Войти
Ультразвуковой очиститель, показывающий съемную корзину на месте, а также крупный план света и таймер Ультразвуковая очистка - это процесс, в котором используется ультразвук (обычно от 20-40 кГц ) для перемешивания жидкости. Ультразвук можно использовать только с водой, но использование растворителя, подходящего для очищаемого объекта и типа присутствующего загрязнения, усиливает эффект. Обычно очистка длится от трех до шести минут, но может и более 20 минут, в зависимости от того, какой объект необходимо очистить.
Ультразвуковые очистители используются для очистки многих различных типов объектов, включая ювелирные изделия, научные образцы, линзы и другие оптические детали, часы, стоматологические и хирургические инструменты, инструменты, монеты, перьевые ручки, клюшки для гольфа, рыболовные катушки, жалюзи, огнестрельное оружие комплектующие, автомобильные топливные форсунки, музыкальные инструменты, граммофоны,детали промышленных машин и электронного оборудования. Они используются во многих ювелирных мастерских, часовщиках, мастерских по ремонту электроники и научных лабораториях.
Поверхностные механизмы ультразвуковой очистки хорошо изучены, и многие работы посвящены этой науке с тех пор, как первое коммерческое оборудование для ультразвуковой очистки появилось в 1950-х годах и вошло в употребление как относительно недорогая бытовая техника примерно в 1970 году. Ультразвуковая очистка использовалась в промышленности на протяжении десятилетий, особенно для очистки мелких сложных деталей и для ускорения процессов обработки поверхности.
Использование ультразвуковой очистки кавитация пузырьков, вызванная высокочастотными волнами давления (звуковыми) для перемешивания жидкости. Перемешивание создает большие силы для загрязнений, прилипающих к таким материалам, как металлы, пластмассы, стекло, резина и керамика. Это действие также проникает в глухие отверстия, трещины и выемки. Намерение состоит в том, чтобы тщательно удалить все следы загрязнения, плотно приставшие или въевшиеся на твердые поверхности. Вода или растворители могут использоваться в зависимости от типа загрязнения и детали. Загрязняющие вещества могут включать пыль, грязь, масло, пигменты, ржавчину, жир, водоросли, грибок, бактерии, известковый налет, полирующие составы, флюсирующие агенты, отпечатки пальцев, воск для сажи и средства для удаления плесени, биологические загрязнения, такие как кровь, и так далее. Ультразвуковая очистка может использоваться для широкого диапазона форм, размеров и материалов заготовок, и может не потребовать разборки детали перед очисткой.
Предметы не должны находиться на дне устройства во время процесс очистки, так как это предотвратит кавитацию на части объекта, не контактирующей с растворителем.
В ультразвуковой очистителе очищаемый объект помещается в камеру, содержащую подходящий раствор (в водном или органическом растворителе, в зависимости от области применения). В водные очистители часто добавляют поверхностно-активные вещества (например, моющее средство для стирки), чтобы обеспечить растворение неполярных соединений, таких как масла и смазки. Генерирующий ультразвук преобразователь, встроенный в камеру или опущенный в жидкость, создает ультразвуковые волны в жидкости, изменяя размер совместно с электрическим сигналом, колеблющимся с ультразвуковой частотой. Это создает волны сжатия в жидкости резервуара, которые «разрывают» жидкость на части, оставляя после себя многие миллионы микроскопических «пустот» / «частичных вакуумных пузырьков» (кавитация). Эти пузыри схлопываются с огромной энергией; достигаются температуры и давления порядка 5000 К и 135 МПа; однако они настолько малы, что они всего лишь очищают и удаляют поверхностную грязь и загрязнения. Чем выше частота, тем меньше узлы между точками кавитации, что позволяет очистить более сложные детали.
