恒温密闭超声波反应器

电化学是从研究电能与化学能的相互转换开始形成的。随着科学技术的发展,特别是能源、计算机、新材料和生物技术的发展,电化学学科获得了进一步的发展与提高[1]。电化学是一门重要的边沿科学,与其它学科如电子学、固体物理学、生物学等学科有密切的联系,出现了电分析化学、催化电化学、量子电化学、半导体电化学、腐蚀电化学、生物电化学等分支。　　 超声波是指频率范围在20～106kHz的机械波,波速一般约为1500m/s,波长为10～0.01cm。超声波化学又称声化学,主要是指利用超声能量加速和控制化学反应,提高反应产率和引发新的化学反应,是声学与化学相互交叉渗透而发展起来的一门新兴的边缘学科,是声学和化学的前沿学科之一。超声化学的主要研究领域包括超声电化学、超声合成化学和超声高聚物化学等。　　 超声电化学将超声辐照与电化学方法相结合,兼有两者的优点。它可以通过控制电流的大小、反应温度的高低、超声功率的强弱等各种参数达到控制纳米材料的尺寸和形状的目的。最近以来,科学家发现超声电化学是一种高效的合成纳米材料的新方法,已合成Zn、Cu、Cu-Zn、Ni-Fe等金属及合金纳米粒子。Reisse和他的合作者在1995年首次用超声电化学的技术制备了金属超细粒子,用这种技术他们也合成了MnO2和CdTe。Gedanken课题组用这种方法合成了MoS2纳米材料。朱俊杰等制备了Pb-Se和各种形态的银纳米粒子(包括球形、棒状、枝晶、纳米线)。Mastai等用脉冲电化学法合成CdSe纳米粒子。这种方法可有效地控制材料尺寸和形状、加速传质、提高反应速率、清洁电极表面。由于该方法简单、快速、无污染,已成为合成纳米材料的一种有效手段。近年来,超声波诱导电化学反应研究发展很快,已成为超声化学和电化学的前沿研究领域之一。1 　　 超声波作用原理　　 超声波的波长远大于分子尺寸,它不能直接对分子起作用,而是通过周围环境的物理作用转而影响分子,所以超声波的作用与其作用的环境密切相关。超声波是由一系列疏密相间的纵波构成的,并通过液体介质向四周传播。超声波在介质中传播时的平均声功率可以由下式计算:　　 W=1/2ρCV2S=1/2PAV0S式中:W是声波在介质中传播时的平均声功率,w ρ是介质的密度,kg/m3 C是声波在介质中的传播速度,m/s V是介质质点的振动速度,m/s S是垂直于声波传播方向的介质面积,m2 PA是交变声压幅值,Pa V0是介质的体积,m3。由此式可知,超声波具有比普通声波强大得多的功率,这就是超声波在众多领域中能够获得广泛应用的重要原因之一。超声波在液体介质中的巨大能量能使介质质点获得很大的加速度,还能引起空化作用。超声空化是指在声波作用下,存在于液体中的微小气泡(空穴)所发生的一系列动力学过程:振荡、扩大、收缩乃至崩溃。声空化过程是集中声场能量并迅速释放的过程。空化气泡的寿命约0.1μs,它在爆炸时可释放出巨大的能量,并产生速度约110m/s,具有强烈冲击力的微射流,使碰撞密度高达1.5kg/s。空化气泡在爆炸的瞬间产生约4000K和100Mpa的局部高温高压环境,冷却速度可达109K/s。超声波的空化作用和传统搅拌技术相比更容易实现介质均匀混合,消除局部浓度不均匀,提高反应速度,刺激新相的形成,对团聚体还可以起到剪切作用。超声空化是许多超声波应用的物理基础,特别是声化学反应的主动力。2 　　 超声波作用类型　　　　 超声辐照作为一种辅助实验手段,大体可分为两种类型:直接超声和间接超声。两种类型装置各有优缺点。2.1 　　 直接超声此类型反应器为探针系统,亦称为号角系统,也称变幅杆式声化学反应器。这种设备是将超声换能器驱动的变幅杆的发射端(也称探头),直接浸入反应液体中,使声能直接进入反应体系,而不必通过清洗槽的反应器壁进行传递。其优点是能够将大量的能量直接输送到反应介质,通过改变输送到换能器的幅度加以调制。其缺点是探针尖的侵蚀和凹陷,使反应溶液污染。2.2 　　 间接超声　　此类型反应器为超声浴槽,主要用于清洗反应器皿和电极等。经典的超声浴槽将换能器附接在浴底,也可将换能器浸在浴槽中。超声浴槽比较方便和廉价,广泛应用于超声化学研究中。与直接超声相比,使用间接超声到达反应器皿的超声功率相对较小。此外,由于到达反应介质的功率在很大程度上依赖于样品在浴槽中所放的位置,所以实验重现性差。使用浴槽体系的另一个缺点是反应器皿周围的流体的耦合使温度增加,使保持等温条件困难。3 　　 超声波对电化学反应的影响　　 在应用电化学领域,超声波在电有机合成、电化学分析、有毒化合物的降解和废水处理等方面有着广泛的应用前景。一般认为,超声波对电化学反应的影响主要有以下几个方面:1)通过超声空化微射流形成对溶液的强烈搅拌作用,从而提高电极表面的传质速率 2)由于空化产生的瞬间高温高压而使反应物分解成活性较高的自由基 3)改变反应物在电极表面的吸附过程 4)空化泡崩溃产生的微射流对电极表面形成连续的现场活化。由于超声波能够强化电化学的传质过程,提高电极电流的响应效果,因此在微量组分的分析方面可以提高其检测范围。

