حمام التراسونیک چیست + نحوه استفاده

حمام التراسونیک چیست؟

حمام التراسونیک ( Ultrasonic Bath ) که تمیز کننده التراسونیک ( Ultrasonic Cleaner ) نیز نامیده می شود، دستگاهی جهت حذف سریع و کامل آلاینده ها از اشیاء است که در مخزن مایع با امواج فراصوت با فرکانس بالا غوطه ور هستند. این امواج فراصوت غیر قابل شنیداری یک عمل لایه برداری خفیف را در داخل مایع در التراسونیک کلینر انجام می دهند و آلاینده ها را از تمام سطوح در تماس با مایع از بین می برد.

فراصوت یا ultrasonic چیست؟

لرزش یک شی باعث ایجاد امواج صوتی می شود. این لرزش، مولکول های هوا را در اطراف جسم می لرزاند. لرزش اجسام و بعد لرزش مولکول های هوا در نهایت به پرده گوش می رسد و مغز آن را به عنوان صدا تفسیر می کند.

فرکانس امواج صوتی را با واحدی به نام «هرتز» اندازه می گیرند. امواج صوتی که فرکانسی بالاتر از 20 هزار هرتز دارند، امواج مافوق صوت در نظر گرفته می شوند. این ارتعاشات به اندازه ای سریع هستند که توسط گوش انسان قابل شنیدن نیست. به فرکانس هایی که گوش انسان قادر به شنیدنش نیست فراصوت یا التراسونیک می گویند. البته اصطلاح التراوسونیک بیشتر به کاربردهای این محدوده فرکانسی اشاره می کند.

بعضی حیوانات مثل دلفین ها و خفاش ها می تواننند صداهایی با فرکانس بالا یا پایین را تولید، دریافت و درک کنند. این حیوانات از امواج فراصوت برای شناسایی موانع و محیط استفاده می کنند. ما انسان ها بعد از این که رازهای امواج صدا را کشف کردیم، توانستیم انواع ابزار برای تولید یا دریافت امواج فراصوت بسازیم. اگر یکبار سونوگرافی انجام داده باشید، پس یکی از کاربردهای فناوری التراسونیک به شما کمک کرده است. حالا از این فناوری در زیردریایی ها تا تجهیزات پیشرفته آزمایشگاهی، تمیزکاری و کارخانه ها استفاده می شود.

تاریخچه استفاده از دستگاه های تمیز کننده فراصوت

به دلیل قدمتی که استفاده از فراصوت برای تمیز کردن سطوح دارد، امروز مکانیسم های تمیز کردن سطح اجسام به روش اولتراسونیک به خوبی درک شده است. اولین تجهیزات تمیز کردن اولتراسونیک در دهه ۱۹۵۰ به صورت تجاری وارد بازار شد و در حدود ۱۹۷۰ به عنوان وسایل خانگی نسبتاً ارزان قیمت مورد استفاده قرار گرفت. حمام های التراسونیک برای دهه ها به صورت صنعتی مورد استفاده قرار گرفته است. این دستگاه به ویژه برای تمیز کردن قطعات کوچک و پیچیده و سرعت بخشیدن به فرآیندهای عملیات تیمار کردن سطوح به کار گرفته می شود.

نحوه انجام فرایند تمیز کردن با حمام اولتراسونیک

حمام اولتراسونیک از حباب های کاویتاسیون ناشی از امواج فشار فرکانس بالا (صدا) برای تحریک یک مایع استفاده می کند. این تحریک نیروهای شدیدی را بر روی آلاینده های چسبنده به بسترهایی مانند فلزات، پلاستیک، شیشه، لاستیک و سرامیک ایجاد می کند. این عمل همچنین به حفر های کوچک، ترک ها و شکاف های سطح اجسام نیز نفوذ می کند. هدف از این عمل در حمام اولتراسونیک این است که تمام آثار آلودگی کاملاً چسبنده یا جاسازی شده روی سطوح جامد از بین بروند. بسته به نوع آلودگی و قطعه مورد نظر، می توان از آب یا حلال های دیگر در حمام اولتراسونیک استفاده کرد.

آلاینده های روی سطوح مختلف می توانند شامل گرد و غبار، خاک، روغن، رنگدانه ها، زنگ زدگی، گریس، جلبک، قارچ، باکتری ها، آهک، ترکیبات پولیش، روغن لحیم، اثر انگشت، موم دوده و مواد جدا شده از قالب، مواد بیولوژیکی مانند خون و غیره باشند.

تمیز کننده اولتراسونیک می تواند برای طیف گسترده ای از اجسام با اشکال، اندازه و ترکیبات مختلف می تواند مورد استفاده قرار گیرد. در هنگام تمیز کردن اجسام نباید اجازه دهید در کف دستگاه استراحت کنند، زیرا این امر مانع از ایجاد حباب در قسمتی از جسم که در تماس با حلال نیست، می شود.

