SE456971B

SE456971B - ULTRASOUND INSTRUMENTS

Info

Publication number: SE456971B
Application number: SE8701117A
Authority: SE
Inventors: Douglas H Mcqueen
Original assignee: Douglas H Mcqueen
Priority date: 1987-03-18
Filing date: 1987-03-18
Publication date: 1988-11-21
Also published as: SE8701117L; EP0351416B1; WO1988006927A1; ATE82530T1; DE3876093D1; SE8701117D0; EP0351416A1

Abstract

Apparatus for exciting a liquid in a vessel by ultrasound for cleaning and/or penetration of an object at least partially immersed in the liquid, and including at least one ultrasonic transducer arranged in contact with the vessel. The apparatus is characterized by the diameter's or diagonal's of the ultrasonic transducer's contact surface against the vessel being less than or equal to the bending wave wavelength in the vessel material and sound wavelength in the liquid.

Description

15 20 25 30 35 456 971 2, Deras uppkomst hänger samman med sättet att_ utforma ultra- ljudsgivaren (vanligen innehållande en eller flerapiezoelektriska kristaller) och dess anslutning mot kärlet.Undertonerna är således inte orsakade av det elektriska kraftsystemet i sig, utan har ett akustiskt ursprung. Their origin is related to the way of designing the ultrasonic transducer (usually containing one or more piezoelectric crystals) and its connection to the vessel. The undertones are thus not caused by the electric power system itself, but have an acoustic origin.

Idag finns två konstruktioner på marknaden. Den vanligaste är cylindersymmetrisk och ärfäst vid kärlets undersida. Ett konformat framstycke limmas mot kärlet med konens bas (typisk diameter 45 mm) som anliggningsyta. Den andra ändan av konen (typisk diameter 35 mm) ansluts mot en eller ett par piezo- elektriska kristaller. Konens höjd är omkring 18 mm.I ett utförande finns två piezokristaller med- diameter 35 mmoch tjocklek 6 mm staplade på varandra. På piezokristallernasbaksida finns en kort cylinder (bakstycke), diametern 35 mmoch tjocklek 10 mm. Denna givare hålls ihop av en bult som gár längst givarens centrumaxel. Elektroder förser piezokristallernamed spänning. den totala tjockleken är 40 mm, och givaren har en arbetsfrekvens på 40 lkHw, motsvarande en svängningsresonans i givaren. I denna utformning betecknas framstycket som positivtkonat. Denna givare förmår transmittera högst ca 50 watt ultraljud till badet, enligt tillverkaren. Den troliga orsakentill denna begränsning är att ultraljudet måste transmitteras genom en begränsad yta (diameter 45 mm) till badet, varför intensiteten blir hög. När denna intensitet blir för hög bildas en gkavitationskudde i vätskan utanför givaren, som effektivt begränsar effektöverföringen Theodor F Hueter & Richard H Bolt,Sonics, Wiley, New York, 1955, sidan 232). Om man behöver mer ultraljudseffekt i badet, man anbringa flera givare. måste Den andra typen av givare betecknas som en pannkaka innehållande en piezoelektrisk kristall i form av en platta som anbringas mot kärlet med dess plansida som anliggningsyta. En sådan givare har en diameter av storleksordningen 40 mm. Sådana givare är mycket enkla, men har en reletivt låg verkningsgrad, varför de används främst i applikationer där den önskade ultraljudseffekten är låg.Today there are two constructions on the market. The most common is cylinder symmetrical and attached to the underside of the vessel. A cone-shaped front piece is glued to the vessel with the base of the cone (typical diameter 45 mm) as the contact surface. The other end of the cone (typical diameter 35 mm) is connected to one or a pair of piezoelectric crystals. The height of the cone is about 18 mm. In one embodiment, two piezo crystals with a diameter of 35 mm and a thickness of 6 mm are stacked on top of each other. On the back of the piezo crystals there is a short cylinder (back piece), diameter 35 mm and thickness 10 mm. This sensor is held together by a bolt that runs along the center axis of the sensor. Electrodes supply the piezocrystals with voltage. the total thickness is 40 mm, and the sensor has a working frequency of 40 lkHw, corresponding to an oscillation resonance in the sensor. In this design, the front piece is referred to as positive cone. This sensor is capable of transmitting a maximum of about 50 watts of ultrasound to the bath, according to the manufacturer. The probable reason for this limitation is that the ultrasound must be transmitted through a limited area (diameter 45 mm) to the bath, so that the intensity becomes high. When this intensity becomes too high, a cavitation pad is formed in the liquid outside the transducer, which effectively limits the power transmission Theodor F Hueter & Richard H Bolt, Sonics, Wiley, New York, 1955, p. 232). If you need more ultrasonic effect in the bath, you apply several sensors. The second type of sensor must be referred to as a pancake containing a piezoelectric crystal in the form of a plate which is applied to the vessel with its flat side as the abutment surface. Such a sensor has a diameter of the order of 40 mm. Such sensors are very simple, but have a relatively low efficiency, which is why they are mainly used in applications where the desired ultrasonic effect is low.

