Повърхностно почистване е важно в производството - от електроника до технология покритие. Традиционно, почистване на части включва използването на химически агенти - хлорирани или флуорирани разтворители, основи, киселини, обезмаслители, алкохоли, или механично почистване използват четки или абразиви. Въпреки това, тези методи за почистване не винаги са ефективни, особено за части с сложна форма, освен тези технологии са вредни за околната среда. Тези трудности са били успешно преодолени с помощта на ултразвуково почистване технология.
Звук с честота над 18 килохерца ултразвук се счита, че не може да бъде чут от човешкото ухо. Най-широко използвани за честоти промишлени почистване са в диапазона между 20 кХц и 50 кХц. 40. честота 70 KHz Най често се използва в малкото пространство, което ултразвуковия апарат за обработка на бижута и зъболекарски кабинети за почистване на малки части, оптика. Препаратите за почистване работят при тежки условия (цилиндрови блокове, тежки метали), отстраняване на тежки примеси се извършва с честота от 20. 40 кХц ултразвук.
Ултразвук може да се почиства на замърсители като масло, грес, утайка, режещи течности и почистващи материали - метали, стъкло, керамика, пластмаса. Соникацията може да се използва успешно за полиране на повърхности.
Примери за ултразвуково почистване
Всяка точка в средата на звук провеждане чрез ултразвук последователно се подлага на пресоване и след това разреждане. В точката на натиск компресия в средата тя е положителна. В точката в среда вакуум налягането е отрицателно. В достатъчно висока амплитуда или "сила на звука" звук, когато положителен преминаване от зона към зона на кавитация отрицателно налягане явление възниква - "експлозия" вакуум микронни размери кавитация мехурчета в големи количества, което води ударна вълна, чиято скорост достига 400 km / h.
Балонът се спука непосредствено преди (фиг. 1), се натрупва голямо количество енергия. Чрез комбинация на налягане (до 700 атмосфери), температура (около 5000 градуса по Целзий) и скорост шокова, струята освобождава повърхността от замърсители. Поради малкия размер на струята и сравнително голяма енергия, ултразвуково почистване може да се извършва дори малки процепи.
В случай на химически почистване чрез разтваряне на замърсители реагент трябва да влезе в директен контакт с замърсителя. Когато химически чисти разтваря примеси наситен слой и почистване действие спира (фигура 2) е разработена на границата.
Ултразвукова кавитация експлозии и микромехурчета ефективно изместват наситен слой, което позволява на прясно част от химически реагент да влизат в контакт с замърсителя. Това е особено полезно, когато е необходим за изчистване на неравни повърхности или вътрешна кухина (Фигура 3).
Някои видове примеси, съставени от неразтворими частици, задържан на повърхността чрез йонни сили. За да се отстранят тези частици е достатъчно тяхното отклонение за прекъсване на силата на привличане на повърхността. Това е улеснено от мехурчета кавитация (фиг. 4). Ефектът на ултразвук, по същество създава механична микро смесване, който ефективно отстранява разтворими и неразтворими замърсители.
Най-добре е да се използват препарати, на водна основа. Водата е отличен разтворител, нетоксичен, незапалим и околната среда. Изхвърлянето на замърсяване на отпадъчните води е много по-трудно. Обработка на сложна форма части на чиста вода може да бъде сложно. В разтвори без детергенти има високо повърхностно напрежение, което го прави трудно да се почисти трудно достъпни места.
Таблица 1 дава насоки за избор на подходящи препарати за използване при ултразвуково почистване (за увеличаване на масата за пресата).
Температурата е важен параметър, за да се максимизира интензивността на кавитация. В чиста вода, кавитация достига максимум при около 71 градуса по Целзий. Алкалните водни разтвори най-ефективно се пречистват при температура от 82 градуса. Разтворителите трябва да се използват при температури най-малко 6 градуса под неговата температура на кипене.
Парообразна кавитация мехурчета пълни с кавитационни пара течност, е най-ефективна форма на кавитация. Работният флуид трябва да има най-нисък вискозитет, и съдържа най-малко количество разтворен газ, за да се постигне максимално кавитация ефекти, за които преди почистване дегазира при повишена температура и ултразвук.
