1. تاریخچه حمام التراسونیک
شستشو دهنده های اولتراسونیک، از سال 1950، در صنعت مورد استفاده قرار گرفتند و از سال 1970، به عنوان دستگاه‌هایی ارزان، وارد مصارف خانگی شدند.
2. کاربرد حمام التراسونیک
از آنجایی که قطعات سخت و غیر قابل جذب (فلزات، پلاستیک‌ها و غیره)، با مایع شستشو دهنده واکنش نمی‌دهند، شستشوی آنها با این دستگاه‌ها مناسب خواهد بود. قطعات ایده‌الی که با این روش شستشو داده می‌شوند، شامل قطعات الکترونیکی کوچک، کابل‌ها، سیم‌ها، شیشه، پلاستیک و یا سرامیک‌ها، جواهرآلات، لنزها و دیگر تجهیزات چشمی، ساعت، ابزارالات دندانی و جراحی، سکه‌ها، خودنویس‌ها، چوگان گلف بازی، حلقه‌های ماهیگیری، پرده‌ها و کرکره‌ها، سلاح‌های گرم، انژکتورهای خودرو، ابزارالات موسیقیایی، بخش‌های صنعتی می‌شود.
باید به این نکته توجه داشت که این شستشو، قطعات را استرلیزه نمی‌کند، و در نتیجه اسپورها و ویروس‌ها، همچنان در طی شستشو باقی می‌مانند. به این ترتیب، در مصارف پزشکی، استرلیزه کردن مرحله جداگانه‌ای خواهد داشت. شکل1، تعدادی از این موارد استفاده را نشان می دهد.
3. در چه مراکزی به وجود حمام التراسونیک نیاز هست؟
شستشو دهنده‌های اولتراسوند در صنایع خوردروسازی، وسایل ورزشی، پرینترها، مصارف دریایی، پزشکی، دارویی، آبکاری الکتریکی، اجزای هارد دیسک، صنایع مهندسی و تسلیحاتی، کارگاه‌های جواهر سازی، ساعت سازی و کارگاه‌های تعمیرات الکترونیکی استفاده می‌شوند.
4. ساختار حمام اولتراسونیک
اجزا سازنده حمام‌های اولتراسونیک، اجزای مختلفی دارد و توضیح همه این بخش‌ها زمان زیادی را می‌طلبد، با این حال، ما در اینجا سه جز اصلی این دستگاه را توضیح داده‌ایم. حمام و یا تانک‌های شستشو دهنده، مبدل‌های اولتراسوند و ژنراتور اولتراسونیک. شکل دو، اجزای مختلف این دستگاه را نشان می‌دهد.
حمام و یا تانک‌ها با آب و یا هر محلول دیگری پر می‌شوند تا بتواند قطعه مورد نظر را از آلودگی‌ها پاک کنند. اندازه‌های متفاوتی از این تانک‌ها وجود دارد: 3، 6، 10، 30 لیتری و حتی ممکن است ظرفیت‌های مختلف دیگری هم وجود داشته باشد. تانک‌ها، از استیل sus 304 ساخته می‌شوند که تا حد زیادی تطبیق پذیر بوده و علاوه بر آن ضد زنگ هستند تا در اثر تماس مداوم با آب از بین نروند. بسیاری از مردم هنوز هم از نام قدیمی این ماده، 8/18 ، استفاده می‌کنند، چرا که اجزای سازنده اصلی آن، شامل 18% کرومیوم و 8% نیکل است. این نوع استیل دارای ویژگی‌های منحصر به فردی است: دارای مقاومت بالای دمایی است، دارای مقاومت بالایی نسبت به خوردگی است، علاوه بر آن، مقاومت بالایی نسبت به اکسیداسیون در دماهای بالای 870 تا 925 درجه سانتیگراد دارد.
مبدل‌ها انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کنند. به عبارتی دیگر مبدل‌ها سیگنال الکتریکی را گرفته و تبدیل به نوع دیگری از سیگنال (صوت و امواج صوتی می‌کنند). بدین ترتیب، مبدل التراسونیک وظیفه تبدیل پالس‌های الکتریکی به دست آمده از ژنراتورها به امواج فراصوت را دارد. زمانی که این امواج با دامنه مناسبی درون مایع انتقال داده می‌شوند، تبخیر کاویتاسیون/ حفرات خلا ایجاد می‌شود که بخش اصلی کارکرد دستگاه است. دو دسته از مبدل‌ها وجود داردکه ما در اینجا تنها به انواع آنها اشاره کرده و از توضیحات بیشتر خوردداری می‌کنیم: مغناطیسی تنگشی (magneto stricitve) و الکتریکی تنگشی (electrol strictive).