Den akustiska böjvågslängden i dessa kärl är omkring 10 mm för 10 15 20 25 30 35 456 971 frekvenser omkring 40 kﬂw. Anliggningsytorna hos givarna ovan är därför flera böjvågsländer stora, och ungefär lika stora som en ljudvågslängd i vatten vid dessa frekvenser. Detta gör att det ultraljud som alstras i givarna stràlas ut mot fluidumet genom just denna yta, så att ultraljudets intensitet är ungefär ultraljudseffekten dividerad med anliggningsytan. Vidare innebar detta att en "skuggvinkel" bildas, så att endast den del av badets volym som finns inom en beräkningsbar vinkel fràn norma1en(vanligen mellan 45 och 60 grader) bestràlas direkt med ultraljud. För att få ett starkt ultraljudsfält i fluidemet màsteintensiteten utanför givaren fluidumet vara hög.The acoustic bending wavelength in these vessels is about 10 mm for 10 15 20 25 30 35 456 971 frequencies about 40 k ﬂ w. The abutment surfaces of the transducers above are therefore several bending wave states large, and about as large as a sound wavelength in water at these frequencies. This means that the ultrasound generated in the sensors is radiated towards the fluid through this very surface, so that the intensity of the ultrasound is approximately the ultrasonic effect divided by the contact surface. Furthermore, this meant that a "shadow angle" was formed, so that only the part of the volume of the bath which is within a calculable angle from the norm (usually between 45 and 60 degrees) is irradiated directly with ultrasound. In order to have a strong ultrasonic field in the fluid, the intensity outside the sensor must be high.

Det är just denna höga ultraljudsintensitet som ger upphov till undertoner och hörbart ljud. Höga ultraljudsintensiteter bör man undvika, dels därför att de innebär en begränsning på den effekt som kan transmitteras till badet, och dels därför att de ger upphov till undertoner och hörbartljud. Det senare har studerats ingående av Werner Lauterborn mfl (se exempelvis Physic Today, January 1986, sid S-4, och referenser däri). Givaren enligt uppfinningen är så konstruerad att denna höga intensitet inte föreligger och undertonerna uteblir. Detta har ástadkommits genom att tillverka en givare som närmast motsvarar den första av de tvâ givarna ovan, men med ett negativt konat framstycke, enligt figur 1. Resultatet är att ultraljudet stràlas in i fluidumet från kärlets alla begränsningsytor, varvid intensiteten hàlles låg medan den totala effekten förblir hög, eller t o m kan höjas.It is precisely this high ultrasonic intensity that gives rise to undertones and audible sound. High ultrasonic intensities should be avoided, partly because they limit the power that can be transmitted to the bath, and partly because they give rise to undertones and audible sounds. The latter has been studied in detail by Werner Lauterborn et al (see, for example, Physic Today, January 1986, page S-4, and references therein). The sensor according to the invention is so constructed that this high intensity does not exist and the undertones are absent. This has been achieved by manufacturing a sensor that most closely corresponds to the first of the two sensors above, but with a negative tapered front piece, according to Figure 1. The result is that the ultrasound is irradiated into the fluid from all the confinement surfaces of the vessel, keeping the intensity low while the total the effect remains high, or even can be increased.

