Hielscher超声波均化器UP200Ht介绍

Hielscher超声波均化器UP200Ht介绍

引言

在现代实验室研究和分析工作中，超声波设备凭借其技术优势，已经成为众多科研人员得力助手。Hielscher 公司推出的 UP200Ht（200W，26kHz）实验室超声波设备，以其的性能、先进的技术和广泛的适用性，在竞争激烈的实验室设备市场中脱颖而出，占据了重要的一席之地，吸引着众多科研工作者的目光。它究竟具备哪些技术特性和优势，能够在众多同类产品中崭露头角呢？接下来，就让我们深入剖析这款设备的技术细节，一同探寻它的奥秘 。

一、外观与设计亮点

Hielscher UP200Ht 在外观设计上充分体现了人体工程学理念，其整体尺寸为 18513085mm ，重量仅 1.3kg，这样轻便的机身无论是长时间手持操作还是安装在支架上使用，都不会给使用者带来过多负担。当需要进行一些小型样本的处理，或是在实验过程中需要灵活移动设备进行多点位操作时，可手持的设计优势就得以凸显。科研人员能够轻松地将其移动到不同的实验位置，方便对各种实验样本进行处理，极大地提升了操作的灵活性。

而当面对一些需要长时间稳定运行的实验任务时，又可以将其安装在三脚架上，转化为固定的实验设备。这种可手持、支架安装两用的特性，使其能够适应多样化的实验场景。在空间有限的小型实验室中，手持模式能够灵活利用空间；而在大型实验室的标准化实验台上，支架安装模式又能确保设备稳定运行 。

设备的外壳采用了特殊的抗菌塑料材质，这不仅有效防止了细菌滋生，保持设备的清洁卫生，对于在医疗、生物等对卫生条件要求的实验室环境中使用，具有重要意义。而且，这种材质还具备良好的耐磨性和耐腐蚀性，能够在各种复杂的实验环境下保持稳定的性能，延长设备的使用寿命 。

二、核心技术原理剖析

Hielscher UP200Ht 的核心技术围绕超声波的产生与作用展开。它通过压电换能器将电能高效地转化为机械能，从而产生超声波。压电换能器是设备的关键部件，由具有压电效应的材料制成，在电场作用下，这些材料会产生机械形变，当交变电场的频率与压电材料的固有频率相匹配时，就会产生强烈的机械振动，进而产生超声波。

设备具备自动频率调节技术，这一技术的工作机制十分巧妙。在实际运行过程中，负载情况会不断变化，而超声波的频率也会受到影响而发生波动。自动频率调节系统就像一个敏锐的 “频率卫士"，它能够实时监测超声波的频率变化，并迅速调整驱动信号的频率，使压电换能器始终工作在佳的谐振频率点上。这种技术带来的优势是多方面的，它能够确保超声波能量的高效输出，避免因频率偏差导致的能量损耗，大大提高了处理效率。当处理不同粘度的液体样品时，自动频率调节技术能够及时适应样品特性的变化，保证超声波稳定地作用于样品，提升处理效果 。

振幅控制技术也是 UP200Ht 的一大亮点。振幅是衡量超声波能量大小的重要参数，通过精确的电子控制系统，设备可以在 20% - 100% 的范围内对振幅进行连续调节。这一技术使得操作人员能够根据不同的实验需求，灵活地调整超声波的能量输出。在进行细胞破碎实验时，过高的振幅可能会对细胞造成过度破坏，影响后续的分析结果；而过低的振幅则可能无法达到破碎细胞的目的。通过振幅控制技术，科研人员可以根据细胞的类型和实验要求，精准地设定合适的振幅，确保细胞破碎效果的同时，大程度地保留细胞内的有效成分，为后续的研究工作提供高质量的实验样本 。

三、关键技术参数解读

功率（200W）

功率是衡量超声波设备能量输出能力的重要指标。Hielscher UP200Ht 的 200W 功率输出，能够在多种实验应用中提供充足的能量支持。在细胞破碎实验中，足够的功率可以确保细胞被有效破碎，释放出细胞内的各种物质，如蛋白质、核酸等，为后续的生物化学分析和研究提供基础。在处理高粘度样品时，较高的功率能够克服样品的阻力，使超声波能量充分传递到样品内部，实现均匀的处理效果。与低功率的超声波设备相比，UP200Ht 可以在更短的时间内完成相同的实验任务，大大提高了实验效率 。

