Bij een voedingsspanning van 20 Volt bedraagt het door de transducer opgenomen vermogen circa 60 Watt. Opgemerkt wordt dat bij de experimenten uit veiligheidsoverwegingen gehoorbescherming gedragen werd. Figuur 4 laat de vorm van het signaal zien zoals dat tijdens bedrijf van de transducer met 10 een oscilloscoop gemeten is op de plek waar audiotransformator TR1 op de FET is aangesloten. Figuur 4 laat duidelijk zien dat er geen sprake is van een sinus maar dat de versterker een sterk misvormde halve sinus levert. Dit is in lijn met de verwachting aangezien FET T1 schakelt tijdens de positieve altemantie van de sinus die door de functiegenerator in figuur 1 wordt geleverd en sluit tijdens de negatieve altemantie van de 15 sinus die door de functiegenerator in figuur 1 wordt geleverd. Gezien de schakelkarakteristiek van T1, is het signaal dat T1 levert een sterk vervormde sinus omdat de stroom vanaf een bepaalde spanning op de gate zeer sterk toeneemt als funtie van die spanning op de gate. Kort gezegd gedraagt de FET zich meer als een schakelaar dan als een versterker. Figuur 4 laat zien dat door de trilling van de transducer en werking van 20 transformator TR1 aan de primaire zijde van de transformator harmonischen en / of vervormingen van het oorspronkelijk signaal meetbaar zijn. Deze harmonischen en / of vervormingen blijken sterk stabiliserend te werken voor de aansturing van de transducer.
Op de secundaire zijde van transformator TR1 is parallel aan de transducer een serieschakeling van 2 weerstanden geplaatst van respectievelijk 10k en 100k zodat een 25 spanningsdeler ontstaat. Vervolgens is een oscilloscoop op de weerstand van 10k aangesloten. Figuur 5 laat het signaal zien dat aan de secundaire zijde van de transformator TR1 met een oscilloscoop wordt gemeten. Dit signaal laat duidelijk zien dat de transducer een volledige trilling maakt en dat dit ook in het signaal over de transducer tot uiting komt. De aanwezigheid van transformator TR1 blijkt in alle schakelingen van 30 onderhavige vinding een belangrijke component die door inductie een extra vrijheidsgraad creeert voor de transducer om middels inductie het aangeboden signaal zodanig te vervormen dat de transducer optimaal functioneert. Om dit verder te illustreren is bij de instelling in figuur 1 de voedingsspanning verder verhoogt Het gevolg is dat de transducer een groter vermogen aan ultrasone trillingen levert hetgeen duidelijk waarneembaar is in 35 het bekerglas met de knikkers: de knikkers draaien nu rond en er bewegen luchtbellen door de vloeistof. Figuur 6 laat het signaal over de transducer, dat met een oscilloscoop is gemeten, onder deze omstandigheden zien. Duidelijk waarneembaar is de andere vorm 8 van het signaal ten opzichte van het signaal in figuur 5 terwijl de transducer onder beide omstandigheden prima werkt. Voor de volledigheid wordt vermeld dat de signalen in figuur 2,4,5,6 gemeten zijn met een oscilloscoop en dat een uitslag in verticale richting omhoog een toename van het spanningsverschil weergeeft tussen de punten waarop de 5 oscilloscoop is aangesloten en dat verplaatsing van links naar rechts een toename in de tijd uitbeeldt.
Het is voor de vakman duidelijk dat de schakelingen in figuur 1 en 3 nog geoptimaliseerd kunnen worden. De experimenten met de schakelingen in figuur 1 en 3 tonen echter duidelijk aan dat deze een zeer effeciente, stabiele en goedkope aansturing voor een 10 ultrasone transducer vormen.
Het is voor de vakman duidelijk dat de eletronische schakeling volgens onderhavige vinding ook voor andere toepassingen dan het behandelen van een fluïdum geschikt is.
Een niet limiterend aantal voorbeelden is: het schoonmaken van objecten waaronder juwelen, het in oplossing brengen van vaste stof waaronder zouten, het neerslaan van vast 15 stof waaronder zouten, de produktie van membranen, het herstellen van haarscheuren in metaalverbindingen, de produktie van nanodeeltjes door middel van emulsiepolymerisatie, het sputteren van metaal op oppervlakken, het verjagen van insecten met ultrasoon geluid, het beïnvloeden van de stofwisseling van planten in het algemeen en bomen en algen in het bijzonder. Deze toepassingen maken nadrukkelijk deel uit van onderhavige vinding.
20 Tot slot wordt opgemerkt dat de aansturing volgens onderhavige vinding uitermate geschikt is om het vermogen van de transducer traploos in te stellen middels toepassing van een regelbare voeding en dat bij hoge frequenties i.e., frequenties boven 200 kHz naast een sinusgenerator volgens onderhavige vinding ook heel goed een ander type oscillator zoals bijvoorbeeld een Colpitts oscillator kan worden toegepast.
25 30 35 1036416

