Hielscher UP50H超聲波設備的全能之星

一、Hielscher 品牌與 UP50H 初印象

在超聲波設備領域，Hielscher Ultrasonics GmbH 堪稱。這家總部位于德國泰爾托的家族企業(yè)，專注于實驗室和工業(yè)應用超聲波設備的設計、開發(fā)與制造，憑借持續(xù)的技術創(chuàng)新以及對新工藝的探索，在全球市場中占據(jù)重要地位 。其產(chǎn)品不僅應用于世界各地的實驗室，還在復雜的工業(yè)生產(chǎn)設施中發(fā)揮關鍵作用，從常規(guī)的樣品處理到的電線清潔系統(tǒng)等復雜應用，Hielscher 超聲波設備均有涉足。

Hielscher 旗下?lián)碛胸S富的超聲波設備產(chǎn)品線，涵蓋實驗室型和工業(yè)型等不同系列。而今天要探討的主角 ——UP50H 實驗室超聲波設備，便是其在實驗室應用領域的一款代表性產(chǎn)品，主要用于對小型實驗室樣品進行超聲處理，適用于多種場景。

二、技術原理深度剖析

UP50H 實驗室超聲波設備能在多種應用場景中發(fā)揮作用，關鍵在于其技術原理。從本質上講，它利用超聲波的物理效應來實現(xiàn)對樣品的處理 。

超聲波的產(chǎn)生

設備內(nèi)部的核心部件 —— 超聲波振蕩器，是產(chǎn)生超聲波的源頭。當設備接通電源后，超聲波振蕩器通過電激勵產(chǎn)生高頻的超聲波波動。在 UP50H 中，其操作頻率固定為 30kHz，這一特定頻率的選擇并非隨意為之，而是綜合考慮多種因素后確定的。在眾多的頻率選項中，30kHz 處于一個既能有效產(chǎn)生空化效應，又能較好適應實驗室多種樣品處理需求的范圍。相比低頻超聲波，它能在更短時間內(nèi)達到處理效果；而相較于高頻超聲波，它在保證處理效率的同時，對設備的硬件要求和能耗相對較低 。

超聲波的傳導與作用機制

產(chǎn)生的超聲波波動需要一個媒介將其傳導至待處理樣品中，這個媒介便是換能器，也常被稱為超聲波探頭 。UP50H 配備的超聲波探頭采用鈦合金材質，這種材料具有出色的抗空泡腐蝕性能，極大地延長了探頭的使用壽命。當超聲波通過探頭傳導至樣品時，便會在液體中引發(fā)劇烈的高頻機械振動 。

這種機械振動會產(chǎn)生一系列顯著的物理效應，其中為關鍵的是空化效應。空化效應是指在超聲波的作用下，液體中會形成微小的氣泡。這些氣泡在超聲波的壓縮和拉伸周期中，迅速膨脹和收縮。當氣泡收縮到一定程度時，會發(fā)生內(nèi)爆，產(chǎn)生局部的高溫、高壓環(huán)境，溫度瞬間可達到數(shù)千攝氏度，壓力也能達到數(shù)百個大氣壓。同時，內(nèi)爆還會產(chǎn)生強大的剪切力，這種剪切力能夠對樣品中的物質進行有效的破碎、分散和乳化等操作 。例如，在細胞破碎應用中，空化效應產(chǎn)生的剪切力可以輕易地破壞細胞的細胞壁，使細胞內(nèi)的物質釋放出來，從而實現(xiàn)細胞破碎和內(nèi)容物提取的目的；在納米材料制備中，強大的剪切力能將團聚的納米顆粒分散開來，使其均勻地分布在溶液中，制備出高質量的納米材料溶液 。

三、UP50H 詳細技術參數(shù)解讀

深入了解 UP50H 實驗室超聲波設備的技術參數(shù)，能讓我們更清晰地認識其性能和適用場景。下面將對該設備的關鍵技術參數(shù)進行詳細解讀。

（一）核心參數(shù)

1. 功率：UP50H 的功率為 50W，雖然功率數(shù)值在一些大型超聲波設備面前顯得較小，但對于實驗室中處理少量樣品的應用場景而言，這個功率恰到好處      。在細胞破碎實驗中，50W 的功率既能保證在短時間內(nèi)產(chǎn)生足夠的能量實現(xiàn)細胞破碎，又避免了因功率過大導致樣品過熱、細胞內(nèi)物質變性等問題。同時，較低的功率也意味著能耗更低，對于長時間運行的實驗室設備來說，能有效降低運行成本      。

2.   振幅可調(diào)范圍：其振幅可在 20% - 100% 之間調(diào)節(jié)。振幅是超聲波設備的一個重要參數(shù)，它直接影響到空化效應的強度。在進行不同的實驗時，對振幅的要求也各不相同。在納米材料制備實驗中，為了獲得均勻分散的納米顆粒，需要精確控制振幅。通過將振幅調(diào)節(jié)到合適的范圍，可以使空化效應產(chǎn)生的剪切力恰到好處，既能將團聚的納米顆粒分散開，又不會對納米顆粒本身造成過度的破壞 。

3.   脈沖可調(diào)范圍：脈沖范圍為 0% - 100%。脈沖控制在超聲波處理中起著關鍵作用，它可以控制超聲波的作用時間和間歇時間。在處理一些對超聲波敏感的樣品時，通過設置合適的脈沖參數(shù)，可以避免樣品長時間受到超聲波的作用而發(fā)生性質改變。比如在生物樣品處理中，適當?shù)拿}沖設置可以在保證處理效果的同時，大程度地保護生物活性物質的活性 。

4.   操作頻率：固定操作頻率為 30kHz。如前文所述，這一頻率是經(jīng)過精心選擇的。在眾多的頻率選項中，30kHz 處于一個既能有效產(chǎn)生空化效應，又能較好適應實驗室多種樣品處理需求的范圍。在分散實驗中，30kHz 的頻率能夠使超聲波在樣品中產(chǎn)生均勻的空化泡，從而實現(xiàn)高效的分散效果，確保樣品中的顆粒均勻分布 。

