หลักการและข้อควรระวังของการทำความสะอาดด้วยคลื่นอัลตราโซนิค

อย่างที่เราทราบกันดี เสียงที่มนุษย์ได้ยินนั้นเป็นสัญญาณคลื่นเสียงที่มีความถี่ตั้งแต่ 20 เฮิรตซ์ ถึง 20,000 เฮิรตซ์ คลื่นเสียงที่มีความถี่สูงกว่า 20,000 เฮิรตซ์ เรียกว่าคลื่นอัลตราโซนิก คลื่นเสียงแพร่กระจายในแนวยาวในรูปของคลื่นไซน์ โดยสลับระหว่างความแรงและความอ่อนขณะเดินทาง เมื่อสัญญาณคลื่นเสียงอ่อนกระทำต่อของเหลว จะสร้างแรงดันลบภายในของเหลว ทำให้เกิดฟองอากาศเล็กๆ จำนวนมาก ในทางตรงกันข้าม สัญญาณคลื่นเสียงแรงจะสร้างแรงดันบวกต่อของเหลว ทำให้ฟองอากาศเล็กๆ เหล่านั้นยุบตัวลง การศึกษาพบว่าเมื่อคลื่นอัลตราโซนิกกระทำต่อของเหลว การยุบตัวของแต่ละฟองอากาศจะสร้างคลื่นกระแทกที่ทรงพลังอย่างมาก พร้อมกับอุณหภูมิและความดันสูงฉับพลันถึงหลายพันบรรยากาศ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า "ปรากฏการณ์คาวิตาชัน"การทำความสะอาดด้วยคลื่นอัลตราโซนิคใช้ประโยชน์จากคลื่นกระแทกที่เกิดจากการแตกตัวของฟองอากาศในของเหลวเพื่อทำความสะอาดและขัดถูทั้งพื้นผิวด้านในและด้านนอกของชิ้นงาน

คลื่นอัลตราโซนิกสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ประเภท ได้แก่ คลื่นอินฟราโซนิก คลื่นเสียง และคลื่นอัลตราโซนิก ความถี่ของคลื่นอินฟราโซนิกต่ำกว่า 20 เฮิรตซ์ ความถี่ของคลื่นเสียงอยู่ในช่วง 20 เฮิรตซ์ถึง 20 กิโลเฮิร์ตซ์ และความถี่ของคลื่นอัลตราโซนิกสูงกว่า 20 กิโลเฮิร์ตซ์ โดยทั่วไปแล้ว หูของมนุษย์ไม่สามารถตรวจจับคลื่นอินฟราโซนิกและคลื่นอัลตราโซนิกได้ เนื่องจากความถี่สูงและความยาวคลื่นสั้น คลื่นอัลตราโซนิกจึงมีคุณสมบัติในการแพร่กระจายไปในทิศทางที่ดีและมีความสามารถในการทะลุทะลวงสูง

หลักการทำงานของเครื่องทำความสะอาดอัลตราโซนิกมีดังนี้: ตัวแปลงสัญญาณจะแปลงพลังงานเสียงจากแหล่งกำเนิดคลื่นอัลตราโซนิกความถี่สูงให้เป็นการสั่นสะเทือนเชิงกล การสั่นสะเทือนนี้จะถูกส่งผ่านผนังของถังทำความสะอาด ทำให้เกิดการแผ่คลื่นอัลตราโซนิกเข้าไปในสารละลายทำความสะอาดภายในถัง ภายใต้การแผ่คลื่นอัลตราโซนิก ฟองอากาศขนาดเล็กในของเหลวจะสั่นสะเทือนอย่างต่อเนื่องภายใต้ผลของคลื่นเสียง

เมื่อความดันเสียงหรือความเข้มเสียงถึงระดับหนึ่ง ฟองอากาศจะขยายตัวอย่างรวดเร็วแล้วยุบตัวลงอย่างฉับพลัน ในขณะที่ฟองอากาศยุบตัวลง จะเกิดคลื่นกระแทกขึ้น ทำให้เกิดความดันตั้งแต่ 10¹²ปา ถึง 10¹³ความดันมหาศาลที่เกิดจากปรากฏการณ์โพรงอากาศอัลตราโซนิกจะทำลายสิ่งปนเปื้อนที่ไม่ละลายน้ำและกระจายตัวไปในสารละลาย