一、设备名称：激光腔镜超声波清洗机；二、设备型号：VGT-1407FS；三、设备用途：清洗激光腔镜表面污垢、并干燥；四、设备能力: 节拍3～11分钟(可依据生产进度调节)；五、设备描述： VGT-1407FS为激光腔镜超声波清洗系统，设备共有14个功能槽，配置有浸泡系统、循环过滤系统、自动恒温系统抛动系统、超声波清洗系统、慢拉脱水系统、热风烘干系统、密闭气缸门系统、抽风装置等。设备采用环保型水溶剂洗涤、纯水漂洗，为环保型清洗机； 清洗过程中工件通过超声波高频产生的“气化现象”的冲击和系统自身不停地作上下运动，增加了液体的摩擦，从而使工件表面的污垢能够迅速脱落，实现其高清洁度的目的。六、清洗流程 1超声浸泡洗（抛动） → 2超声洗剂洗（抛动） →3超声洗剂清洗（抛动） →4超声回用纯水漂洗（抛动） →5超声洗剂漂洗（抛动）→ 6超声洗剂洗（抛动） →7超声强碱漂洗（抛动） →8超声纯水漂洗（抛动） →9超声纯水漂洗（抛动） →10超声纯水漂洗（抛动） →11超声纯水漂洗（抛动） →12超声纯水漂洗（抛动） →13慢拉脱水 →14热风烘干或离心脱水。七、如何测试激光腔镜超声波清洗系统的作业能力1、激光腔镜超声波清洗机作业能力的衡量指标有很多，空化强度和谐振频率都包括在内，当然要测量出其具体大小也能判断超声波清洗机的状态。这两大指标有不同的表示方法，与其相关的因素也是不同的，需要针对性的进行说明。2、超声波清洗机所产生的空化强烈程度与两方面有关，一是气泡崩溃所产生的机械力，而就是气泡的多少。而这些因素与清洗过程中的温度、压力等都有密切的联系。3、这都有专门的装置来完成，在测量的时候，只需要保持信号发生器的输出一定，那么在某一频率点上，超声波清洗机变幅杆的位移振幅就会达到极限值，从而得出对应的谐振频率。4、在准确测量到超声波清洗机的这两大技术指标之后，对于设备工作能力的了解将会更加清晰，能够为超声波清洗机更好的投入使用提供有力保障。

这里介绍超声波物位计的应用环境：通常应用于温度在-40℃一100℃之间、压力在3Bar (5kg/cm2)以下的场所进行液位或料位的测量。在常温、常压的情况下，选择超声波物位计测量液体液位是最佳的选择，具有工作可靠、安装简便、使用周期长、免维护的特点，并具有相对的价格优势。由于超声波物位计在测量物位时，被测介质不接触，同时为全密闭防腐结构，因此对于粘稠的、腐蚀性的、浑浊的等各种液体的液位测量，效果最佳。仪器仪表网中超声波物位计包含 防爆型超声波液位计，这里介绍超声波物位计的应用环境：测量密闭容器内的挥发性的液体的液位，注意事项：容器内气体声速可能与空气中的声速不同，域名注册如液位计不能对声速进行修正，则会出现一定的误差;挥发性的液体会在超声波液位计探头表面凝结，阻挡声波的收发，要求液位计具有可变功率控制功能。超声波物位计测量固体料位：使用超声波物位计进行料位测量是可行的，有足够的应用经验和成功实例。在对料位进行测量时，应选择好安装位置，选择料面相对平整的位置;对于粉末状的料位，可选择功率(量程)更人的物位计进行测量。超声波液位计测量液面剧烈波动的液体：选用具有自动功率控制功能的超声波液位计;选用更大量程的超声波液位计;在液体中加入塑料管，液位计测量塑料管内液位。两线制超声波物位计与三线制超声波物位计的区别：两线制超声波物位计其供电(DC24v )与信号输出(DC4-2OmA)共用一个回路，仅使用两条线即可，为标准的变送器形式。 三线制超声波物位计实际上为四线制，其供电(DC24v )与信号输出(DC4-2OmA )回路分离，各使用两条线，当它们负端共地相连时，通常使用三条线即可。其优势是发射功率较大。超声波物位计的盲区?超声波物位计在发射超声波脉冲时，不能同时检测反射回波。磁翻柱液位计由于发射的超声波脉冲具有一定的时间宽度，同时发射完超声波后传感器还有余振，期间不能检测反射回波，因此从探头表面向下开始的一小段距离无法正常检测，这段距离称为盲区。被测的最高物位如进入盲区，仪表将不能正确检测，会出现误差。如有需要，可以将物位计加高安装。在工程设计选型时，最应注意的问题：要选择一个好的安装位置，设计合适的安装接口。安装位置要尽可能选择液面平稳、料面平整的位置，同时远离扶梯、进料口、出料口，压力式液位计尽可能与容器壁保持较远的距离，远离搅拌器。安装接口要求开口尺寸足够大，当为法兰安装时，法兰下面的接管长度要设计合理，对于我公司的10米、12米量程的物位计，接管长度应不大于15cm，选择DN80以上的法兰口。对于巧米、20米、30米和40米量程的物位计，接管长度应不大于20cm;选择DN200以上的法兰口。对于8米以下量程的物位计，超声波液位计对接管长度无要求，可适当设计，以消除盲区的影响，并选择DN65以上的法兰口。对于8米以下量程的物位计，对接管长度无要求，可适当设计，以消除盲区的影响，并选择DN65以上的法兰口。超声波物位计是超声波液位计和超声波料位计的统称。当用于测量液体液位时，通常称为超声波液位计。来源—仪器仪表网