Claims (12)

1. Werwijze en inrichting voor de overdracht van ultrasone energie naar een transducer en toepassing van deze transducer voor behandeling van een object en / of fluïdum gekenmerkt door
2. Werkwijze of inrichting volgens conclusie 1 waarbij de functiegenerator een vervormde sinusfunctie, een vervormde blokspanning produceert en waarbij de door de functiegenerator opgewekte energie voor meer dan 0.1% uit vervorming 15 bestaat.
3. Werkwijze of inrichting volgens conclusie 1 waarbij het signaal dat door de functiegenerator wordt geleverd amplitudegemoduleerd en / of fasegemoduleerd en / of frequentiegemoduleerd wordt.
4. Werkwijze of inrichting volgens een van de conclusies 1 t/m 3 waarbij de versterker 20 bestaat uit tenminste een transistor en / of vacuumbuis en waarbij een eindtransformator wordt toegepast om de impedantie van de eindtrap aan te passen op de impedantie van de transducer en / of het signaal dat de transducer aanstuurt op gewenste wijze te vervormen.
5. Werkwijze of inrichting volgens een van de conclusies 1 t/m 4 waarbij de versterker 25 uitsluitend bestaat uit een transistor of een vacuumbuis en een transformator.
5. Een functiegenerator die een wisselspanning produceert, • middelen om de wisselspanning te versterken i.e., een versterker, • een transformator om de impedantie van de eindtrap van de versterker af te stemmen op de impedantie van de ultrasone transducer en / of het signaal dat de transducer aanstuurt op gewenste wijze te vervormen, 10. een inrichting om de ultrasone transducer in contact te brengen met een te behandelen fluïdum of object.
6. Werkwijze of inrichting volgens een van de conclusies 1 t/m 5 waarbij de versterker bestaat uit een FET of een vacuumbuis of een transistor enerzijds en een transformator anderzijds en waarbij de FET alleen in de positieve alternantie van de aangeboden wisselspanning schakelt.
7. Werkwijze of inrichting volgens conclusie 6 waarbij de FET of de transistor of de vacuumbuis alleen een deel van de positieve alternantie van de aangeboden wisselspanning schakelt.
8. Werkwijze of inrichting volgens een van de conclusies 1 t/m 7 waarbij de frequentie van de wisselspanning over de transducer zoals gemeten met een commercieel 35 verkrijgbare frequentieteller tenminste een factor 2 hoger is dan de wisselspanning die door de functiegenerator aan de versterker wordt geleverd .
9. Werkwijze of inrichting volgens een van de conclusies 1 t/m 8 waarbij de voeding 1036416 voor de ultrasone aansturing regelbaar is in het gebied van 0 Volt tot 400 Volt.
10. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 8 waarbij de voeding voor de ultrasone aansturing regelbaar is in het gebied van 0.1 Volt tot 50 Volt.
11. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 10 waarbij de voeding slecht afgevlakt is zodat een amplitudegemoduleerd of anderszins gemoduleerd signaal door de functiegenerator aan de versterker wordt gevoed.
12. Werkwijze of inrichting volgens een van de voorgaande conclusies 1 t/m 11 waarbij de functiegenerator een oscillator uit de hoogfrequent radiotechnologie zoals een 10 Collpits oscillator is. 15 20 25 30 35 1036416
NL1036416A 2008-10-10 2009-01-13 Werkwijze en inrichting voor overdracht van elektrische energie naar een transducer en toepassing van deze transducer ter behandeling van een fluidum. NL1036416C2 (nl)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1036416A NL1036416C2 (nl) 2009-01-13 2009-01-13 Werkwijze en inrichting voor overdracht van elektrische energie naar een transducer en toepassing van deze transducer ter behandeling van een fluidum.
PCT/NL2009/050615 WO2010041947A2 (en) 2008-10-10 2009-10-12 Method and device for transferring ultrasonic energy for treating a fluid and/or an object