Ультразвуковые преобразователи, показывающие пакеты ~ 20 кГц и ~ 40 кГц. Активные элементы (в верхней части) представляют собой два кольца из цирконата-титаната свинца, которые прикреплены болтами к алюминиевому соединительному рупору. Преобразователи обычно пьезоэлектрические (например, изготовлены из цирконат-титанат свинца (PZT), титанат бария и т. д.), но иногда бывают магнитострикционными. Часто агрессивные химикаты, используемые в качестве чистящих средств во многих отраслях промышленности, не нужны или используются в гораздо более низких концентрациях при ультразвуковом перемешивании. Ультразвук используется для промышленной очистки, а также во многих медицинских и стоматологических технологиях и промышленных процессах.
Ультразвуковая активность (кавитация) помогает раствору выполнять свою работу; обычная вода обычно неэффективна. Раствор для очистки содержит ингредиенты, предназначенные для повышения эффективности ультразвуковой очистки. Например, уменьшение поверхностного натяжения увеличивает уровни кавитации, поэтому раствор содержит хороший смачивающий агент (поверхностно-активное вещество ). Водные чистящие растворы содержат детергенты, смачивающие вещества и другие компоненты и оказывают большое влияние на процесс очистки. Правильный состав раствора во многом зависит от очищаемого предмета. Растворы в основном используются теплыми, при температуре около 50–65 ° C (122–149 ° F), однако в медицинских целях обычно принято проводить очистку при температуре ниже 45 ° C (113 ° F), чтобы предотвратить коагуляцию белков.
Растворы на водной основе более ограничены в своей способности удалять загрязнения одним химическим действием, чем растворы растворителей; например для чувствительных деталей, покрытых густой смазкой. Усилия, необходимые для разработки эффективной системы водной очистки для конкретной цели, намного больше, чем для системы растворителей.
Некоторые машины (не слишком большие) объединены с машинами для парового обезжиривания, использующими углеводородные чистящие жидкости: три резервуара используются в каскаде. Нижний бак, содержащий грязную жидкость, нагревается, вызывая испарение жидкости. В верхней части машины находится охлаждающий змеевик. Жидкость конденсируется на змеевике и попадает в верхний резервуар. Верхний резервуар со временем переполняется, и чистая жидкость стекает в рабочий резервуар, где происходит очистка. Цена покупки выше, чем у более простых машин, но такие машины в долгосрочной перспективе экономичны. Одну и ту же жидкость можно использовать многократно, что сводит к минимуму потери и загрязнение.
Большинство твердых, неабсорбирующих материалов (металлов, пластмасс и т. Д.), Не подверженных химическому воздействию чистящей жидкости, подходят для ультразвуковой очистки. Идеальные материалы для ультразвуковой очистки включают небольшие электронные детали, кабели, стержни, провода и детали, а также предметы из стекла, пластика, алюминия или керамики.
Ультразвуковая очистка не стерилизует очищаемые предметы, потому что После очистки на предметах останутся споры и вирусы. В медицине стерилизация обычно следует за ультразвуковой очисткой как отдельным этапом.
Промышленные ультразвуковые очистители используются в автомобильной, спортивной, полиграфической, морской, медицинской, фармацевтической, гальванической, в компонентах дисководов, машиностроении и оружии.
Ультразвуковая очистка используется для удаления загрязнений с промышленного технологического оборудования, такого как трубы и теплообменники.
Ультразвуковая очистка широко используется для удаления остатков флюса с припаянных плат. Однако некоторые электронные компоненты, в частности устройства MEMS, такие как гироскопы, акселерометры и микрофоны, могут быть повреждены или разрушены из-за вибрации высокой интенсивности. им подвергаются во время чистки. Пьезоэлектрические зуммеры могут работать в обратном направлении и вырабатывать напряжение, которое может представлять опасность для их цепей привода.
Рекомендуется избегать использования легковоспламеняющихся чистящих растворов, потому что ультразвуковые очистители повышают температуру, даже если они не оснащены нагревателем. Когда установка работает, погружение руки в раствор может вызвать ожог из-за температуры; также может возникнуть дискомфорт и раздражение кожи.
