Langevin Transducer für in-vitro-Diagnostik
Piezoelektrischer Leistungsschall-Wandler für schnelle Probenpräparation
Leistungsultraschall-Wandler wie der Langevin Transducer bestehen aus mehreren Einzelelementen, wobei piezokeramische Ringe das Kernstück bilden. Zusammengesetzt erzeugt und verstärkt das System >> Ultraschallwellen und überträgt sie ins Zielmedium. Die resultierenden Druckwechsel im Flüssigkeitsmedium führen zur Kavitation. Blasenbildung und Kollaps erzeugen lokale Druck- und Temperaturimpulse sowie Mikrojets.
In der Medizintechnik kommt die erzeugte Energie der beispielsweise in Point‑of‑Care‑Geräten zur Zelllyse, zum homogenen Mischen von Flüssigkeiten oder zur Dispersion von Partikeln zum Einsatz.
Die einzelnen Komponenten des Wandlers lassen sich gezielt modifizieren, um die technischen Spezifikationen in anderen medizinischen Anwendungen wie der Zahnsteinentfernung, aber auch im industriellen Bereich wie der Ultraschallreinigung, zu erhalten. Informationen zu anwendungsspezifischen Entwicklungen finden Sie >> hier.
Spezifikationen
PI Ceramic verfügt über mehr als 30 Jahre Erfahrung in der Entwicklung und Herstellung von Piezokeramiken und bietet ein umfassendes Servicepaket von der Materialauswahl bis zur Lieferung standardisierter Bauteile an. Für Lieferzeiten und Abnahmemengen der Langevin Transducer erstellen wir Ihnen auf Anfrage ein individuelles Angebot.
Die Abmessungen und Spezifikationen der Wandler sowie die Elektronik können innerhalb definierter Grenzen individuell modifiziert werden. Die Bewertung der Machbarkeit erfolgt auf Basis der übermittelten Anforderungen oder Abmessungen.
| Abmessungen [mm] | 86 x 19,5 (L x Dm am Knoten) |
| Resonanzfrequenz f [kHz] | 35 |
| Resonanzimpedanz I [W] | < 50 |
| Maximale Auslenkung (Spitze-Spitze) App [µm] | 36 |
| Maximale Leistungsaufnahme P [W] | 5 |
| Qualitätsfaktor Qm | > 2000 |
| Piezokeramiken | Für die Leistungsschallerzeugung werden >> piezokeramische Ringe aus hart >>PZT verwendet. |
| Piezomaterial | Wir bieten verschiedene ferroelektrisch harte PTZ-Materialien an. Zur Materialübersicht gelangen Sie >> hier, zu den Datenblättern >> hier. |
| Elektronik | Wir stellen auf Wunsch eine speziell für den Langevin Transducer entwickelte Platine bereit. Detaillierte Informationen dazu finden Sie in der zugehörigen >> Tech Note. |
| Erweiterte Möglichkeiten | Neben dem dargestellten Aufbau lassen sich individuelle Designs realisieren, wie zum Beispiel
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| Anwendungen | Dieser Langevin Transducer wurde speziell für medizinische Geräte zur in-vitro-Diagnostik entwickelt. Beispiele für mögliche Anwendungen finden Sie >> hier. |
Vergleichende Materialdaten
Neben der Verwendung von piezoelektrischen Ringen aus Blei-Zirkonat-Titanat (PZT) bietet PI Ceramic die Fertigung dieser Leistungsultraschall-Transducer mit bleifreien Keramiken an.
Die Ringe aus Kalium-Natrium-Niobat (KNN) können die Ringe aus PZT nicht in allen Anwendungen ersetzen. Dennoch erreichen die angepassten Transducer mit bleifreien Keramikkomponenten Spezifikationen, die für Point-of-Care Anwendungen geeignet sein können.
Vergleichende Ergebnisse von bleifreien und bleihaltigen Langevin Transducern für den Einsatz bei der Zelllyse und beim Mischen von Proben:
Die Parameter des >> Werkstoffs sind entscheidend für das Erreichen der gewünschten Spezifikationen eines Leistungsultraschall-Transducers. Durch die Verwendung von bleifreien Ringen (KNN) wird die Auslenkung bei gleicher Leistung sowie gleicher Spannung reduziert. Dies kann durch eine höhere Ansteuerspannung kompensiert werden.
Zu beachten ist, dass bei bleifreien Materialien aufgrund des höheren Verlustfaktors bei gleicher Auslenkungsamplitude an der Spitze des Transducers eine höhere Wärmeentwicklung in den Ringen entsteht. Zusätzlich kommt es aufgrund einer höheren Verlustleistung zu einer höheren Eigenerwärmung.