频率（26kHz）

频率决定了超声波的振动特性和作用效果。26kHz 的频率处于超声频段的常见范围，这个频率下的超声波在液体介质中传播时，能够产生强烈的空化效应。空化效应是指超声波在液体中传播时，液体内部会形成微小的气泡，这些气泡在超声波的作用下迅速膨胀和收缩，终破裂，产生局部的高温、高压和强烈的冲击波。在乳化实验中，空化效应能够使两种不相溶的液体（如油和水）充分混合，形成稳定的乳液。这种频率的超声波还能够有效地分散团聚的颗粒，将大颗粒分散成小颗粒，提高样品的均匀性，在材料科学领域制备纳米材料时，这一特性尤为重要 。

振幅范围（20% - 100%）

振幅代表了超声波振动的幅度大小，直接关系到超声波的能量输出强度。UP200Ht 可在 20% - 100% 范围内连续调节振幅，为不同实验需求提供了高度的灵活性。在温和的实验条件下，如对一些对能量较为敏感的生物样品进行处理时，可以将振幅设置在较低水平（如 20% - 40%），既能实现基本的实验目的，又不会对样品造成过度损伤。而在需要较强能量作用的实验中，如矿物样品的粉碎，将振幅调高到 80% - 100%，可以显著增强超声波的破碎能力，提高处理效果 。

处理样品量（50 - 1000ml）

该设备的处理样品量范围为 50 - 1000ml，适用于从少量样品的精细处理到较大批量样品的常规实验。对于珍贵的生物样品或需要进行微量实验研究时，50ml 的小处理量能够满足实验需求，避免了样品的浪费。而在进行一些初步的探索性实验或需要制备较大体积的样品溶液时，1000ml 的大处理量则能够提供足够的样品量，满足后续多方面的分析和测试要求。这种宽泛的样品量处理范围，使得 UP200Ht 能够适应不同规模和类型的实验项目 。

四、功能深度解析

自动数据记录

Hielscher UP200Ht 配备了自动数据记录功能，它能够在实验过程中自动记录关键数据，包括振幅、功率、时间和温度等。这些数据被存储在内部的 SD/USB 组合卡（1GB）中，方便后续的查看和分析。在进行一系列的细胞破碎实验时，设备会实时记录每次实验的振幅、功率以及处理时间等数据。科研人员在实验结束后，可以通过电脑或其他设备读取 SD 卡中的数据，对实验过程进行详细的回顾和分析，了解不同参数设置下的实验效果，为优化实验方案提供有力的数据支持。这种自动数据记录功能不仅避免了人工记录可能出现的误差，还大大提高了数据的准确性和完整性 。

数字控制与触摸屏操作

该设备采用数字控制和彩色触摸屏操作，为用户带来了便捷和直观的操作体验。数字控制使得参数设置更加精确，通过触摸屏，用户可以轻松地对各种参数进行调整和设置。触摸屏上的操作界面设计简洁明了，主要设置一目了然。振幅 / 功率设置和脉冲模式可以通过彩色触摸滑块进行调整，滑块具有 1%、5% 或 10% 的捕捉功能，方便用户精确设定参数。用户还可以根据自己的喜好，选择将振幅和功率显示为彩色条形图或数字，使数据显示更加个性化和直观 。

温度监测

温度监测功能是 UP200Ht 的又一实用特性。它能够实时监测样品在超声处理过程中的温度变化，温度监测范围为 -50 至 + 200°C。在进行一些对温度敏感的实验时，如生物酶的活性研究，温度的微小变化都可能对实验结果产生重大影响。温度监测功能可以让科研人员及时了解样品温度，当温度接近设定的阈值时，及时采取相应的措施，如调整超声功率或暂停超声处理，通过冷却装置对样品进行降温，确保实验在适宜的温度条件下进行，保证实验结果的准确性和可靠性 。

五、丰富配件拓展应用

Hielscher UP200Ht 配备了丰富多样的配件，这些配件如同为设备插上了翅膀，极大地拓展了其应用场景和功能。

不同型号的钛传感头是其重要配件之一。例如，S26d2 钛传感头由钛制成，Φ2mm（3mm²），长度约 120mm，外螺纹 M6×0.75 ，适用于 2ml - 50ml 的样品，振幅比约 1：3，并且可高压灭菌 。当处理少量珍贵的生物样品，如某些稀有细胞样本的破碎实验时，这种小型的传感头能够精准地作用于样品，在保证实验效果的同时，避免对样品的浪费。而 S26d14 钛传感头，Φ14mm（154mm²），长度约 80mm，外螺纹 M6×0.75，适用于 50ml - 1000ml 的样品，振幅比约 1：2，同样可高压灭菌 。在处理较大体积的样品溶液，如进行药物研发过程中对大量药物原料的分散实验时，它就能发挥出更大的作用，确保超声波能量均匀地分布在较大体积的样品中 。

