|
Ультразвуковые очистители — чистое дело! |
Общие сведения об ультразвуковых очистителях
Во многих отраслях промышленности на сегодняшний день требуется получение абсолютно чистых, без содержания каких-либо твёрдых частиц поверхностей. Это требуется при производстве микрочипов или оптических изделий и может даже спасти жизнь пациента при проведении хирургической операции. Ультразвуковые очистители гарантируют полную чистоту поверхностей. Кроме того, ультразвуковые очистители могу быть весьма полезны и в быту: ювелирные изделия, коллекция монет, CD, DVD, стоматологические протезы и брекеты, очки и письменные принадлежности могут быть аккуратно и бережно очищены этими устройствами.
Работает такой очиститель по кавитационному принципу, или, другими словами, он создаёт и уничтожает в жидкости пустоты через колебания давления. Ультразвуковые волны проходят через жидкость, и создают области избыточного и низкого давления. При контакте области низкого давления и очищаемого объекта на поверхности жидкости создаются микроскопические пузырьки. После этого в дело вступает область с повышенным давлением. Статическое напряжение в пузырьках быстро растёт, и они начинают конденсироваться со скоростью звука. Показатель давления при этом подскакивает до 100000 бар. Волны высокого и низкого давления сменяют друг друга множество раз, и в результате с поверхности очищаемого объекта удаляются даже микроогранизмы.
Газовые и паровые кавитации
Выделяют два различных вида кавитаций. Газовая кавитация, или стабильная кавитация, проходит при подготовке ультразвукового очистителя к процессу очистки. Газы, находящиеся внутри жидкости (напр. пойманные пузырьки воздуха) в результате выходят из неё, и растворяются в окружающем воздухе (дегазирование). В результате жидкость, которая будет использоваться при очистке, получается однородной. После этого можно перейти ко второму типу кавитации, под названием импульсная или паровая кавитация. Этот процесс мы уже описали выше: возникновение пузырьков и их быстрая конденсация во время процедуры очистки.
Из чего состоит ультразвуковой очиститель?
Обычно такое устройство состоит из нагревательного резервуара с одним или более ультразвуковым преобразователем, а также источника питания для этого преобразования. В нижней части или по бокам резервуара располагаются гидроакустические преобразователи, которые и создают волны низкого и высокого давления в жидкости. Иногда такие преобразователи устанавливаются в непосредственной близости от области очистки. Ультразвуковой очиститель проводит модуляцию по частоте для того, чтобы избежать создания стационарных волн. Их образование уменьшило бы эффективность работы устройства. Во время газовой кавитации устройство создаёт пульсирующую волну. Результат очистки может быть улучшен путём добавления вспомогательных веществ. В зависимости от поставленной задачи, могут использоваться модели ультразвукового очистителя с разной частотой и мощностью. В промышленности обычно используются очистители с низкой частотой — до 80 кГц. В результате получаются относительно крупные пузырьки, и высокое давление.
При увеличении частоты уменьшается размер и увеличивается количество образуемых пузырьков. Благодаря этому можно очищать даже самые тонкие и деликатные предметы. Можно также использовать различные частоты для удаления разных видов загрязнений: обычно применяются частоты в диапазоне от 20 кГц до 20 мГц.