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1036416 2009-01-13
NL1036416A NL1036416C2 (nl) 2009-01-13 2009-01-13 Werkwijze en inrichting voor overdracht van elektrische energie naar een transducer en toepassing van deze transducer ter behandeling van een fluidum.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1036416C2 true NL1036416C2 (nl) 2010-07-14

Family

ID=40974414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1036416A NL1036416C2 (nl) 2008-10-10 2009-01-13 Werkwijze en inrichting voor overdracht van elektrische energie naar een transducer en toepassing van deze transducer ter behandeling van een fluidum.

Country Status (1)

Country Link
NL (1) NL1036416C2 (nl)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2991400A (en) * 1958-04-22 1961-07-04 Philips Corp Ultrasonic transducer
EP0421439A2 (de) * 1989-10-05 1991-04-10 Firma J. Eberspächer Ultraschallzerstäuber
US5216338A (en) * 1989-10-05 1993-06-01 Firma J. Eberspacher Circuit arrangement for accurately and effectively driving an ultrasonic transducer

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2991400A (en) * 1958-04-22 1961-07-04 Philips Corp Ultrasonic transducer
EP0421439A2 (de) * 1989-10-05 1991-04-10 Firma J. Eberspächer Ultraschallzerstäuber
US5216338A (en) * 1989-10-05 1993-06-01 Firma J. Eberspacher Circuit arrangement for accurately and effectively driving an ultrasonic transducer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK1933937T3 (en) OPTIMIZATION OF THE CHARACTERISTICS OF AN ELECTRIC FIELD FOR ENHANCING FIELD EFFECT ON proliferating cells
JP4791036B2 (ja) 固体/液体分離とパルス型電界とを組み合わせた廃水処理
HK1069781A1 (en) Apparatus and process for sterilization of liquid media by means of uv irradiation and short-time heat treatment
US7481918B2 (en) Vibratory mixer
WO2008143893A1 (en) System and method for controlling an electromagnetic field generator
Ohrdes et al. A control system for ultrasound devices utilized for inactivating E. coli in wastewater
NL1036416C2 (nl) Werkwijze en inrichting voor overdracht van elektrische energie naar een transducer en toepassing van deze transducer ter behandeling van een fluidum.
RU2010114593A (ru) Устройство факоэмульсификации и способ его эксплуатации
JP2001252665A (ja) 排水処理装置
CN101507351A (zh) 用于对感应加热装置进行功率供给的方法和装置
ATE296262T1 (de) Vorrichtung zum behandeln von wasser
WO2018061494A1 (ja) 超音波振動子駆動装置およびメッシュ式ネブライザ
NL1037876C2 (nl) Werkwijze en inrichting voor het overdragen van ultrasone energie ter behandeling van een fluã¯dum en/of een object.
CN101085683A (zh) 电化法水处理系统的电源装置
TWI292985B (en) System and method of dynamically adjusting a rf generator to an instantaneous resonant frequency of a transducer,a transducer rf source and an rf generator
US20090090675A1 (en) Process to remove salt or bacteria by ultrasound
WO2010041947A2 (en) Method and device for transferring ultrasonic energy for treating a fluid and/or an object
JP7128407B2 (ja) 振動フィーダ
WO2012060692A1 (en) Wireless sound source, device and method for disinfecting a fluid
NL1036982C2 (nl) Werkwijze en inrichting voor overdracht van elektrische energie naar een transducer en toepassing van deze transducer ter behandeling van een fluidum.
JP2004283711A (ja) 水処理方法及び水処理装置
NL1035266C1 (nl) Werkwijze en inrichting ter verkrijging van een instelbare AC hoogspanning.
NL1042153B1 (nl) Werkwijze en inrichting voor een ultrasone transducer en overdracht van ultrasone energie naar water
WO2010062789A1 (en) Process to remove salt or bacteria by ultrasound
RU2208922C1 (ru) Устройство для обеззараживания навозных стоков

Legal Events

Date Code Title Description
V1 Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20130801