Effektbegränsningen per givare uteblir, Ultraljudsbadet enligt uppfinningen är tyst. liksom skuggvinkeln.The power limit per sensor is absent, the ultrasonic bath according to the invention is silent. as well as the shadow angle.

Nya rön visar att högre ultraljudsfrekvenser (över ca 50 kHz) kan vara effektivare för exempelvis rengöring av molekyler smuts från metallytor an lägre ultraljudsfrekvenser (under ca 50 kHz) (D H McQueen, Ultrasonios 24, 273 (1986)). Ultraljudsgivaren enligt uppfinningen är så konstruerad att den kan användas vid flera olika arbetsfrekvenser, exempelvis ca 45 kHz, ca 100 kHz, och ca 170 kHz, till och med samtidigt. Detta har gjorts i ett bestämt syfte: att kunna arbeta med låga och höga ultraljudsfrekvenser samtidigt. Det visade sig att kombinationen av làga och, höga d45e 971 7 10 15 20 25 30 35 ultraljudsfrekvenser samtidigt ger en snabbare och därmed effektivare rengöring än en enda frekvens, förutsatt att den totala ultraljudseffekten i de bägge fallen är väsentligen den densamma. Detta är ett viktigt kännetecken hos uppfinningen.New findings show that higher ultrasonic frequencies (above about 50 kHz) can be more effective for, for example, cleaning molecules of dirt from metal surfaces than lower ultrasonic frequencies (below about 50 kHz) (D H McQueen, Ultrasonios 24, 273 (1986)). The ultrasonic transmitter according to the invention is designed so that it can be used at several different operating frequencies, for example about 45 kHz, about 100 kHz, and about 170 kHz, even simultaneously. This has been done for a specific purpose: to be able to work with low and high ultrasonic frequencies at the same time. It was found that the combination of low and high ultrasonic frequencies simultaneously provides a faster and thus more efficient cleaning than a single frequency, provided that the total ultrasonic effect in both cases is substantially the same. This is an important feature of the invention.

Uppfinningens ändamål och viktigaste kännetäcken Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstakomma en apparat som kan alstra en tyst ultraljudsgivare som kan transmittera höga ultraljudseffekter till fluider och som kan användas vid flera olika frekvenser, antingen en och en eller i kombination.OBJECTS AND MAIN FEATURES OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide an apparatus which can produce a silent ultrasonic sensor which can transmit high ultrasonic effects to fluids and which can be used at several different frequencies, either one by one or in combination.

Ultraljudseffekten i ett fluidum i ett kärl förblir hög samtidigt som ultraljudsintensiteten vid kärlets begränsningsytor hålles relativt låg. Detta leder till att undertoner uteblir och till att ulraljudsbestrålningen av ett föremål i fluidumet sker från många olika håll samtidigt. Apparaten kännetecknas av att diametern resp. diagonalen på ultraljudsgivarens anliggningsyta (1) mot kärlet är mindre än eller lika med böjvågslängden i kärlets material och ljudvågslängden i vätskan.The ultrasonic effect in a fluid in a vessel remains high while the ultrasonic intensity at the confinement surfaces of the vessel is kept relatively low. This leads to the absence of undertones and to the ultrasonic irradiation of an object in the fluid taking place from many different directions simultaneously. The device is characterized in that the diameter resp. the diagonal of the abutment surface (1) of the ultrasonic transducer against the vessel is less than or equal to the bending wavelength of the vessel material and the sound wavelength of the liquid.

Beskrivning av ritningarna Uppfinningen kommer i det följande att närmare beskrivas med hänvisning till några bifogade ritningar visande ett utförings- exempel samt resultat av vetenskapliga försök med prototyput- rustningar.Description of the drawings The invention will be described in more detail below with reference to some accompanying drawings showing an exemplary embodiment and the results of scientific experiments with prototype equipment.

Figur 1 visar en variant av en givare enligt uppfinningen. Den består i huvudsak av ett framstycke 3 med en negativt konat utformning 2 mot givarens anliggningsyta 1 mot kärlet, en piezoelektrisk kristall 5 och en elektrod 4, och ett bakstycke 6.Figure 1 shows a variant of a sensor according to the invention. It consists essentially of a front piece 3 with a negative conical design 2 against the abutment surface 1 of the sensor against the vessel, a piezoelectric crystal 5 and an electrode 4, and a back piece 6.