（二）尺寸與重量

UP50H 的尺寸為 185×130×85mm ，重量僅 1.1kg。這樣小巧輕便的設計，使其具有出色的便攜性。在實驗室中，研究人員可能需要在不同的實驗臺或實驗室之間移動設備，UP50H 的便攜性使得這一過程變得輕松便捷。而且，對于一些空間有限的小型實驗室來說，其小巧的體積不會占據(jù)過多的空間，擺放起來更加靈活 。在野外臨時搭建的實驗場所，研究人員也能方便地攜帶該設備進行樣品處理，大大提高了實驗的靈活性和可操作性 。

（三）電源參數(shù)

設備的電源要求為 230V，0.63A，50 - 60Hz。穩(wěn)定的電源供應是保證設備正常運行的基礎。在實際使用中，如果電源電壓不穩(wěn)定，可能會導致設備輸出功率波動，進而影響超聲波的產(chǎn)生和處理效果。例如，當電壓過低時，超聲波的振幅可能會減小，空化效應減弱，從而降低處理效率；而電壓過高則可能損壞設備的電子元件 。因此，在使用 UP50H 時，務必確保電源的穩(wěn)定性，必要時可以配備穩(wěn)壓設備，以保障設備始終處于佳工作狀態(tài) 。

（四）鈦傳感頭參數(shù)

UP50H 配備了多種型號的鈦傳感頭，不同型號的傳感頭在直徑和處理量上存在差異 。

這種多樣化的傳感頭配置，使得設備能夠適應不同體積樣品的處理需求 。對于處理微量樣品，如 0.1 - 5ml 的樣品，可選用 MS1 傳感頭，其較小的直徑能夠更精準地作用于少量樣品，保證處理效果；而當需要處理較大體積的樣品，如 10 - 250ml 時，MS7 傳感頭則更為合適，其較大的直徑可以在更大范圍內(nèi)產(chǎn)生空化效應，提高處理效率 。此外，MS7D 傳感頭適用于連續(xù)流管路（D7K），處理量為 1L/h - 5L/h，這種配置在需要連續(xù)處理樣品的實驗中發(fā)揮著重要作用，如在一些工業(yè)生產(chǎn)的小型實驗模擬中，能夠實現(xiàn)樣品的連續(xù)化處理，提高實驗效率 。

四、設備功能亮點

（一）數(shù)字化控制

UP50H 配備了先進的數(shù)字化控制系統(tǒng)，這一系統(tǒng)如同設備的 “智慧大腦"，使得設備的操作變得更加精準和便捷 。在數(shù)字化控制模式下，研究人員可以通過設備的數(shù)字控制面板，輕松地對超聲波的功率、振幅、脈沖以及運行時間等關鍵參數(shù)進行精確調(diào)節(jié)。例如，在進行蛋白質分離實驗時，研究人員只需在控制面板上輸入所需的功率和振幅數(shù)值，設備就能迅速響應并輸出相應參數(shù)的超聲波，無需像傳統(tǒng)設備那樣進行繁瑣的手動調(diào)節(jié) 。

與傳統(tǒng)的模擬式控制設備相比，UP50H 的數(shù)字化控制具有顯著優(yōu)勢。傳統(tǒng)模擬式設備在調(diào)節(jié)參數(shù)時，往往依賴于旋鈕或滑動變阻器等機械部件，這種調(diào)節(jié)方式不僅精度有限，而且容易受到人為因素的影響，導致調(diào)節(jié)誤差較大。而數(shù)字化控制則消除了這些問題，它通過精確的數(shù)字信號處理技術，能夠實現(xiàn)對參數(shù)的高精度控制，確保每次實驗的一致性和可重復性 。在納米材料制備實驗中，數(shù)字化控制能夠精確地控制超聲波的振幅和脈沖，從而保證納米顆粒的尺寸均勻性和分散性，提高實驗成功率和產(chǎn)品質量 。

（二）自動調(diào)節(jié)振幅

自動調(diào)節(jié)振幅是 UP50H 的又一突出功能亮點 。在實際的實驗過程中，樣品的性質和狀態(tài)往往會發(fā)生變化，例如樣品的濃度、粘度等因素可能會隨著實驗的進行而改變，這會對超聲波的傳播和作用效果產(chǎn)生影響。如果振幅不能及時調(diào)整，就可能導致實驗結果不理想 。

UP50H 的自動調(diào)節(jié)振幅功能能夠實時監(jiān)測負載狀況和電壓波動，并自動調(diào)整振幅，確保在不同的實驗條件下都能保持一致的處理效果 。其原理基于設備內(nèi)部的智能傳感器和反饋控制系統(tǒng)。傳感器會實時采集樣品的相關信息，如超聲波在樣品中的傳播速度、能量損耗等，并將這些信息反饋給控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)根據(jù)反饋信息，通過算法計算出當前所需的佳振幅，并自動調(diào)整超聲波振蕩器的輸出，從而實現(xiàn)振幅的自動調(diào)節(jié) 。在細胞破碎實驗中，隨著細胞內(nèi)容物的釋放，樣品的粘度會逐漸降低。此時，UP50H 的自動調(diào)節(jié)振幅功能會自動降低振幅，避免因振幅過大對細胞內(nèi)物質造成過度破壞，保證細胞破碎實驗的順利進行 。

（三）抗空泡腐蝕與空轉保護

抗空泡腐蝕和空轉保護是 UP50H 在設計上充分考慮設備壽命和實驗安全的重要體現(xiàn) 。

在超聲波處理過程中，空化效應產(chǎn)生的微小氣泡在破裂時會產(chǎn)生強大的沖擊力，長期作用下會對超聲波探頭等部件造成腐蝕，這就是空泡腐蝕現(xiàn)象 。UP50H 采用鈦合金材質的超聲波探頭，這種材料具有出色的抗空泡腐蝕性能。鈦合金的高強度和耐腐蝕性使得探頭能夠承受空化效應產(chǎn)生的沖擊力，大大延長了探頭的使用壽命 。與普通材質的探頭相比，鈦合金探頭在經(jīng)過長時間的超聲波處理后，表面依然保持光滑，沒有明顯的腐蝕痕跡，從而保證了設備的穩(wěn)定運行和實驗的持續(xù)進行 。