连续流管路也是拓展设备应用的关键配件。像 D14K 连续流管路，采用玻璃材质，并且带冷却功能。当需要对样品进行连续化处理时，连续流管路就能派上用场。在食品工业中，对果汁进行连续的均质化处理，以改善果汁的口感和稳定性，通过连续流管路连接 UP200Ht 设备，就可以实现果汁的连续流动和超声处理，大大提高了生产效率。而 GD14K 玻璃连续流管路，采用不锈钢材质，带冷却功能，相比普通玻璃管路，它具有更好的耐腐蚀性和机械强度，在化工领域处理一些具有腐蚀性的样品时，能够保证管路的稳定运行，确保超声处理过程的顺利进行 。

Hielscher 的超声波设备主要分为实验室和工业两大系列，以下是主要型号的整理：

一、实验室超声波设备

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.   其他实验室专用设备

o   Vial Tweeter：用于小体积样品（如 1.5ml 离心管）。

o   Sono Step：集成超声、搅拌和泵的多功能反应器。

o   GD Mini 2：无接触式流动细胞处理设备。

o   Cup Horn：用于烧杯或小瓶的高强度超声浴。

o   UIP400MTP：微板（Multi-well Plate）超声处理系统。

o   UIS250L：实验室超声波筛分仪。二、工业超声波设备

3.   UIP 系列（高功率处理）

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.   特殊工业设备

o   UIP250MTP：微板超声处理（适用于高通量实验）。

o   Purgeable Cabinets：防爆型超声系统，用于危险环境。三、附件与配件

• 钛合金探头：如 MSA1、MSA2、MSA3、MSA7、MSA7D、MS7L2D      等，适配不同体积样品。

• 隔音箱（SPB-L）：降低实验室设备噪音。

• 流动细胞（FC 系列）：如 FC22K，用于连续流处理。UP200St

UP50H

UP100H

UP200Ht

UP200St

UP400St

UIP500hdT

UIP1000hdT

UIP1500hdT

UIP2000hdT

UIP4000hdT

Hielscher 的超声波设备主要分为实验室和工业两大系列，以下是主要型号的整理：

一、实验室超声波设备

1. UP 系列（手持式 / 立式）

o   UP50H（50W，30kHz）：小巧轻便，重量仅 1.1kg ，机身尺寸为 18513085mm，可手持操作也能安装在三脚架上。适用于处理小体积样品，处理量范围在 5 - 100ml（标准配置）或 10 - 250ml（搭配特定配件） ，常用于医疗、生物和化学实验室中对小体积样品进行分散、溶解和细胞破碎等操作 。

o   UP100H（100W，30kHz）：同样具备手持式和立式两用设计，重量 1.1kg。在功能上，它比 UP50H 功率更高，处理样品量为 5 - 100ml/20 - 500ml，适用于乳化、分散、均质化、细胞破碎和纳米材料解聚等多种实验，能够满足对中小体积样品的超声处理需求 。

o   UP200Ht（200W，26kHz）：也就是我们重点介绍的这款设备，前面已详细阐述其性能特点。它在功率和频率上的配置，使其在处理 50 - 1000ml 样品时表现出色，广泛应用于多种实验场景 。

o   UP200St（200W，26kHz）：为立式设计，拥有 200 瓦的功率和 26kHz 的工作频率，具备自动频率调节功能。适用于 0.1 至 2000 毫升的样本体积进行超声处理，能够在满负荷下连续运行 24 小时 / 7 天，适用于高达 200L/h 的加工。配备直径为 45mm，长 230mm 的超声波换能器，振幅范围为 20 - 100%，脉冲范围为 10 - 100%，操作界面为触摸屏，适用于均质化、分散、乳化、提取、细胞破碎、脱气或声化学等多种应用 。

o   UP400St（400W，24kHz）：作为大的实验室设备，功率强大。适用于各种应用，如均质化、乳化、分散、解聚和湿磨（粒径减小）、细胞破碎和分解、萃取、脱气以及声化学过程。焊头直径范围为 40 至 5mm，适用于 4000 至 10ml 样品体积的超声处理，与流通池结合使用时，每小时可进行约 50 至 400 升的超声处理，常用于实验室中超声波应用的开发以及小批量生产 。