Figur 2 visar matresultat framtagna med ett prototypinstrument enligt uppfinningen. Mätresultaten visar att ultraljudsinstru- mentet enligt uppfinningen gör metallytor rena snabbare än dagens kommersiella instrument.Figure 2 shows food results produced with a prototype instrument according to the invention. The measurement results show that the ultrasonic instrument according to the invention cleans metal surfaces faster than today's commercial instruments.

Beskrivningjv utföringsexempel av 10 15 20 25 30 35 456 971 En givare enligt uppfinningen visas i ett utförande i figur l.Description of an embodiment of a sensor according to the invention is shown in an embodiment in Figure 1.

De mätresultat som visas i figur 2 har erhållits med en givare väsentligen konstruerad enligt vad som visas i figur l. Denna givare hade en anliggningsyta l med diameter 7 mm. Framstycket 3 tillverkades i duraluminium, som har för metaller relativt låg akustisk impedans. Framstyckets totala längd var 25 mm, och den negativt konade delen 2 hade en längd av ll mm. Koningen bör uppvisa en kontinuerlig övergång mellan den stora diametern (25 mm) och den mindre (7 mm). Givarens bakstycke 6 är tillverkad i stål, som har en för metaller relativt hög akustisk impedans.The measurement results shown in Figure 2 have been obtained with a sensor substantially constructed as shown in Figure 1. This sensor had an abutment surface 1 with a diameter of 7 mm. The front piece 3 was made of duralumin, which has a relatively low acoustic impedance for metals. The total length of the front piece was 25 mm, and the negatively conical part 2 had a length of 11 mm. The cone should have a continuous transition between the large diameter (25 mm) and the smaller (7 mm). The sensor back piece 6 is made of steel, which has a relatively high acoustic impedance for metals.

Den är 24,9 mm lång. Således bör framstycket tillverkas i material med låg akustisk impedans, och bakstycket i hög akustisk impedans. Mellan framstycket och bakstycket anbringas en piezoelektrisk kristall 5 (tjocklek 2 mm) och en elektrod 4. I de givare som användes i experimenten fanns också en tunn keramik- för att elektriskt isolera framstycket av säkerhetsskäl. Elektrisk ström med önskad frekvens kopplas till givaren i figur 1 medelst elektroden och bakstycket. I experimentet användes en givare med två på varandra staplade piezoelektriska kristaller med ytteligare två elek- troder. Givaren enligt figur 1 har visats sig ha en något högre verkningsgrad än givaren i exprimenten. skiva mellan elektroden och framstycket, Hela givaren är ihoplimmad med värmehärdad epoxylim, till skillnad mot de flesta kommersiella givare som hålls ihop medelst en central bult. Det har visat sig att limmet fungerar bra och underlättar tillverkningen. Givarens anliggningsyta 1 limmas mot stålkärlet (väggtjocklek ca 0,4 mm) med detta lim. I detta utförande är givarens tre lägsta svängningsresonanser ca 45 kHz, ca 100 kHz, och ca 170 kHz. En och samma givare kan användas för vilken som helst av dessa frekvenser, och den kan leverera drygt 100 watt akustisk effekt till ett vattenbad i det anbringade kärlet.It is 24.9 mm long. Thus, the front piece should be made of low acoustic impedance material, and the high acoustic impedance back piece. Between the front piece and the back piece, a piezoelectric crystal 5 (thickness 2 mm) and an electrode 4 are placed. In the sensors used in the experiments, there was also a thin ceramic to electrically insulate the front piece for safety reasons. Electrical current with the desired frequency is connected to the sensor in figure 1 by means of the electrode and the back piece. The experiment used a sensor with two stacked piezoelectric crystals with an additional two electrodes. The sensor according to Figure 1 has been shown to have a slightly higher efficiency than the sensor in the experiments. disc between the electrode and the front piece, The entire sensor is glued together with heat-cured epoxy glue, unlike most commercial sensors which are held together by a central bolt. It has been shown that the glue works well and facilitates production. The contact surface 1 of the sensor is glued to the steel vessel (wall thickness approx. 0.4 mm) with this glue. In this embodiment, the sensor's three lowest oscillation resonances are about 45 kHz, about 100 kHz, and about 170 kHz. One and the same sensor can be used for any of these frequencies, and it can deliver just over 100 watts of acoustic power to a water bath in the mounted vessel.