空轉保護功能則是為了防止設備在空載狀態(tài)下運行而損壞 。當超聲波探頭沒有接觸到樣品或處于空載狀態(tài)時，設備內(nèi)部的傳感器會及時檢測到這一情況，并自動切斷超聲波的輸出，避免因空轉而導致設備過熱或損壞 。這一保護機制就像是設備的 “安全衛(wèi)士"，時刻守護著設備的安全 。在實際操作中，難免會出現(xiàn)因疏忽而導致探頭空轉的情況，空轉保護功能能夠有效地避免由此帶來的設備損壞風險，減少維修成本和時間，提高實驗效率 。

（四）超低噪聲與可選配件

UP50H 在運行過程中產(chǎn)生的噪聲極低，為研究人員營造了一個靜謐的實驗環(huán)境 。低噪聲設計不僅有利于研究人員在實驗過程中保持專注，避免因噪聲干擾而影響實驗操作和數(shù)據(jù)記錄，還符合實驗室對環(huán)境噪聲的嚴格要求 。在一些對噪聲敏感的實驗中，如生物樣品的處理實驗，超低噪聲的特點使得設備不會對生物活性產(chǎn)生不良影響，確保實驗結果的準確性 。

此外，UP50H 還提供了豐富的可選配件，這些配件能夠進一步優(yōu)化實驗過程，滿足不同實驗的復雜操作需求 。例如，選配的透明隔音箱可以進一步降低設備運行時產(chǎn)生的噪聲，為實驗環(huán)境提供更好的隔音效果；帶冷凝的管道配件則適用于一些對溫度敏感的實驗，能夠有效控制樣品的溫度，防止因超聲波處理過程中產(chǎn)生的熱量導致樣品性質改變 ?？膳c電腦相連的計算機控制系統(tǒng)（UPC-L、UPCT-L），使研究人員能夠通過電腦實現(xiàn)對設備的復雜操作和過程監(jiān)控，提高實驗的自動化程度和數(shù)據(jù)采集的準確性 。這些可選配件就像是為設備量身定制的 “升級裝備"，讓 UP50H 在不同的實驗場景中都能發(fā)揮出佳性能 。

Hielscher 的超聲波設備主要分為實驗室和工業(yè)兩大系列，以下是主要型號的整理：

一、實驗室超聲波設備

1. UP 系列（手持式 / 立式）

o   UP50H（50W，30kHz）

o   UP100H（100W，30kHz）

o   UP200Ht（200W，26kHz）

o   UP200St（200W，26kHz）

o   UP400St（400W，24kHz）

2.   其他實驗室專用設備

o   Vial Tweeter：用于小體積樣品（如 1.5ml 離心管）。

o   Sono Step：集成超聲、攪拌和泵的多功能反應器。

o   GD Mini 2：無接觸式流動細胞處理設備。

o   Cup Horn：用于燒杯或小瓶的高強度超聲浴。

o   UIP400MTP：微板（Multi-well Plate）超聲處理系統(tǒng)。

o   UIS250L：實驗室超聲波篩分儀。二、工業(yè)超聲波設備

3.   UIP 系列（高功率處理）

o   UIP500hdT（0.5kW，20kHz）

o   UIP1000hdT（1.0kW，20kHz）

o   UIP1500hdT（1.5kW，20kHz）

o   UIP2000hdT（2.0kW，20kHz）

o   UIP4000hdT（4.0kW，20kHz）

o   UIP6000hdT（6.0kW，20kHz）

o   UIP10000（10kW，18kHz）

o   UIP16000（16kW，18kHz）

4.   特殊工業(yè)設備

o   UIP250MTP：微板超聲處理（適用于高通量實驗）。

o   Purgeable Cabinets：防爆型超聲系統(tǒng)，用于危險環(huán)境。三、附件與配件

• 鈦合金探頭：如 MSA1、MSA2、MSA3、MSA7、MSA7D、MS7L2D      等，適配不同體積樣品。

• 隔音箱（SPB-L）：降低實驗室設備噪音。

• 流動細胞（FC 系列）：如 FC22K，用于連續(xù)流處理。UP200St

UP50H

UP100H

UP200Ht

UP200St

UP400St

UIP500hdT

UIP1000hdT

UIP1500hdT

UIP2000hdT

UIP4000hdT

五、Hielscher 超聲波設備全系列概覽

Hielscher 的超聲波設備憑借其的性能和廣泛的適用性，在實驗室和工業(yè)領域都發(fā)揮著重要作用。下面將對 Hielscher 超聲波設備的主要型號進行整理，讓我們對其產(chǎn)品線有一個更全面的了解。

（一）實驗室超聲波設備

1. UP 系列（手持式 / 立式）

o   UP50H（50W，30kHz）：如前文所述，它是一款小巧便攜的設備，適用于處理小體積樣品，具有數(shù)字化控制、自動調(diào)節(jié)振幅等功能亮點，在多種實驗室應用場景中表現(xiàn)出色 。

o   UP100H（100W，30kHz）：功率為 100W，同樣具備 30kHz 的操作頻率 。它也是一款緊湊型設備，既可以手持操作，也能以立式安裝，適用于高達 500mL 容量的樣品處理。在細胞裂解實驗中，其較高的功率能夠更快速地實現(xiàn)細胞破碎，提高實驗效率；在納米材料分散實驗中，能夠產(chǎn)生更強的空化效應，使納米顆粒分散得更加均勻 。

o   UP200Ht（200W，26kHz）：功率提升至 200W，操作頻率為 26kHz 。這款設備在處理較大體積的樣品時具有優(yōu)勢，可用于 2000mL 以內(nèi)的樣品處理。在一些需要處理大量生物樣品的實驗中，如生物制藥領域的細胞培養(yǎng)物處理，UP200Ht 能夠憑借其較高的功率和合適的頻率，快速完成細胞破碎和內(nèi)容物提取等操作，為后續(xù)的藥物研發(fā)提供充足的原料 。

