Optimálna prevádzková frekvencia ultrazvukového zariadenia

Všeobecne povedané, prevádzková frekvencia ultrazvukového zariadenia by mala byť frekvencia, ktorá produkuje najlepší aplikačný účinok. Napríklad zváranie plastov, kovov a spotrebného materiálu vo všeobecnosti funguje lepšie pri vyšších frekvenciách, ale to nie je jediná úvaha.

Ultrazvukové skalpely môžu poskytnúť optimálne rezné rýchlosti pri 20 kHz. Zariadenie však môže byť príliš veľké na to, aby chirurg mohol pohodlne pracovať. Preto aj keď je rýchlosť rezania znížená, je možné zvoliť vyššiu frekvenciu na zmenšenie veľkosti zariadenia.

Pretože nízkofrekvenčné prevodníky sú väčšie, čo umožňuje väčší objem keramiky, tieto systémy môžu dodávať viac energie, čo môže byť potrebné pre určité aplikácie (napr. zváranie veľkých plastových dielov).

Nižšie frekvencie majú dlhšie vlnové dĺžky, čo má za následok nižší stres pri danej amplitúde. Preto, ak hlava nástroja musí pracovať pri vysokých amplitúdach, kde sa môže vyskytnúť únava, mali by sa uprednostniť nižšie frekvencie.

Amplitúda

Ak sa vyžaduje vysoký výkon amplitúdy, mala by sa použiť nižšia frekvencia. Dôvodom je, že:

Výstup snímača je vyšší, takže je potrebné zabudovať menší zisk do ostatných komponentov zásobníka. To poskytuje väčšiu flexibilitu pri navrhovaní týchto ďalších komponentov zásobníka.

Keďže stres je nižší (vyššie), je možné pracovať pri vyšších amplitúdach bez únavového zlyhania.

Dostupnosť vybavenia

Ultrazvukové aplikácie vo všeobecnosti nie sú veľmi citlivé na frekvenčné rozdiely niekoľkých kilohertzov. Preto je bežné nájsť prijateľné frekvencie dostupné s off-the-shelf zariadením, zvyčajne v prírastkoch 5 kHz (napr. 20 kHz, 25 kHz, 30 kHz, 35 kHz, 40 kHz). Napríklad aplikácia môže mať optimálnu frekvenciu 22,5 kHz, ale funguje prijateľne pri 20 kHz alebo 25 kHz.

Stáť

Vysokofrekvenčné zariadenia zvyčajne stoja menej ako nízkofrekvenčné zariadenia.

Zdravý

Väčšina ľudí má obmedzené vnímanie zvukov nad 18 kHz alebo dokonca 20 kHz. Existujú však výnimky. Napríklad ultrazvukový šijací stroj pôvodne navrhnutý pre 20 kHz, ale niektoré ženské operátorky sa sťažovali, že počuli vibrácie. Nakoniec sa frekvencia zvýšila o niekoľko kilohertzov na vyriešenie problému.

Vládne nariadenia

V priebehu času sa objavilo mnoho vládnych nariadení týkajúcich sa vystavenia hluku. Ak ultrazvukové zariadenie pracuje pri frekvencii 18 kHz alebo menej, na obmedzenie expozície sa často vyžaduje zvukový kryt alebo osobná ochrana sluchu. Aby sa zabránilo potrebe ochrany zvuku, prevádzková frekvencia môže byť mierne zvýšená, aj keď nemusí byť optimálna pre aplikáciu.

Avšak aj niektoré aplikácie s frekvenciou 20 kHz alebo vyššou stále produkujú zvukový hluk. Napríklad aplikácie na manipuláciu s kvapalinou môžu vytvoriť kavitáciu, ktorá vytvára syčajúci zvuk. Zásuvná aplikácia vytvára zvukový hluk, keď roh búcha proti kovovému zásuvnej časti. V závislosti od expozície sa môže vyžadovať zvukový kryt alebo osobná ochrana sluchu.