Givetvis kan givaren ges andra dimensioner, beroende på vilka frekvenser man önskar generera och vilka effekter man vill kunna Givaren behöver heller inte vara ihoplimmad, hantera . utan kan 10 15 20 25 30 35 456 971 bultas ihop. Vidare kan man byta ut de olika materialen (duralu- minium och stål) mot andra material om så är önskvärt i viss tillämpning. Man behöver inte använda piezoelektriskt material som omvandlarelement, utan magnetostroktiva material och andra material kan användas. Det viktiga är att givarens anliggningsyta 1 är mindre än eller av samma storleksordning som böjvågslängden i kärlet eller ljudvåglängden i det fluidum som skall exciteras med ultraljudet.Of course, the sensor can be given other dimensions, depending on which frequencies you want to generate and what effects you want to be able to. The sensor also does not need to be glued together, handle. but 10 15 20 25 30 35 456 971 can be bolted together. Furthermore, the different materials (durum aluminum and steel) can be replaced with other materials if desired in a certain application. It is not necessary to use piezoelectric material as a transducer element, but magnetostructive materials and other materials can be used. It is important that the contact surface 1 of the sensor is smaller than or of the same order of magnitude as the bending wavelength in the vessel or the sound wavelength in the fluid to be excited with the ultrasound.

En 0,6mm tjock keramikskiva har placerats mellan framstycket och elektroden för att isolera framstycket och kärlet elektriskt från det elektriska systemet. Man kan givetvis använda andra material än just keramik, och andra tjocklekar. Det kan också vara fördelaktigt att utnyttja keramikskivan (eller motsvarande) i ett mekaniskt stödsystem för givaren som helhet. Som bekant, bör man undvika mekaniska kontakter till ultraljudsgivare som kan störa resonansbilden eller suga bort ultraljudet på ett icke önskvärt sätt. Ett sätt att åstakomma en mekanisk kontakt som inte är behäftad med dessa nackdelar är att anbringa det mekaniska, stödet i eller nära en hastighetsnod i givaren.A 0.6 mm thick ceramic plate has been placed between the front piece and the electrode to insulate the front piece and the vessel electrically from the electrical system. You can of course use other materials than just ceramics, and other thicknesses. It can also be advantageous to use the ceramic disc (or equivalent) in a mechanical support system for the sensor as a whole. As is well known, mechanical contacts to ultrasonic transducers that could interfere with the resonant image or suck away the ultrasound in an undesirable manner should be avoided. One way to achieve a mechanical contact that does not suffer from these disadvantages is to place the mechanical, the support in or near a speed node in the sensor.

Keramikskivan är belägen nära en sådan nod, och kan därför användas som stödpunkt utan att störa givarens funktion i övrigt.The ceramic disc is located near such a node, and can therefore be used as a support point without disturbing the sensor's function in any other way.

I figur 2 visas mätresultat erhållna med givare väsentligen enligt givaren i figur 1. Här visas hur fort ett fingeravtryck från en titanyta bearbetas med ultraljud (ca 40 watt i 0,9 liter vatten vid 25°C, eller ekvivalenta effekter i större bad). Längst vertikalaxeln visas hur många procent av fingeravtrycken har försvunnit (uppmätt elektroniskt medelst Galvani-potentialen, se exempelvis D H McQueen, "Electrochemical evaluation of ultrasonic cleaning: the Galvani potential", Ultrasonics gg, 49 (1986), och längst horisontalaxeln visas tiden. Den längsta kurvan, utan symboler, har erhållits i ett kommersiellt instrument som arbetar med en frekvens på 47 kﬂw och som alstrar starka hörbara toner.Figure 2 shows measurement results obtained with sensors essentially according to the sensor in Figure 1. Here is shown how quickly a fingerprint from a titanium surface is processed with ultrasound (approx. 40 watts in 0.9 liters of water at 25 ° C, or equivalent effects in larger baths). Along the vertical axis is shown what percentage of the fingerprints have disappeared (measured electronically by the Galvani potential, see for example DH McQueen, "Electrochemical evaluation of ultrasonic cleaning: the Galvani potential", Ultrasonics gg, 49 (1986), and along the horizontal axis the time is shown. the longest curve, without symbols, has been obtained in a commercial instrument that operates at a frequency of 47 k ﬂ w and which produces strong audible tones.