2.   其他实验室专用设备

o   Vial Tweeter：用于小体积样品（如 1.5ml 离心管），它采用间接超声处理原理，可同时对多达 10 个小瓶进行超声处理，避免了交叉污染和样品损失，超声结果均匀且可重复 。

o   Sono Step：集成超声、搅拌和泵的多功能反应器，为实验提供了更全面的操作功能，适用于多种复杂的实验需求 。

o   GD Mini 2：无接触式流动细胞处理设备，这种设计使其在处理细胞样品时，能够避免传统接触式处理可能带来的细胞损伤，保证细胞的活性和完整性 。

o   Cup Horn：用于烧杯或小瓶的高强度超声浴，能够为样品提供稳定的超声环境，适用于对样品进行均匀的超声处理 。

o   UIP400MTP：微板（Multi - well Plate）超声处理系统，可同时对多孔板中的多个样品进行超声处理，大大提高了实验效率，适用于高通量实验 。

o   UIS250L：实验室超声波筛分仪，利用超声波的特性，能够更高效地对样品进行筛分，提高筛分的精度和效率 。

二、工业超声波设备

1. UIP 系列（高功率处理）

o   UIP500hdT（0.5kW，20kHz）：是一种工业设备，用于中试测试和小规模液体处理。常见应用包括均质化、分散、乳化、细胞破碎和声化学反应。具备全彩色触摸显示屏、浏览器遥控器、集成 SD 卡上的自动数据记录以及温度和压力传感器，提供全面的过程控制和高度易用性 。

o   UIP1000hdT（1.0kW，20kHz）：功能强大，适用于应用开发和小规模生产，在工业生产中，能够对较大体积的样品进行高效处理，满足生产过程中的实验和小批量生产需求 。

o   UIP1500hdT（1.5kW，20kHz）：随着功率的提升，其处理能力进一步增强，可用于更复杂的工业生产场景，如大规模的液体均质化、分散等操作 。

o   UIP2000hdT（2.0kW，20kHz）：在工业生产中发挥着重要作用，能够稳定地输出高功率超声波，保证生产过程的高效进行 。

o   UIP4000hdT（4.0kW，20kHz）：适用于对处理能力要求较高的工业应用，能够快速、高效地完成大规模的液体处理任务 。

o   UIP6000hdT（6.0kW，20kHz）：具备更高的功率，可应对更复杂、更大型的工业生产需求，在一些对超声能量要求的工业过程中发挥关键作用 。

o   UIP10000（10kW，18kHz）：和UIP16000（16kW，18kHz）：这两款设备功率巨大，主要用于大规模的工业生产，如大型化工企业的原料处理、大规模的食品加工等领域 。

2.   特殊工业设备

o   UIP250MTP：微板超声处理（适用于高通量实验），在工业生产的实验环节中，能够同时对多个微板样品进行超声处理，提高实验效率，加快产品研发和生产进程 。

o   Purgeable Cabinets：防爆型超声系统，用于危险环境，如石油化工、煤矿等存在易燃易爆气体或粉尘的场所，保障超声处理过程的安全进行 。

三、附件与配件

1. 钛合金探头：如 MSA1、MSA2、MSA3、MSA7、MSA7D、MS7L2D 等，适配不同体积样品。不同直径和长度的探头，能够满足从微量样品到大量样品的处理需求，确保超声波能量能够准确地传递到样品中      。

2.   隔音箱（SPB - L）：降低实验室设备噪音，为实验人员提供一个相对安静的实验环境，减少噪音对实验操作和人员健康的影响 。

3.   流动细胞（FC 系列）：如 FC22K，用于连续流处理，在需要对样品进行连续化超声处理的实验或生产过程中，流动细胞能够实现样品的连续流动和超声处理，提高处理效率和生产能力 。

六、实际应用案例展示

细胞破碎实验

在某生物医学研究机构进行的细胞破碎实验中，研究人员需要从大量的细胞样本中提取蛋白质用于后续的分析。使用 Hielscher UP200Ht 设备，搭配 S14 钛传感头（适用于 50 - 1000ml 样品），设置功率为 150W，振幅为 60%，处理时间为 15 分钟。实验结果显示，细胞破碎率达到了 90% 以上，成功释放出细胞内的蛋白质。与传统的细胞破碎方法相比，使用 UP200Ht 设备不仅提高了破碎效率，而且蛋白质的活性损失明显降低 。通过 SDS - PAGE 凝胶电泳分析，使用 UP200Ht 处理后的蛋白质条带清晰，纯度较高，为后续的蛋白质结构和功能研究提供了高质量的样本 。