o   UP200St（200W，26kHz）：同樣擁有 200W 的功率和 26kHz 的工作頻率 。它適用于 0.1 至 2000 毫升的樣本體積進行超聲處理，并且能夠在滿負荷下連續(xù)運行 24 小時 / 7 天，適用于高達 200L/h 的加工 。設備配備了直徑為 45mm，長 230mm 的超聲波換能器，振幅范圍為 20 - 100%，脈沖范圍為 10 - 100% 。在工業(yè)生產(chǎn)的中試階段，UP200St 可用于對新產(chǎn)品的配方進行小批量測試，通過超聲處理實現(xiàn)原料的均質化、分散等操作，為大規(guī)模生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)支持和工藝優(yōu)化依據(jù) 。

o   UP400St（400W，24kHz）：擁有 400W 的高功率和 24kHz 的頻率 。它具有高超聲功率和堅固性，非常適合在苛刻的環(huán)境中使用 。配備易于控制的彩色觸摸屏、用于樣品照明的集成 LED、可插拔溫度傳感器、用于自動數(shù)據(jù)記錄的集成 SD 卡以及許多其他功能 。適用于 50 - 1000ml 樣品量的處理，在處理較大體積的樣品時，如在化工領域的小型反應釜實驗中，能夠高效精確地進行超聲處理，實現(xiàn)物料的混合、乳化、分散等操作，為化工產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)提供有力支持 。

2.   其他實驗室專用設備

o   Vial Tweeter：專門用于小體積樣品的處理，例如 1.5ml 離心管 。其設計緊湊，能夠精準地對微量樣品進行超聲處理，在生物醫(yī)學研究中，常用于對少量生物樣品進行細胞裂解、DNA 剪切等操作，為微觀層面的研究提供了便利 。

o   Sono Step：這是一款集成超聲、攪拌和泵的多功能反應器 。它能夠在一個設備中實現(xiàn)多種功能，大大提高了實驗效率 。在化學合成實驗中，Sono Step 可以通過超聲促進化學反應的進行，同時利用攪拌功能使反應物充分混合，泵則用于輸送反應物和產(chǎn)物，實現(xiàn)連續(xù)化的化學反應過程 。

o   GD Mini 2：是一種無接觸式流動細胞處理設備 。它通過特殊的設計，能夠在不接觸細胞的情況下對流動的細胞進行超聲處理，避免了傳統(tǒng)接觸式處理方式可能對細胞造成的損傷 。在細胞生物學研究中，GD Mini 2 可用于對活細胞進行溫和的超聲處理，研究細胞在超聲作用下的生理變化和響應機制 。

o   Cup Horn：用于燒杯或小瓶的高強度超聲浴 。它能夠為放置在其中的樣品提供高強度的超聲環(huán)境，適用于需要對樣品進行深度處理的實驗 。在材料科學研究中，Cup Horn 可用于對納米材料進行超聲分散和表面修飾，提高納米材料的性能和穩(wěn)定性 。

o   UIP400MTP：是微板（Multi - well Plate）超聲處理系統(tǒng) 。它可以同時對多個微板孔中的樣品進行超聲處理，大大提高了實驗通量 。在藥物篩選實驗中，UIP400MTP 能夠快速地對大量的藥物樣品進行超聲處理，促進藥物與細胞的相互作用，加快藥物篩選的速度 。

o   UIS250L：為實驗室超聲波篩分儀 。它利用超聲波的特性對樣品進行篩分，能夠提高篩分的效率和精度 。在粉末材料的研究中，UIS250L 可用于對不同粒徑的粉末進行分離和篩選，為材料的制備和性能研究提供符合要求的原料 。

（二）工業(yè)超聲波設備

1. UIP 系列（高功率處理）

o   UIP500hdT（0.5kW，20kHz）：功率為 0.5kW，工作頻率 20kHz 。是用于液體中試測試和小規(guī)模處理的工業(yè)級設備 。常見應用包括均質、分散、乳化、細胞崩解和聲化學反應等 。全彩色觸摸顯示屏、瀏覽器遙控器、集成 SD/USB 組合卡上的自動數(shù)據(jù)協(xié)議以及溫度和壓力傳感器，為用戶提供完整的過程控制和高度的操作舒適性 。在化妝品生產(chǎn)中，UIP500hdT 可用于對乳液、膏霜等產(chǎn)品進行均質化處理，使產(chǎn)品質地更加細膩、均勻，提高產(chǎn)品質量 。

o   UIP1000hdT（1.0kW，20kHz）：功率達到 1.0kW，20kHz 頻率 。是一款功能強大且適應性強的超聲波設備，適用于實驗室測試和液體的工業(yè)處理 。用于乳化、分散和顆粒精磨、裂解和萃取、溶解或聲化學反應等應用 。彩色觸摸顯示屏、瀏覽器遙控器、自動數(shù)據(jù)記錄、集成 SD 卡和可插拔溫度和壓力傳感器，可實現(xiàn)精確的過程控制和操作舒適性 。在涂料生產(chǎn)中，UIP1000hdT 能夠將顏料均勻地分散在涂料中，提高涂料的遮蓋力和穩(wěn)定性，同時還能通過超聲促進涂料的固化過程，縮短生產(chǎn)周期 。

o   UIP1500hdT（1.5kW，20kHz）：擁有 1.5kW 的功率和 20kHz 頻率 。結合了高處理能力和靈活性，適用于工藝開發(fā)、優(yōu)化和生產(chǎn)工藝，包括乳化、分散和超聲化學、裂解和萃取或均質化等 。它彌合了實驗室測試和液體工業(yè)處理之間的差距，適應性廣，操作方便，滿足研發(fā)要求，且專為苛刻條件下 24 小時 / 7 天生產(chǎn)過程中的重負荷運行而設計 。在石油化工領域，UIP1500hdT 可用于原油的破乳處理，通過超聲破壞油水乳液的穩(wěn)定性，實現(xiàn)油和水的分離，提高原油的品質和回收率 。