Основните елементи на оборудването на ултразвуково почистване са ултразвуков трансдюсер и генератор, както и контейнер, напълнен с водния разтвор.
Ултразвуков генератор преобразува електрическа енергия от силата AC с честота от 50 Hz или 60 в електрическа енергия в ултразвукова честота (Фигура 5).
Сравнително наскоро в производството на ултразвуковите генератори, нови технологии, които могат да подобрят ефективността на ултразвуково почистване. Сред тях са квадратни звуковите вълни, пулсиращ ултразвукова енергия и регулируем изход честота генератор. Най-напредналите ултразвукови генератори имат разпоредби за регулиране на различните изходните параметри, за да персонализирате изхода на ултразвукова енергия.
Прилагане на правоъгълен сигнал ( "квадрат" вълна) дава възможност да се постигне по-богати изход акустични хармоници. Резултатът е мулти-ултразвуково почистване на системата, която вибрира едновременно на няколко честоти.
В импулсен режим, ултразвукова енергия се включва и изключва на всеки няколко секунди или няколко стотици пъти в секунда. Ако бавен импулсни настъпва по-бързо дегазиране на работния флуид, въздушни мехурчета възможност да се повиши до повърхността на течността през времето, когато ултразвук е изключен.
Регулируема честота може да се модулира от веднъж на няколко секунди до няколко стотици пъти в секунда. Може да е необходима корекция на честотата, за да се предотврати повреда на чувствителни части.
Ултразвуковият датчиците преобразува енергията от генератора на механични вибрации. Има два основни типа ултразвукови преобразуватели, които се използват днес: магнитострикционни и пиезоелектрични.
Магнитостриктивни преобразуватели използват принципа на магнитострикция, в които някои материали се разширяват и свиват, когато е поставен в променливо магнитно поле. Променлив електрически генератор ултразвуков се превръща в първата намотка в променливо магнитно поле. След това променливо магнитно поле се използва за индуциране на механични вибрации в ултразвукова честота диапазон в групата на никел или други магнитострикционен материал.
Поради присъщите механични ограничения на размера на хардуер и сложността на генериране на магнитно поле с голяма мощност магнитнострикционни преобразуватели рядко работят на честоти над 20 килохерца. Магнитостриктивни преобразуватели са по-малко ефективни от пиезоелектрични, и защото те се нуждаят от двойно преобразуване на енергията.
Пиезоелектрични датчици за да могат да работят добре в диапазона от мегахерца. Пиезоелектрични датчици за превръщане на електрически AC енергия директно в механична енергия от пиезоелектричен ефект, при която някои материали променят размера си, когато тя се прилага за електрически заряд. По-голямата част от преобразуватели, използвани днес за ултразвуково почистване работа по пиезоелектричен ефект. като пиезоелектричен материал най-често се определят кристал оловен цирконат.
Пиезоелектрични преобразуватели, обаче, имат някои недостатъци. Най-често срещаният проблем е, че с течение на времето, на пиезоелектричен работата на устройството се влошава. Това може да стане по няколко причини. Crystal има тенденция да се поляризират с течение на времето и при непрекъсната работа. Освен това, такива датчици често са обезпечени в контейнера с епоксидно лепило, който проявява недостатъчност умора при високи ултразвукови честоти и при висока температура.
Ултразвукова кавитация ерозия на контейнери - също често срещани, които могат да навредят на сензора и окабеляване, което прави апарата неизползваеми и да доведат до скъпи ремонти.
Един прост устройство за почистване на резервоара за ултразвукова се загрява в контейнера (Фигура 6).
По-сложните системи включват ултразвуково почистване един или повече резервоари за изплакване за допълнителни почистване на бани, сушилни с горещ въздух, системата за автоматизация (Фиг.7).
Малки части в коша за обработка е сгънат в и голям, например, бутилки, блокове, движени от телфери и лебедки.
Най-голям брой растения са потопени ултразвукови преобразуватели. които са инсталирани на дъното или отстрани на контейнера. Подводни ултразвукови преобразуватели осигуряват максимална лесна инсталация и поддръжка. Те могат също така да се използва за надграждане на съществуваща предприятието обшивка линии.
Свързани статии