De övriga kurvorna har erhållits med tysta ultraljudsinstrument enligt uppfinningen. Kurvan. märkt "+" gäller 45 kHz; kurvan märkt med rutor gäller 100 kHz: kurvan märkt med trianglar gäller 170 kHz. Den högsta kurvan, märkt med "x", gäller en kombination 10 15 20 25 30 35 456 971 av 45 kHz ultraljud (halva effekten) och 170 kHz ultraljud (halva effekten), med total ultraljudseffekt lika med den ultraljudsef- fekt som användes för de tre andra matningarna enligt uppfinnin- gen. Liknande kurvor har erhållits för industriell polerpasta i stället för fingeravtryck. Förloppet går fortare när man använder högre temperaturer och bättre lösningsmedel.The other curves have been obtained with silent ultrasonic instruments according to the invention. The curve. marked "+" applies to 45 kHz; the curve marked with squares applies to 100 kHz: the curve marked with triangles applies to 170 kHz. The highest curve, marked with "x", applies to a combination of 45 kHz ultrasound (half power) and 170 kHz ultrasound (half power), with total ultrasonic power equal to the ultrasonic power used for the other three feeds according to the invention. Similar curves have been obtained for industrial polishing paste instead of fingerprints. The process is faster when using higher temperatures and better solvents.

Det är klart att det kommersiella instrumentet uppvisar den sämsta rengöringsförmågan. Detta kan bero på att ultraljudet strålas in i badet från en begränsad yta definierad av givarens anliggningsyta, varvid en skuggvinkel uppstår. Föremålet för rengöringen bestrålas huvudsakligen från en enda riktning. De övriga kurvorna, för instrument enligt uppfinningen, visar stigande rengöringseffektivetet. När frekvensen höjs får man snabbare rengöring, i enlighet med den teori som framlades av 273 (1986)). Den högsta kurvan visar något nytt. Man skulle kunna tänka sig att en samtidig kombi- nation av låga och höga ultraljudsfrekvenser skulle ge resultat som motsvarar ett medelvärde av dessa två frekvenser var för sig.It is clear that the commercial instrument exhibits the worst cleaning ability. This may be because the ultrasound is radiated into the bath from a limited area defined by the abutment surface of the sensor, whereby a shadow angle occurs. The object of cleaning is irradiated mainly from a single direction. The other curves, for instruments according to the invention, show increasing the cleaning efficiency. When the frequency is increased, cleaning is obtained faster, in accordance with the theory presented by 273 (1986)). The highest curve shows something new. It is conceivable that a simultaneous combination of low and high ultrasonic frequencies would give results corresponding to an average of these two frequencies separately.

Sá är inte fallet, utan man får ett oväntat och positivt resultat. Orsaken till detta oväntade positiva resultat är okänd.Den kan upprepas med industriell polerpasta på titanytor.This is not the case, but you get an unexpected and positive result. The reason for this unexpected positive result is unknown. It can be repeated with industrial polishing paste on titanium surfaces.

Givaren enligt uppfinningen är synnerligen väl lämpad för att utnyttja detta positiva resultat, då den kan användas vid två eller flera frekvenser samtidigt. Givetvis är det lämpligt att frekvenserna skall vara olika, exempelvis skall den ena frekven- sen vara minst femtio procent högre en den andra. Detta utesluter i och för sig inte att man väljer 20 kHz och 30 kHz, men det framgår av figur att det vore bättre att arbeta med den ena frekvensen vara minst femtio procent högre än den andra. Detta utesluter i och för sig inte att man väljer 20 kHz och 30 kHz, men det framgår av figur 2 att det vore bättre att arbeta med den ena frekvenser mellan ca 30 kHz och ca 50 kHz, frekvensen över ca 100 kHz.The sensor according to the invention is particularly well suited for utilizing this positive result, as it can be used at two or more frequencies simultaneously. Of course, it is appropriate that the frequencies should be different, for example, one frequency should be at least fifty percent higher than the other. This in itself does not preclude choosing 20 kHz and 30 kHz, but it appears from the figure that it would be better to work with one frequency being at least fifty percent higher than the other. This in itself does not exclude the choice of 20 kHz and 30 kHz, but it appears from Figure 2 that it would be better to work with one frequency between about 30 kHz and about 50 kHz, the frequency over about 100 kHz.