o   UIP2000hdT（2.0kW，20kHz）：功率為 2.0kW，20kHz 工作頻率 。是一款功能強大的超聲處理器，適用于臺式和工業(yè)規(guī)模的液體處理 。常見應用包括均質化、乳化、分散和顆粒精磨、裂解和萃取、溶解或聲化學反應，如聲合成和聲催化等 。彩色觸摸顯示屏、瀏覽器遙控器、自動數(shù)據(jù)記錄、集成的 SD/USB 組合卡和可插拔的溫度和壓力傳感器，可實現(xiàn)精確的過程控制和操作舒適性 。在食品加工行業(yè)，UIP2000hdT 可用于對食品進行殺菌處理，利用超聲的空化效應破壞細菌的細胞壁和細胞膜，達到殺菌保鮮的目的，同時還能保留食品的營養(yǎng)成分和風味 。

o   UIP4000hdT（4.0kW，20kHz）：具有 4.0kW 的高功率和 20kHz 頻率 。在大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用，可用于處理大量的液體物料 。在生物柴油生產(chǎn)中，UIP4000hdT 能夠促進油脂與醇的酯交換反應，提高生物柴油的產(chǎn)量和質量，同時還能通過超聲對反應產(chǎn)物進行分離和提純，降低生產(chǎn)成本 。

o   UIP6000hdT（6.0kW，20kHz）：功率高達 6.0kW，20kHz 頻率 。適用于對處理能力要求更高的工業(yè)場景，能夠滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需求 。在造紙工業(yè)中，UIP6000hdT 可用于對紙漿進行超聲處理，改善紙漿的纖維結構，提高紙張的強度和質量 。

o   UIP10000（10kW，18kHz）：擁有 10kW 的超高功率和 18kHz 頻率 。主要應用于大型工業(yè)生產(chǎn)線上，對物料進行高強度的超聲處理 。在橡膠工業(yè)中，UIP10000 可用于對橡膠進行塑煉和混煉，通過超聲的作用降低橡膠的分子量，提高橡膠的可塑性和混煉效果，生產(chǎn)出性能更優(yōu)良的橡膠制品 。

o   UIP16000（16kW，18kHz）：作為 Hielscher 工業(yè)超聲波設備中的高功率型號，16kW 的功率和 18kHz 頻率使其能夠應對苛刻的工業(yè)生產(chǎn)需求 。在一些特殊材料的生產(chǎn)中，如高性能陶瓷材料的制備，UIP16000 可用于對原料進行超聲處理，促進原料的均勻混合和反應，提高陶瓷材料的密度和性能 。

2.   特殊工業(yè)設備

o   UIP250MTP：微板超聲處理設備，適用于高通量實驗 。在藥物研發(fā)的高通量實驗中，UIP250MTP 能夠同時對多個微板孔中的藥物樣品進行超聲處理，加速藥物研發(fā)的進程，提高實驗效率 。

o   Purgeable Cabinets：防爆型超聲系統(tǒng)，用于危險環(huán)境 。在石油、化工等存在易燃易爆氣體的危險環(huán)境中，Purgeable Cabinets 能夠安全地進行超聲處理操作，為這些行業(yè)的生產(chǎn)和研發(fā)提供了保障 。

（三）附件與配件

1. 鈦合金探頭：Hielscher 提供多種型號的鈦合金探頭，如 MSA1、MSA2、MSA3、MSA7、MSA7D、MS7L2D      等 。不同型號的探頭在直徑和處理量上有所不同，適配不同體積的樣品 。MSA1 探頭直徑為 1mm，適用于處理 0.1 - 5ml 的微量樣品；MSA7 探頭直徑 7mm，可處理 10 - 250ml 的樣品 。這些探頭的存在，使得 Hielscher 超聲波設備能夠滿足各種實驗和生產(chǎn)場景對不同樣品體積處理的需求      。

2.   隔音箱（SPB - L）：主要用于降低實驗室設備運行時產(chǎn)生的噪音 。在實驗室環(huán)境中，噪音可能會干擾實驗人員的操作和數(shù)據(jù)記錄，隔音箱能夠有效地減少設備運行時的噪音污染，為實驗人員創(chuàng)造一個安靜的工作環(huán)境 。

3.   流動細胞（FC 系列）：如 FC22K，用于連續(xù)流處理 。在工業(yè)生產(chǎn)中，連續(xù)流處理能夠提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本 。流動細胞能夠使樣品在連續(xù)流動的過程中接受超聲處理，實現(xiàn)連續(xù)化的生產(chǎn)過程 。在食品飲料行業(yè)的生產(chǎn)線中，流動細胞可用于對液體飲料進行連續(xù)的超聲殺菌和均質化處理，保證產(chǎn)品質量的穩(wěn)定性 。

五、應用領域與案例展示

UP50H 實驗室超聲波設備憑借其出色的性能，在多個領域都有著廣泛的應用，下面將通過具體案例來展示其在不同領域的應用效果。

（一）生物領域

在生物領域，UP50H 主要應用于細胞破碎、DNA 裂解等方面 。在一項細胞破碎實驗中，研究人員使用 UP50H 對大腸桿菌細胞進行處理。實驗選用 MS3 鈦傳感頭，設置功率為 30W，振幅為 60%，脈沖為 30%，處理時間為 10 分鐘 。通過顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過 UP50H 處理后，大腸桿菌細胞的細胞壁被有效破壞，細胞內(nèi)容物釋放出來，細胞破碎率達到了 85% 以上 。與傳統(tǒng)的機械破碎方法相比，UP50H 的超聲波破碎方法具有操作簡單、破碎效率高、對細胞內(nèi)物質損傷小等優(yōu)點 。