ในด้านหนึ่ง คลื่นอัลตราโซนิกจะทำลายการยึดเกาะระหว่างสิ่งสกปรกและพื้นผิวของวัตถุที่ทำความสะอาด ในอีกด้านหนึ่ง พวกมันจะทำให้ชั้นสิ่งสกปรกเกิดการล้าและหลุดลอกออก การสั่นสะเทือนของฟองก๊าซจะขัดพื้นผิวของแข็ง เมื่อรอยแตกปรากฏขึ้นในชั้นสิ่งสกปรก ฟองอากาศจะแทรกซึมเข้าไปในช่องว่างและสั่นสะเทือนเพื่อแยกสิ่งสกปรกออก การเกิดโพรงอากาศยังช่วยให้เกิดการกระจายตัวและการทำให้เป็นอิมัลชันอย่างรวดเร็วของของเหลวสองชนิดที่บริเวณรอยต่อ เมื่ออนุภาคของแข็งที่เคลือบด้วยน้ำมันเกาะติดกับพื้นผิวของสิ่งของที่ทำความสะอาด น้ำมันจะ...อิมัลซิไฟด์และอนุภาคของแข็งจะหลุดออกไปเองตามธรรมชาติ เมื่อคลื่นอัลตราโซนิกเดินทางผ่านสารละลายทำความสะอาด พวกมันจะสร้างแรงดันเสียงบวกและลบสลับกัน ก่อให้เกิดเจ็ทที่กระทบกับวัตถุที่ทำความสะอาด ในขณะเดียวกัน ผลกระทบที่ไม่เป็นเชิงเส้นจะสร้างกระแสเสียงและกระแสเสียงขนาดเล็ก และการเกิดโพรงอากาศอัลตราโซนิกจะสร้างเจ็ทขนาดเล็กความเร็วสูงที่ส่วนต่อประสานของของแข็งและของเหลว ผลกระทบทั้งหมดเหล่านี้สามารถสลายสิ่งปนเปื้อน กำจัดหรือลดชั้นสิ่งสกปรกบนพื้นผิว เพิ่มการกวนและการแพร่กระจาย เร่งการละลายของสิ่งสกปรกที่ละลายได้ และเพิ่มประสิทธิภาพการทำความสะอาดของผงซักฟอกเคมี

กล่าวโดยสรุปได้ว่า การทำความสะอาดเกิดขึ้นได้ทุกที่ที่มีของเหลวเข้าถึงและมีสนามเสียง เทคโนโลยีนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการทำความสะอาดชิ้นส่วนที่มีรูปทรงพื้นผิวซับซ้อนมาก นอกจากนี้ การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีนี้ยังสามารถลดการใช้ตัวทำละลายเคมี ซึ่งช่วยลดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมได้อย่างมาก

ข้อควรระวังในการใช้เครื่องทำความสะอาดอัลตราโซนิก

แหล่งจ่ายไฟสำหรับเครื่องทำความสะอาดอัลตราโซนิกและฮีตเตอร์ไฟฟ้าต้องติดตั้งอุปกรณ์ต่อลงดินที่เชื่อถือได้

ห้ามใช้งานเครื่องทำความสะอาดอัลตราโซนิกโดยไม่มีน้ำยาทำความสะอาด ห้ามเปิดสวิตช์อัลตราโซนิกหากถังทำความสะอาดไม่ได้บรรจุน้ำยาทำความสะอาดในปริมาณที่เพียงพอ

สำหรับอุปกรณ์ทำความสะอาดที่มีชุดทำความร้อน ห้ามเปิดสวิตช์ทำความร้อนเมื่อไม่มีของเหลวอยู่ภายใน

ห้ามกระแทกก้นถังทำความสะอาดด้วยวัตถุหนัก เช่น ชิ้นส่วนเหล็ก เพื่อป้องกันความเสียหายต่อชิปตัวแปลงสัญญาณ

เครื่องกำเนิดคลื่นอัลตราโซนิคจะต้องเชื่อมต่อกับวงจรไฟฟ้าอิสระขนาด 220V/50Hz ซึ่งติดตั้งอุปกรณ์รักษาระดับแรงดันไฟฟ้าที่มีกำลังไฟมากกว่า 2000W

ควรล้างก้นถังทำความสะอาดเป็นประจำเพื่อป้องกันการสะสมของเศษสิ่งสกปรกและคราบต่างๆ มากเกินไป

เมื่อเปลี่ยนน้ำยาทำความสะอาด ให้เปิดระบบอัลตราโซนิกก่อน แล้วจึงค่อยใส่สิ่งของลงในถังเพื่อทำความสะอาด