乳化分散实验

一家食品研发企业在开发新型乳液状食品添加剂时，需要将油相和水相进行均匀乳化分散。使用 UP200Ht 设备，采用 D14K 连续流管路（玻璃材质，带冷却功能），设置功率为 180W，频率 26kHz，振幅 70%，样品流速为 500ml/h。经过超声处理后，乳液的平均粒径从初始的 10μm 降低到了 1μm 以下，稳定性得到了显著提高。通过显微镜观察，乳液中的油滴分布均匀，在常温下放置一个月后，未出现分层现象 。该设备的高效乳化分散能力，为新型食品添加剂的研发和生产提供了有力支持 。

声化学实验

在某高校化学实验室的声化学实验中，研究人员利用 UP200Ht 设备进行有机合成反应。以合成一种新型的有机化合物为例，在反应体系中加入反应物和催化剂后，使用 UP200Ht 设备进行超声辅助反应，设置功率为 120W，振幅 50%，反应时间为 2 小时。实验结果表明，与传统的加热搅拌反应相比，超声辅助反应的产率提高了 30%，从原本的 40% 提升至 70% 。通过核磁共振（NMR）和质谱（MS）分析，产物的纯度也达到了 95% 以上，证明了 UP200Ht 设备在声化学领域能够有效促进化学反应的进行，提高反应效率和产物质量 。

七、与同类产品对比优势

与市场上同类实验室超声波设备相比，Hielscher UP200Ht 在多个方面展现出明显的优势 。

在性能方面，一些同类产品虽然功率也能达到 200W 左右，但在频率稳定性和自动频率调节功能上存在不足。当处理复杂样品时，频率容易受到负载变化的影响而波动，导致超声能量输出不稳定，影响处理效果。而 UP200Ht 凭借其先进的自动频率调节技术，能够始终保持稳定的频率输出，确保超声能量的高效传递，无论是处理高粘度样品还是对处理效果要求较高的实验，都能表现出色 。

从功能角度来看，部分同类产品可能缺乏自动数据记录功能，科研人员需要手动记录实验数据，这不仅耗时费力，还容易出现人为误差。而 UP200Ht 的自动数据记录功能，能够自动、准确地记录振幅、功率、时间和温度等关键数据，为实验分析和优化提供了可靠的数据支持 。此外，在触摸屏操作体验上，一些同类产品的操作界面设计不够简洁直观，参数设置不够精准。UP200Ht 的彩色触摸屏和简洁明了的数字控制菜单，使得操作更加便捷，参数设置更加精确，用户可以轻松地根据实验需求调整各种参数 。

在价格方面，虽然市场上存在一些价格较低的超声波设备，但这些设备往往在性能和功能上存在一定的局限性，无法满足复杂的实验需求。UP200Ht 虽然价格处于中等水平，但其出色的性能、丰富的功能以及可靠的质量，使其具有更高的性价比。综合考虑设备的使用寿命、实验效率以及实验结果的准确性，UP200Ht 能够为科研人员带来更大的价值 。

通过与同类产品在性能、功能和价格等方面的对比，可以清晰地看出 Hielscher UP200Ht 在实验室超声波设备市场中具有很强的竞争力，是科研人员进行多种实验的理想选择 。

总结与展望

Hielscher UP200Ht 实验室超声波设备凭借其的设计、先进的技术、丰富的功能和广泛的应用，在实验室研究领域展现出了的价值。其外观设计满足了多样化的操作需求，核心技术原理保证了高效稳定的超声能量输出，关键技术参数使其适用于多种实验场景，丰富的配件进一步拓展了应用范围 。

从实际应用案例可以看出，无论是细胞破碎、乳化分散还是声化学实验，UP200Ht 都能发挥出色的性能，为科研工作提供有力的支持。与同类产品相比，它在性能、功能和性价比等方面具有明显的优势，能够更好地满足科研人员对实验精度和效率的要求 。

展望未来，随着科技的不断进步和实验室研究需求的日益增长，Hielscher UP200Ht 有望在更多领域得到应用和拓展。在生物医学领域，它可能会在细胞治疗、基因编辑等前沿研究中发挥更大的作用；在材料科学领域，将助力新型纳米材料的研发和制备；在食品和制药行业，也将为产品的研发和质量控制提供更加高效的解决方案 。同时，随着技术的不断创新，相信 Hielscher 公司会对 UP200Ht 进行持续的优化和升级，使其性能更加，功能更加丰富，为实验室研究工作带来更多的便利和突破 。

Hielscher超声波均化器UP200Ht介绍