在 DNA 裂解實驗中，研究人員利用 UP50H 對提取的基因組 DNA 進行處理，以獲得特定長度的 DNA 片段 。實驗中，將 DNA 溶液放入小試管中，采用 MS2 傳感頭，設置功率為 20W，振幅為 50%，脈沖為 20%，處理時間為 5 分鐘 。經(jīng)過瓊脂糖凝膠電泳檢測，結果顯示成功獲得了預期長度的 DNA 片段，且片段的完整性和純度都較高 。這表明 UP50H 能夠精確地對 DNA 進行裂解，為后續(xù)的基因工程實驗，如基因克隆、PCR 擴增等提供了高質量的 DNA 模板 。

（二）化學領域

在化學領域，UP50H 在化學合成、材料制備中發(fā)揮著重要作用 。在納米材料制備實驗中，研究人員嘗試使用 UP50H 制備銀納米顆粒 。將硝 銀溶液和還原劑溶液混合后，放入樣品容器中，選用 MS7 傳感頭，設置功率為 40W，振幅為 80%，脈沖為 40%，超聲處理 30 分鐘 。通過透射電子顯微鏡（TEM）觀察發(fā)現(xiàn)，制備出的銀納米顆粒尺寸均勻，平均粒徑約為 20 納米，且在溶液中分散性良好 。與傳統(tǒng)的化學合成方法相比，使用 UP50H 制備銀納米顆粒的過程更加簡單、快速，且能夠有效控制納米顆粒的尺寸和分散性，提高了納米材料的質量和性能 。

在有機合成反應中，UP50H 也能展現(xiàn)出優(yōu)勢 。例如，在某酯化反應中，傳統(tǒng)的加熱攪拌方法反應時間較長，且產(chǎn)率較低 。研究人員引入 UP50H 進行超聲輔助反應，將反應物和催化劑加入反應瓶中，采用 MS3 傳感頭，設置功率為 35W，振幅為 70%，脈沖為 35%，在超聲作用下反應 2 小時 。實驗結果表明，超聲輔助下的酯化反應產(chǎn)率相比傳統(tǒng)方法提高了 20% 以上，反應時間也縮短了一半 。這是因為超聲波的空化效應能夠產(chǎn)生局部高溫、高壓環(huán)境，促進反應物分子的活化和碰撞，從而加速化學反應的進行，提高反應產(chǎn)率 。

（三）食品科學領域

在食品科學領域，UP50H 在乳化、均質化等食品加工環(huán)節(jié)具有顯著的應用優(yōu)勢 。以乳液型食品為例，如沙拉醬、蛋黃醬等，需要將油相和水相均勻混合形成穩(wěn)定的乳液體系 。使用 UP50H 進行乳化處理時，將油相和水相按照一定比例加入容器中，選用 MS7 傳感頭，設置功率為 45W，振幅為 85%，脈沖為 45%，超聲處理 15 分鐘 。經(jīng)過處理后的乳液，其油滴粒徑明顯減小，分布更加均勻，乳液的穩(wěn)定性得到了極大提高 。在室溫下放置一個月后，乳液依然沒有出現(xiàn)分層現(xiàn)象，而未經(jīng)超聲處理的對照樣品在放置一周后就出現(xiàn)了明顯的分層 。

在果汁加工過程中，UP50H 的均質化作用能夠使果汁中的果肉顆粒更加細小、均勻地分散在果汁中，改善果汁的口感和外觀 。在對蘋果汁進行均質化處理時，采用 MS3 傳感頭，設置功率為 32W，振幅為 75%，脈沖為 32%，超聲處理 8 分鐘 。處理后的蘋果汁口感更加細膩，色澤更加鮮艷，且在儲存過程中不易出現(xiàn)沉淀現(xiàn)象，延長了果汁的貨架期 。

（四）其他領域

除了上述領域，UP50H 在環(huán)境科學、冶金等領域也有應用方向 。在環(huán)境科學領域，可用于處理廢水、廢氣和固體廢物等環(huán)境治理和污染物處理 。在處理含有有機污染物的廢水時，利用 UP50H 的超聲空化效應，能夠使有機污染物分子斷裂，從而達到降解污染物的目的 。在冶金與金屬加工領域，UP50H 可以用于提高合金的強度和耐蝕性，以及對金屬表面進行清洗、除銹等處理 。在對鋁合金進行超聲處理時，能夠細化合金的晶粒結構，提高合金的力學性能，使其強度和耐蝕性都得到顯著提升 。

六、與同類產(chǎn)品對比優(yōu)勢

為了更直觀地展現(xiàn) UP50H 實驗室超聲波設備的優(yōu)勢，我們選取市場上另一款熱門的同類型設備 ——SONICS VCX500 進行對比分析 。SONICS 在超聲波設備領域也頗具度，其 VCX500 同樣是一款常用于實驗室樣品處理的超聲波設備 。以下將從參數(shù)、功能、價格等方面展開對比。

（一）參數(shù)對比

1. 功率：UP50H 的功率為 50W，而 SONICS VCX500 的功率為 500W 。從數(shù)值上看，VCX500 的功率遠高于 UP50H。然而，在實際的實驗室應用中，并非功率越高就越好 。對于處理少量樣品的實驗，如細胞破碎實驗中處理 5 - 50ml 的樣品時，UP50H 的 50W 功率能夠精準地控制能量輸入，避免因功率過高導致樣品過熱、細胞內(nèi)物質變性等問題，從而保證實驗結果的準確性和可靠性      。而 VCX500 的高功率在處理少量樣品時，可能會因為能量過大而難以精確控制處理效果 。

2.   振幅可調(diào)范圍：UP50H 的振幅可在 20% - 100% 之間調(diào)節(jié)，SONICS VCX500 的振幅調(diào)節(jié)范圍為 10% - 100% 。雖然兩者都能滿足大部分實驗對振幅調(diào)節(jié)的需求，但 UP50H 的振幅調(diào)節(jié)起始點為 20%，在一些對振幅要求不是特別低的實驗中，能夠更精準地進行調(diào)節(jié) 。在納米材料制備實驗中，需要將振幅調(diào)節(jié)到一個合適的范圍，以保證納米顆粒的均勻分散 。UP50H 的振幅調(diào)節(jié)范圍能夠更精確地滿足這一需求，使得制備出的納米顆粒尺寸更加均勻，分散性更好 。