کاربرد حمام اولتراسونیک

برای شستشوی قطعاتی که با مایع شستشو دهنده واکنش نمی دهند از حمام اولتراسونیک استفاده می شود. از سری اجسامی که پاک کننده التراسونیک آنها مورد استفاده قرار میگیرد میتوان به جواهرات مانند طلا و نقره، لنزها و سایر وسایل اپتیکی، ساعت، ابزارهای جراحی و دندانپزشکی، انواع ابزار هایی که نیاز به تمیز بودن دارند مانند سکه، نوک قلم های روان نویس، کلوپ های گلف، قرقره های ماهیگیری، پرده کرکره، اجزای سلاح گرم، انژکتور سوخت خودرو، آلات موسیقی، گرامافون، قطعات ماشین آلات صنعتی و تجهیزات الکترونیکی اشاره کرد.

دستگاه تمیز کننده التراسونیک بیشتر در کارگاه های جواهرات، ساعت سازی و کارگاه های تعمیر الکترونیکی و کلینیک های جراحی و دندانپزشکی مورد استفاده قرار می گیرند. باید توجه داشت این شستشو قطعات را استریلیزه نمی کند، در نتیجه میکروارکانیسمها همچنان بعد از شستشو باقی می مانند، لذا در مصارف پزشکی استریل کردن باید جداگانه انجام شود.

اجزای اصلی دستگاه تمیز کننده التراسونیک

در ادامه مختصر توضیحی در مورد اجزای تمیز کننده التراسونیک خواهیم داد.

• بدنه: بدنه ی تمیز کننده التراسونیک از جنس آلومینیوم یا استیل ضد زنگ ساخته می شود تا دوام و عمر بیشتری داشته باشند.
• مخزن: مخزن التراسونیک، مایعات و مواردی را که باید تمیز شوند، نگه می دارد. مخازن تمیز کننده های التراسونیک در اندازه های مختلفی وجود دارد و هر کدام حجم مشخصی از حلال را در خود جای می دهند. البته بعضی از انواع تمیز کننده ها التراسونیک بدون مخزن هستند و نیاز به ظرفی مجزا دارند که به عنوان مخزن در آنها استفاده شود.
• ژنراتور التراسونیک: ژنراتور دستگاه التراسونیک انرژی الکتریکی را از منبع انرژی مانند پریز برق به انرژی الکتریکی مناسب برای انرژی دادن به مبدل التراسونیک تبدیل می کند.
• مبدل های پیزوسرامیک (Piezoceramic transducer): مبدل ها سیگنال الکتریکی التراسونیک را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند. از آنجایی که مبدل ها به وسیله برق کار می کنند، معمولا در بخش پایینی یا کناری مخزن ولی رو به داخل قرار می گیرد تا لرزش ها را درون مخزن منتقل کند. در واقع با روشن شدن دستگاه، امواج فراصوت به داخل مایع تزریق می شود و محلول داخل مخزن را به لرزش درمی آورد.
• تایمر و کنترل کننده دما: برای تنظیم زمان و دمای عملکرد دستگاه کاربرد دارد. این ویژگی در همه انواع تمیز کننده های التراسونیک وجود ندارد.
• زهکش: زهکش در حقیقت برای تخلیه محلول تمیز کننده از داخل دستگاه به کار می رود. البته همه دستگاه های تمیز کننده التراسونیک این بخش را ندارند.
• سبد: در بخش داخلی تمیز کننده های التراسونیک سبدی قرار دارد تا در هنگام شستشو مانع از صدمه رساندن به دستگاه شود.

مخزن شستشو با حجم های متفاوت با آب و یا هر محلول دیگری پر می شوند تا بتوانند قطعات را از آلودگی ها تمیز کنند. این آلودگی ها می تواند شامل گرد وغبار، روغن، رنگ، چربی، جلبک، باکتری، قارچ، اثر انگشت و غیره باشد. اکثرا تانک ها از جنس استیل زنگ نزن 304 ساخته می شوند که ساختمان آنها شامل 18% کرم و 8% نیکل می باشد. استیل 304 دارای مقاومت بالای دمایی، خوردگی و مقاومت بالا نسبت به اکسیداسون در دماهای بالای 870 تا 925 درجه سانتی گراد می باشد.

ژنراتورهای اولتراسوند منبع تولید کننده انرژی برای فراهم ساختن نیروی الکتریکی مبدل ها می باشند. هر ژنراتور به تعدادی از مبدل ها متصل هست. ژنراتورهای اولتراسونیک ،سیگنال های الکتریکی با فرکانس خاص را تولید می کنند که برای مبدل ها مهم می باشند. در حالت کلی فرکانس های تولیدی 25،28،35،40 و 100 کیلو هرتز می باشند.

