دستگاه‌های اولتراسونیک

التراسونيک و تجهيزات جانبي

تعريف اولتراسونيک
اولتراسونيک Ultrasonic به معنای مافوق صوت است.
در واقع فرآيندي است که در آن از امواج صوتي فرکانس بالا (بالاتر از محدوده شنوايي انسان) استفاده شده و با استفاده از دستگاه اولتراسونيک يا حمام آلتراسونيک حذف آلودگي از روي قطعات صنعتي يا پزشکي براحتي امکان پذير است.

نحوه عملکرد حمام التراسونيک

مخزن دستگاه يا فضايي که قطعات براي شستشو داخل آن قرار مي گيرند با محلول پاک کننده پر مي شود.
در پروسه کاويتاسيون (امواج مثبت و منفي تناوبي) حباب هاي ميکروني داخل محلول تشکيل مي دهد. اين حباب ها به رشد خود ادامه داده تا به مرز انفجار برسند. حبابي که به مرز انفجار رسيده، داراي انرژي قابل در واقع ترکیب فشار، دما و سرعت این جت، باعث شکستن پیوند بین سطح و آلودگی شده و درنهایت آلودگی حذف می گردد.

در این روش اولتراسونیک از قدرت کافی برای جداسازی آلودگی های سخت برخوردار است و آنچنان ملایم است که به هیچ عنوان باعث خورندگی سطح قطعه نمی شود. در این روش موج به داخل حفره ها و درزهای غیرقابل دسترس نفوذ کرده و با خارج کردن آلودگی، کیفیت شستشو را بالا برده و در عین حال خطای انسانی را نیز کاهش میدهد.

کاربرد التراسونيک

اولتراسونيک براي پاک کردن آلودگي هايي نظير جرم، روغن، گريس، براده ماشين کاري، ضايعات پوليش، مواد حين توليد از سطح قطعات فلزي، شيشه اي، سراميکي، خون و بافت بدن از سطح ابزار پزشکي و ... به روش غوطه وري قطعات در یک محیط آبی کاربرد دارد.

بخش های تشکیل دهنده دستگاه اولتراسونیک کلینر

1- منبع تولید موج

برای ایجاد امواج مثبت و منفی داخل محلول به یک دستگاه ارتعاش کننده نیاز است.
در تمیز کننده اولتراسونیک از ترنسدیوسرهای مجهز به پیزوالکتریک استفاده می شود. پیزوها اغلب بنا به نوع کاربردشان در فرکانس بین ۲۸ یا ۴۰ کیلوهرتز عمل می کنند.
(بهترین نوع فرکانس برای شستشو ۲۸ کیلوهرتز و برای ترکیب مواد ۴۰ کیلوهرتز می باشد)

2- مخزن

یک محفظه مستطیل شکل از جنس استیل (304 - 316) است که حاوی محلول پاک کننده یا آب بوده و قطعات برای شستشو داخل آن قرار می گیرند. ترنسدیوسرها معمولا در کف یا جداره های مخزن یا هر دو بخش نصب می شوند.

3- گرمکن یا هیتر
دمای محلول بعنوان عامل تاثرگذار بر کیفیت شستشو در حمام اولتراسونیک مطرح می شود.
بطور کلی دما قدرت تمیزکنندگی محلول شوینده را افزایش خواهد داد. بنابراین وجود یک هیتر دقیق برای افزایش دمای محلول و حفظ آن در بازه مشخص موجب افزایش کیفیت شستشو خواهد شد.
(دمای بالای ۷۰ درجه سانتیگراد، باعث از بین رفتن ترنسدیوسرها خواهد شد)

4- سبدهای شستشو
نحوه قرارگیری قطعات در مخزن بسیار مهم است.
یکی از دلایل اصلی آسیب دیدگی و فرسودگی ترنسدیوسر، قرار دادن قطعات بصورت مستقیم در کف مخزن است.

این امر برای ترنسدیوسرها بسیار خطرناک است زیرا موج آزاده شده مستقیماً به قطعه خورده و مجددا به خود ترنسدیوسر بر می گردد.
لذا برای در گردش بودن موج درکل حجم مخزن، نیاز به ایجاد فاصله بین ترنسدیوسر و کف مخزن بوسیله سبد مخصوص می باشد.

برای انتخاب یک دستگاه شستشوی اولتراسونیک و دستیابی به کیفیت شستشوی مطلوب باید به پارامترهای زیر توجه نمود:

ابعاد مخزن دستگاه شستشوی التراسونیک
- ابعاد کوچکترین و بزرگترین قطعه مورد شستشو
- تعداد قطعات در هر شیفت کاری ۸ ساعته
- نحوه قرارگیری قطعات در مخزن

کاربرد مورد نظر
کاربرد دستگاه بر حسب نوع آلودگی، جنس قطعات، سطح تمیزی مورد نیاز، نحوه شستشوی قطعات (بصورت مجزا یا گروهی)، ترکیب مواد در صنایع مختلف غذایی (شکلات سازی، سس)، صنعت دارویی (ترکیب داروها) صنعت نانو و... می تواند متفاوت باشد.

کیفیت ترانسدیوسر
ترنسدیوسر بخش مهمی از دستگاه است که امواج صوتی را در مخزن ایجاد کرده و کیفیت و نحوه اتصال آن به مخزن، از پارامترهای کلیدی در تولید می باشد. ترنسدیوسر با کیفیت پایین می تواند بر کیفیت شستشو نیز تاثیر گذار باشد.

اولتراسونیک و تجهیزات جانبی

دمای محلول پاک کننده بین ۴۰ تا ۷۰ درجه سانتیگراد برای انجام عملیات تمیزکاری بهینه است و دمای بالای ۸۰ درجه به قطعات دستگاه آسیب می رساند. بنابراین کنترل دما در دستگاه های اولتراسونیک، امری حیاتی می باشد.

تایمر

بازه زمانی بهینه برای قرارگیری قطعات داخل دستگاه شستشوی اولتراسونیک برای هر نوع عملیات شستشو به روش تجربی قابل دستیابی است اما کنترل عملیات از لحاظ زمانی مهم است زیرا انتظار برای پایان عملیات و خاموش کردن دستگاه موجب اتلاف وقت می شود ضمن اینکه استفاده بیش از اندازه از امواج در برخی مواقع مخرب می باشد.

تجهیرات جانبی دستگاه
دستگاه های التراسونیک صنعتی و آزمایشگاهی، مجهز به درب مخزن، شیر تخلیه و سبد می باشند.
وجود این تجهیزات سهولت کار با دستگاه را افزایش می دهد.

باکس و ژنراتور اولتراسونیک
از دیگر دستاوردهای این مجموعه، ارائه مبدل های اولتراسونیک بهمراه باکس شناور درون مخازن موجود جهت استفاده از سیستم اولتراسونیک می باشد.
این باکس شامل چندین ترنسدیوسر اولتراسونیک است که در کاوری از جنس استینلس استیل (304 - 316) نصب می شوند و از طریق یک ژنراتور الکتریکی بیرون از مخزن کنترل می گردد.
ژنراتور اولتراسونیک وظیفه تولید یک سیگنال پیوسته را دارد که از طریق ترنسدیوسرها این سیگنال الکتریکی به ارتعاشات مکانیکی تبدیل شده و انرژی حاصل از این ارتعاشات به مایع درون مخزن منتقل می شود.