3.   脈沖可調(diào)范圍：UP50H 的脈沖范圍為 0% - 100%，SONICS VCX500 的脈沖調(diào)節(jié)范圍同樣是 0% - 100% 。在處理對超聲波敏感的樣品時，如生物樣品處理，精確的脈沖控制能夠避免樣品長時間受到超聲波作用而發(fā)生性質改變 。UP50H 在脈沖調(diào)節(jié)方面，能夠與其他參數(shù)（如功率、振幅）協(xié)同工作，為實驗提供更精準的控制 。在 DNA 裂解實驗中，通過精確設置 UP50H 的脈沖參數(shù)，能夠在保證 DNA 裂解效果的同時，大程度地保護 DNA 的完整性 。

4.   操作頻率：UP50H 的固定操作頻率為 30kHz，SONICS VCX500 的操作頻率為 20kHz 。不同的頻率在超聲波處理中會產(chǎn)生不同的效果 。30kHz 的頻率在產(chǎn)生空化效應方面具有優(yōu)勢，它能夠在較短時間內(nèi)達到處理效果，同時對設備的硬件要求和能耗相對較低 。在細胞破碎實驗中，30kHz 的頻率能夠使空化泡在細胞周圍迅速產(chǎn)生和破裂，有效地破壞細胞結構，提高細胞破碎效率 。而 20kHz 的頻率雖然也能實現(xiàn)細胞破碎，但可能需要更長的處理時間，并且能耗相對較高 。

（二）功能對比

1. 數(shù)字化控制：UP50H 配備了先進的數(shù)字化控制系統(tǒng)，能夠通過數(shù)字控制面板對超聲波的各項參數(shù)進行精確調(diào)節(jié)      。SONICS VCX500 同樣具備數(shù)字化控制功能 。然而，UP50H      的數(shù)字化控制系統(tǒng)在操作的便捷性和精度方面表現(xiàn)更為出色 。其數(shù)字控制面板的設計更加人性化，操作界面簡潔明了，研究人員能夠快速地找到所需的參數(shù)調(diào)節(jié)選項      。在進行蛋白質分離實驗時，研究人員可以通過 UP50H 的數(shù)字化控制面板，迅速輸入所需的功率、振幅和脈沖等參數(shù)，設備能夠立即響應并輸出相應參數(shù)的超聲波，大大提高了實驗操作的效率      。

2.   自動調(diào)節(jié)振幅：UP50H 具有自動調(diào)節(jié)振幅的功能，能夠實時監(jiān)測負載狀況和電壓波動，并自動調(diào)整振幅，確保在不同的實驗條件下都能保持一致的處理效果 。而 SONICS VCX500 則不具備這一功能 。在實際實驗過程中，樣品的性質和狀態(tài)可能會發(fā)生變化，如樣品的濃度、粘度等因素可能會影響超聲波的傳播和作用效果 。UP50H 的自動調(diào)節(jié)振幅功能能夠根據(jù)這些變化自動調(diào)整振幅，保證實驗結果的穩(wěn)定性和一致性 。在細胞破碎實驗中，隨著細胞內(nèi)容物的釋放，樣品的粘度會逐漸降低，UP50H 的自動調(diào)節(jié)振幅功能會自動降低振幅，避免因振幅過大對細胞內(nèi)物質造成過度破壞 。

3.   抗空泡腐蝕與空轉保護：UP50H 采用鈦合金材質的超聲波探頭，具有出色的抗空泡腐蝕性能，同時具備空轉保護功能，能夠有效防止設備在空載狀態(tài)下運行而損壞 。SONICS VCX500 雖然也采用了一定的防護措施，但在抗空泡腐蝕和空轉保護方面，UP50H 的表現(xiàn)更為突出 。鈦合金探頭的使用壽命更長，能夠在長時間的超聲波處理過程中保持穩(wěn)定的性能 。空轉保護功能也更加靈敏，能夠及時檢測到探頭的空載狀態(tài)并切斷超聲波輸出，保護設備的安全 。在長期的實驗使用中，UP50H 的這些優(yōu)勢能夠降低設備的維修成本和時間，提高實驗效率 。

4.   噪聲控制：UP50H 在運行過程中產(chǎn)生的噪聲極低，為研究人員營造了一個安靜的實驗環(huán)境 。SONICS VCX500 在運行時產(chǎn)生的噪聲相對較大 。在一些對噪聲敏感的實驗中，如生物樣品的處理實驗，低噪聲的環(huán)境能夠避免對生物活性產(chǎn)生不良影響，確保實驗結果的準確性 。同時，低噪聲也有利于研究人員在實驗過程中保持專注，提高實驗操作的精度 。

（三）價格對比

在價格方面，UP50H 的市場價格相對較為親民，一般在 2 - 3 萬元人民幣左右 。而 SONICS VCX500 的價格則相對較高，通常在 5 - 6 萬元人民幣左右 。對于一些預算有限的實驗室或研究機構來說，UP50H 的價格優(yōu)勢明顯，能夠在滿足實驗需求的同時，降低設備采購成本 。在一些小型科研實驗室中，資金有限，需要選擇性價比高的實驗設備 。UP50H 憑借其合理的價格和出色的性能，成為了這些實驗室的設備之一 。

七、使用注意事項與維護要點

在使用 UP50H 實驗室超聲波設備時，正確的操作和定期的維護是確保設備穩(wěn)定運行、延長使用壽命以及保障實驗安全的關鍵。以下是一些重要的使用注意事項和維護要點。

（一）操作前檢查

每次使用前，務必仔細檢查設備是否存在損壞跡象。檢查內(nèi)容包括設備外殼是否有裂縫、變形，電源線是否破損，超聲波探頭是否有磨損、彎曲或其他物理損傷等 。若發(fā)現(xiàn)設備存在任何損壞，應立即停止使用，并聯(lián)系專業(yè)維修人員進行檢修，切勿強行使用，以免引發(fā)安全事故或導致設備進一步損壞 。同時，要確保設備的擺放位置平穩(wěn)，避免在操作過程中因設備晃動而影響實驗結果或造成設備跌落損壞 。