McQueen (Ultrasonics gå, och den andra Man skall inte glömma att högre och att högre frekvenser kan bättre tränga in i trånga utrynunen i tillexempel fin mekanik än vad lägre frekvenser kan göra. frekvenser kan vara mer effektiva vid rengöring, 10 15 456 971 Uppfinningen är givetvis inte begränsad till de ovan angivna exemplen utan kan varieras inom ramen för de principerna som har berörts. Vidare är uppfinningens tillämpning inte begränsad till rengöring av fasta föremål i vätske bad, typ finmekanik, elektriska och elektroniska kompotenter (kretskort, keramik- substrat, kiselskivor, integrerade kretsar, etc), optiska komponenter (linser, filter, fiberoptik, etc), mm, även om ultraljud har visat sig vara utmärkt bra för rengöring. av ytmonterade kretskort (se Jan Wimpemyr & Carl Gunnar Bergendahl, “tvättning av ytmonterade kretskort", IVF Resultat 85612, september 1985 (Sveriges Mekanförbund). Uppfinningen kan med fördel tillämpas inom processindustrier, exempelvis vid elektro- kemiska processer typ elektroplátering, biokemiska processer typ cellodling, katalytiska processer typ avloppsrening, separerings- processer typ ultrafiltrering kromatografi, utläkningsprocesser, mm. Vidare är det frekvensomfàng som avses här inte begränsad vare sig nertill eller upptill. Givarens effekt kan utökas till flera hundra watt eller minskas till ett fåtal watt, exempelvis genom att ändra givarens diameter. 14./McQueen (Ultrasonics go, and the other One should not forget that higher and higher frequencies can penetrate better into the narrow utrynun in for example fine mechanics than lower frequencies can do. Frequencies can be more efficient in cleaning, 10 15 456 971 The invention is of course not limited to the above examples but can be varied within the scope of the principles discussed.Furthermore, the application of the invention is not limited to the cleaning of solid objects in liquid baths, such as fine mechanics, electrical and electronic components (circuit boards, ceramic substrates, silicon wafers). , integrated circuits, etc), optical components (lenses, filters, fiber optics, etc.), etc., although ultrasound has proven to be excellent for cleaning surface-mounted circuit boards (see Jan Wimpemyr & Carl Gunnar Bergendahl, “washing surface-mounted circuit boards ", IVF Result 85612, September 1985 (Swedish Mechanical Engineering Association). The invention can be advantageously applied in process industries, for example in electrochemical processes such as electroplating, biochemical processes such as cell culture, catalytic processes such as sewage treatment, separation processes such as ultrafiltration, chromatography, healing processes, etc. Furthermore, the frequency range referred to here is not limited either at the bottom or at the top. The sensor's power can be increased to several hundred watts or reduced to a few watts, for example by changing the sensor's diameter. 14./

Claims

Q 456 971 PATENT REQUIREMENTS

Apparatus for moving a liquid present in a vessel by means of ultrasound for cleaning and / or penetration of an object at least partially immersed in the liquid, and comprising at least one ultrasonic sensor (1-6) arranged in fixed contact with the vessel, characterized by the fact that the diameter resp. the diagonal of the abutment surface (1) of the ultrasonic transducer against the vessel is less than or equal to the bending path length in the vessel material and the sound wave length in the liquid.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the ultrasonic sensor is arranged to emit a combination of high and low frequencies, either superimposed from the same sensor or different frequencies from different sensors.

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the front piece (3) of the sensor connected to the vessel at one end portion is designed as a truncated cone or the like with a concave mantle surface (2), that the top surface (1) of the cone is abutment surface against the vessel, which is fixedly connected to the abutment surface via a dressing, preferably an adhesive dressing.