محلول تمیز کننده

فعالیت امواج اولتراسونیک (کاویتاسیون) برای انجام کار خود به محلول تمیز کننده کمک می کنند. آب ساده معمولاً به عنوان محلول تمیز کنده مؤثر نخواهد بود. محلول تمیز کننده شامل ترکیباتی است که برای افزایش تاثیر امواج اولتراسونیک طراحی شده اند. به عنوان مثال، زمانی که محلول حاوی فاکتورهایی مانند سورفکتانت ها باشند، موجب می شوند که با کاهش کشش سطحی، میزان کاویتاسیون (حباب سازی) افزایش پیدا کند.

محلول های تمیز کننده آبی حاوی ترکیبات دترجنتی یا ترکیبات شوینده، سورفکتانت ها و سایر اجزای سازنده بوده و تأثیر زیادی در فرآیند تمیز کردن دارند. تهیه ترکیب صحیح محلول تمیز کننده به سطحی که قرار است تمیز شود، بستگی دارد. محلول ها عمدتاً در دمای ۵۰ تا ۶۵ درجه سانتی گراد (۱۲۲ تا ۱۴۹ درجه فارنهایت) ورد استفاده قرار می گیرند، اما در کاربردهای پزشکی به عنوان یک قاعده کلی تمیز کردن باید در دماهای زیر ۴۵ درجه سانتی گراد (۱۱۳ درجه فارنهایت) انجام شود تا از انعقاد ترکیبات پروتئینی جلوگیری شود.

انواع دستگاه شستشو و حمام التراسونیک

دستگاه های التراسونیک کلینر یا همان تمیزکننده ها، دسته بندی و اندازه های مختلفی دارند. بعضی از آنها بسیار بزرگ و بعضی کوچک و قابل حمل و نقل هستند.

1 - دستگاه شستشوی آلتراسونیک سنگین صنعتی

این دسته از التراسونیک کلینرها از مبدل های سنگین تر و ژنراتورهای قوی تر تشکیل شده اند که توانایی ایجاد موج التراسونیک با هر فرکانسی را دارند. مخازن دستگاه شستشوی آلتراسونیک سنگین صنعتی از فولاد ضد زنگ بسیار سنگین ساخته شده اند و ژنراتور آنها از مخازن جدا هستند. این نوع دستگاه التراسونیک برای کارهای تولیدی استفاده می شوند و کارایی بالایی دارند.

2 - تمیز کننده التراسونیک کوچک آزمایشگاهی

در این نوع دستگاه آلتراسونیک هم از مبدل های قوی استفاده می شود اما مانند انواع صنعتی نیست. قدرت ژنراتور این دستگاه در حدی است که برای شستشوی شیشه ها و اجزای کوچک آزمایشگاهی کارایی بالایی دارند.

3 - تمیز کننده التراسونیک بسیار کوچک

این تمیز کننده های التراسونیک کوچک و قابل حمل و نقل هستند و برای تمیز کردن وسایل بسیار کوچک به کار می رود. مبدل و ژنراتور این نوع از تمیز کننده ها، کوچک و ساده هستند. از تمیز کننده التراسونیک بسیار کوچک برای شستشو و تمیز کردن جواهرات، اسباب بازی های کودک، لباس و مواد غذایی مانند سبزیجات، میوه ها، گوشت و موارد دیگر استفاده می شود.

ایمنی کار با حمام اولتراسونیک

توصیه می شود در هنگام کار با حمام های اولتراسونیک از به کارگیری محلول های تمیز کننده قابل اشتعال خودداری کنید، زیرا پاک کننده های مافوق صوت حتی در صورت عدم استفاده از هیتر، دما را افزایش می دهند. هنگامی که دستگاه در حال کار است، قرار دادن دست خود در محلول می تواند به دلیل گرما بالای محلول، باعث سوختگی شود که در پی آن ناراحتی و سوزش پوستی نیز ممکن است برای کاربر دستگاه به وجود آید.

• هیچگاه با دستان خیس یا مرطوب دو شاخه را در دست نگیرید.
• در هنگام پر یا خالی کردن دستگاه آن را از پریز برق جدا نمایید.
• تا حد امکان از تماس آب و یا مایعات با پنل کنترلی دستگاه جلوگیری کنید.
• در هنگام در آوردن اجسام مراقب باشید زیرا ممکن است مایع داخل آن داغ باشد.
• حمام التراسونیک را به صورت پیوسته بیش از نود دقیقه استفاده ننمایید زیرا ممکن است به قطعات داخلی آسیب برسد.
• هیچگاه دستگاه را بدون وجود مایعات در داخل آن استفاده ننمایید.
• در هنگام خرید دستگاه دقت کنید که آیا قابلیت گاز زدایی دارد یا نه، در کنار آن سیستم حرارتی در شستشو بسیار کمک می کند.