（二）安全操作提示

1. 防燙傷：在設備運行過程中，超聲波探頭和超聲波發(fā)生器會產(chǎn)生熱量，尤其是在長時間運行后，溫度可能會升高到較高水平。因此，操作時請勿接觸喇叭和超聲波發(fā)生器，以免燙傷      。在設備運行結束后，也應等待其充分冷卻后再進行后續(xù)操作 。如果設備連續(xù)運行幾個小時，超聲波探頭的溫度可能會達到      100°C，此時更要格外小心 。

2.   防觸電：不要打開超聲波處理器的外殼，設備內(nèi)部存在高壓電路，打開外殼可能會導致觸電危險 。同時，要注意保護所有電纜不受熱、油、溶劑和鋒利邊緣的影響，避免電纜破損引發(fā)漏電事故 。在鋪設電纜時，應確保其不會被人踩到或絆倒，防止因電纜拖拽而損壞設備或引發(fā)安全問題 。

3.   避免對準人體：千萬不要把超聲波處理器對準人，超聲波的能量可能會對人體造成傷害，尤其是對聽力和身體組織 。在操作設備時，要確保周圍人員的安全，避免超聲波直接作用于人體 。

4.   聽力保護：長時間在超聲波設備旁工作時，應配戴合適的聽力保護器，或者將設備放置在隔音箱 SB2 內(nèi)進行操作 。超聲波在傳播過程中會產(chǎn)生一定的噪聲，長期暴露在這種噪聲環(huán)境中可能會對聽力造成損害 。此外，由于動物的聽力頻率范圍比人類更廣，應避免在動物存在的情況下操作超聲波處理器，以免對動物造成不良影響 。

（三）運行過程注意事項

1. 防止液體進入外殼：在操作過程中，要注意避免液體進入設備外殼，防止短路或損壞電子元件      。如果不小心有液體濺到設備上，應立即停止設備運行，并用干凈的布擦干液體，待設備干燥后再進行使用 。同時，不要覆蓋外殼的通風口，確保設備通風良好，以利于散熱，避免因過熱而影響設備性能或縮短設備壽命      。

2.   關注樣品狀態(tài)：在設備運行過程中，要密切關注樣品的狀態(tài) 。由于能量通過超聲波傳遞到介質中，會導致待處理的介質變熱，因此要注意防止樣品因過熱而發(fā)生性質改變 。特別是在處理對溫度敏感的樣品時，可考慮采用冷卻措施，如使用帶冷凝的管道配件 。此外，當將超聲波引入介質時，要確保它不會用于噴射、霧化（形成氣溶膠）或者導致液體過度起泡，以免影響實驗效果或造成安全隱患 。如果使用玻璃、粘土、陶瓷等制成的容器盛放樣品，要注意觀察容器是否有破裂的跡象，防止樣品泄漏 。

（四）日常維護要點

1. 定期清潔設備：定期對設備進行清潔，保持設備表面的整潔 。使用干凈、柔軟的布擦拭設備外殼和控制面板，避免使用含有腐蝕性化學物質的清潔劑，以免損壞設備表面      。對于超聲波探頭，要特別注意清潔其表面的附著物，可使用適當?shù)娜軇┻M行清洗，但要確保溶劑不會對探頭材質造成損害 。清洗后，應將探頭干燥后再安裝回設備 。

2.   檢查配件與耗材：定期檢查設備的配件和耗材，如鈦合金探頭、隔音箱、流動細胞等，確保它們處于良好的工作狀態(tài) 。如果發(fā)現(xiàn)配件有損壞或磨損，應及時更換 。對于鈦合金探頭，要注意檢查其是否有空泡腐蝕的跡象，若腐蝕嚴重，會影響超聲波的傳導和處理效果，應及時更換新的探頭 。同時，要定期檢查設備的電源插頭、電源線等部件，確保連接牢固，無松動、老化等問題 。

3.   存放注意事項：當設備長時間不使用時，應將其存放在干燥、通風的環(huán)境中，避免潮濕和腐蝕性氣體對設備造成損害 。將設備裝回原包裝盒中，并妥善保管好所有的配件和說明書 。在存放過程中，要避免設備受到重壓或碰撞，以保護設備的內(nèi)部結構和電子元件 。

正確使用和維護 UP50H 實驗室超聲波設備不僅能夠確保實驗的順利進行，還能延長設備的使用壽命，為科研工作提供可靠的支持 。希望大家在使用過程中嚴格遵守上述注意事項和維護要點，充分發(fā)揮設備的性能優(yōu)勢 。

八、總結與展望

Hielscher 實驗室超聲波設備 UP50H 憑借其技術原理、出色的性能參數(shù)以及豐富的功能亮點，在生物、化學、食品科學等多個領域展現(xiàn)出的應用價值 。其數(shù)字化控制、自動調(diào)節(jié)振幅、抗空泡腐蝕與空轉保護以及超低噪聲等特點，使其在同類產(chǎn)品中脫穎而出，為科研工作者提供了高效、可靠的實驗工具 。

在未來的科研發(fā)展中，隨著各學科領域對微觀層面研究的不斷深入，對超聲波設備的需求也將持續(xù)增長 。UP50H 有望在更多新興領域發(fā)揮重要作用，如在納米醫(yī)學領域，用于納米藥物的制備和靶向輸送；在新能源材料研發(fā)中，助力高性能材料的合成和改性 。同時，我們也期待 Hielscher 公司能夠不斷創(chuàng)新，進一步優(yōu)化 UP50H 的性能，開發(fā)出更多適應不同實驗需求的功能和配件，為科研事業(yè)的發(fā)展提供更強大的支持 。

如果你在使用 UP50H 或其他超聲波設備的過程中有任何經(jīng)驗、疑問或見解，歡迎在評論區(qū)留言分享，讓我們一起探討超聲波技術在科研中的無限可能 。

Hielscher UP50H超聲波設備的全能之星