مبادئ وملاحظات التنظيف بالموجات فوق الصوتية

كما نعلم جميعًا، فإن الأصوات التي نسمعها هي إشارات موجات صوتية بتردد يتراوح بين 20 هرتز و20000 هرتز. تُسمى الموجات الصوتية التي يزيد ترددها عن 20000 هرتز بالموجات فوق الصوتية. تنتشر الموجات الصوتية طوليًا على شكل موجة جيبية، وتتناوب بين القوة والضعف أثناء انتقالها. عندما تؤثر إشارات الموجات الصوتية الضعيفة على سائل، فإنها تُولّد ضغطًا سلبيًا داخله، مُشكّلةً فقاعات صغيرة عديدة. في المقابل، تُولّد إشارات الموجات الصوتية القوية ضغطًا إيجابيًا على السائل، مما يؤدي إلى انهيار هذه الفقاعات الصغيرة. وقد أظهرت الدراسات أنه عندما تؤثر الموجات فوق الصوتية على سائل، فإن انهيار كل فقاعة يُنتج موجات صدمية قوية للغاية، مصحوبة بارتفاع فوري في درجات الحرارة والضغط يصل إلى آلاف الأجواء. تُعرف هذه الظاهرة باسم "تأثير التكهف".التنظيف بالموجات فوق الصوتيةتستغل الموجات الصدمية الناتجة عن انفجار الفقاعات في السائل لتنظيف وتلميع الأسطح الداخلية والخارجية لقطع العمل.

يمكن تقسيم الموجات فوق الصوتية إلى ثلاث فئات: الموجات تحت الصوتية، والموجات الصوتية، والموجات فوق الصوتية. يقل تردد الموجات تحت الصوتية عن 20 هرتز، ويتراوح تردد الموجات الصوتية بين 20 هرتز و20 كيلوهرتز، بينما يزيد تردد الموجات فوق الصوتية عن 20 كيلوهرتز. عمومًا، لا تستطيع الأذن البشرية سماع الموجات تحت الصوتية والموجات فوق الصوتية. وبفضل ترددها العالي وطولها الموجي القصير، تتميز الموجات فوق الصوتية بانتشارها الموجه الجيد وقدرتها العالية على الاختراق.

يعتمد مبدأ عمل جهاز التنظيف بالموجات فوق الصوتية على ما يلي: يقوم المحول بتحويل الطاقة الصوتية الصادرة من مصدر الموجات فوق الصوتية عالي القدرة إلى اهتزاز ميكانيكي. ينتقل هذا الاهتزاز عبر جدار خزان التنظيف، مُشعًا موجات فوق صوتية في محلول التنظيف داخل الخزان. تحت تأثير هذه الموجات، تستمر الفقاعات الصغيرة في السائل بالاهتزاز.

عندما يصل ضغط الصوت أو شدته إلى مستوى معين، تتمدد الفقاعات بسرعة ثم تنهار فجأة. في لحظة انهيار الفقاعة، تتولد موجات صدمية، مما ينتج عنه ضغط يتراوح من 10¹²من Pa إلى 1013الضغط الهائل حول الفقاعات. يعمل الضغط الهائل الناتج عن التجويف بالموجات فوق الصوتية على تفتيت الملوثات غير القابلة للذوبان وتشتيتها في المحلول.

من جهة، تعمل الموجات فوق الصوتية على كسر الالتصاق بين الملوثات وسطح الأجسام المنظفة. ومن جهة أخرى، تُسبب هذه الموجات إجهادًا لطبقات الملوثات، مما يؤدي إلى تقشرها. تعمل اهتزازات الفقاعات الغازية على تنظيف الأسطح الصلبة. وبمجرد ظهور الشقوق في طبقات الملوثات، تخترق الفقاعات هذه الشقوق وتهتز لفصل الأوساخ. كما يُتيح التكهف التشتت السريع واستحلاب سائلين عند سطح التماس بينهما. فعندما تلتصق جزيئات صلبة مغلفة بالزيت بسطح الأجسام المنظفة، ينتقل الزيت إلى السطح.مستحلبوتتساقط الجزيئات الصلبة بشكل طبيعي. وعندما تنتقل الموجات فوق الصوتية عبر محلول التنظيف، فإنها تولد ضغطًا صوتيًا متناوبًا موجبًا وسالبًا، مكونةً تيارات تصطدم بالأجسام المنظفة. وفي الوقت نفسه، تُنتج التأثيرات غير الخطية تدفقًا صوتيًا وتدفقًا صوتيًا دقيقًا، كما يُحدث التكهف فوق الصوتي تيارات دقيقة عالية السرعة عند السطح الفاصل بين المادة الصلبة والسائلة. كل هذه التأثيرات تُفتت الملوثات، وتزيل أو تُضعف طبقات الأوساخ السطحية، وتُحسّن التحريك والانتشار، وتُسرّع ذوبان الأوساخ القابلة للذوبان، وتُعزز فعالية التنظيف للمنظفات الكيميائية.

يمكن الاستنتاج أن عملية التنظيف تتم في أي مكان يصل إليه السائل ويتوفر فيه مجال صوتي. هذه التقنية مناسبة بشكل خاص لتنظيف الأجزاء ذات الأشكال السطحية المعقدة للغاية. إضافةً إلى ذلك، يُمكن لتطبيق هذه التقنية أن يُقلل من استخدام المذيبات الكيميائية، مما يُساهم بشكل كبير في الحد من التلوث البيئي.

احتياطات استخدام أجهزة التنظيف بالموجات فوق الصوتية

يجب أن تكون مصادر الطاقة الخاصة بجهاز التنظيف بالموجات فوق الصوتية وسخانه الكهربائي مزودة بأجهزة تأريض موثوقة.

لا تقم بتشغيل جهاز التنظيف بالموجات فوق الصوتية بدون سائل التنظيف. لا تقم بتشغيل مفتاح الموجات فوق الصوتية إذا لم يكن خزان التنظيف ممتلئًا بكمية كافية من محلول التنظيف.

بالنسبة لمعدات التنظيف المزودة بوحدات تسخين، يجب عدم تشغيل مفتاح التسخين عندما لا يكون هناك سائل بالداخل.

تجنب ضرب الجزء السفلي من خزان التنظيف بأشياء ثقيلة مثل الأجزاء الحديدية، لمنع تلف رقائق المحول.

يجب توصيل مولد الموجات فوق الصوتية بدائرة طاقة مستقلة 220 فولت / 50 هرتز، مزودة بمثبت جهد مصنف بأكثر من 2000 واط.

اشطف الجزء السفلي من خزان التنظيف بانتظام لتجنب تراكم الأوساخ والحطام بشكل مفرط.

عند استبدال سائل التنظيف، قم بتشغيل نظام الموجات فوق الصوتية أولاً قبل وضع الأشياء في الخزان للتنظيف.