ژنراتورهای اولتراسوند که منبع تولید کننده نیرو برای فراهم ساختن نیروی الکتریکی مبدل‌ها هستند. هر ژنراتوری به تعدادی از مبدل‌ها متصل است. ژنراتورهای اولتراسونیک فرکانس ویژه‌ای را تولید می کنند، به عبارتی سیگنال تولید شده می‌تواند سینوسی و یا پالسی باشد که برای مبدل‌ها اهمیت دارد. در حالت کلی، فرکانس‌های تولیدی شامل 25، 28، 35، 40، و 100 کیلوهرتز هستند.
5. عملکرد حمام التراسونیک
در یک شستشو دهنده اولتراسوند، قطعه‌ای که نیاز به تمیز شدن دارد، درون اتاقکی قرار می‌گیرد که دارای محلول مناسبی است (بسته به نوع قطعه و آلودگی از حلال‌های آبی و یا آلی استفاده می‌گردد). در شستشو دهنده‌های آبی، ماده شیمیایی افزوده شده، یک سورفاکتانت (مانند پودرهای لباسشویی) خواهد بود که منجر به شکست کشش سطحی سطح آب می‌شود. مبدل تولید کننده اولتراسوند، درون اتاقک و یا پایین‌تر از مایع قرار دارد، و با استفاده از سیگنال‌های الکتریکی، امواج اولتراسوند تولید می‌کند. این امواج درون مایع منجر به تولید حباب‌های زیادی که فضای درونی آنها خلا است، می‌شود (پدیده کاویتاسیون). در نهایت این حباب‌ها منفجر شده و انرژی زیادی تولید می‌کنند که می‌تواند در نهایت، فشار و دمایی در حدود 5000k و 20000ibs در هر اینچ مربع تولید کنند. این واقعه منجر به پاک شدن مواد آلوده از روی قطعه کار مورد نظر می‌شود.در اغلب موارد، استفاده از مواد شیمایی قوی به عنوان پاک کننده در بسیاری از صنایع استفاده نمی‌شود و یا اینکه در صورت استفاده، با غلظت‌های خیلی پایین از آنها استفاده می‌شود.
محلول‌های شستشو دهنده در حمام التراسونیک
محلول‌های شستشو، بخش مهمی از فعالیت دستگاه را تشکیل می‌دهند. آب خالص و ساده به تنهایی نمی‌تواند تاثیرگذار باشد. و به این ترتیب، حلال‌ها وارد عمل می‌شوند. این حلال‌ها کشش سطحی آب را کاهش داده و پدیده کاویتاسیون را افزایش خواهند داد. به این ترتیب، محلول می‌تواند شامل یک عامل خیس کننده (مرطوب کننده) مناسب مانند یک سورفاکتانت باشد. محلول‌های شستشو دهنده آبی شامل مواد شوینده، مواد خیس کننده و دیگر ترکیبات است و دارای تاثیر زیادی روی فرایند شستشو است، با این حال، محلول‌های آبی، توانایی کمتری در حذف آلودگی‌ها نسبت به دیگر حلال‌ها دارند. به طور مثال، قدرت بسیار کمی در از بین بردن آلودگی‌های روغنی و چربی دارند.
ایجاد ترکیبات صحیح از محلول شستشو برای ماده‌ای که می‌خواهیم شستشو دهیم، بسیار مهم است. محلول‌ها اغلب به صورت گرم شده استفاده می‌شوند و دمایی در حدود 50 تا 65 درجه سانتیگراد خواهند داشت. با این حال، در مصارف پزشکی، دما باید پایین‌تر از 45 درجه سانتیگراد باشد، چرا که دمای بالاتر منجر به انعقاد پروتئین‌ها می‌شود.
6. حمام التراسونیک چه آلودگی هایی را پاک می کند
شستشو دهنده‌های فراصوت از حباب‌های کاویتاسیونی که توسط امواج با فرکانس بالا (صوت) ایجاد شده اند تا بدین وسیله مایعات تحریک شوند، استفاده می‌کنند. این تحریکات، نیروی زیادی را روی مواد آلوده چسپیده به قطعاتی مانند فلزات، پلاستیک، شیشه و سرامیک وارد می‌کنند. این روش حتی در سوراخ‌های کور و غیر قابل دیدن، شکاف‌ها و تورفتگی‌ها نیز نفوذ می‌کند. هدف این امواج پاک کردن هرگونه ردی از این مواد آلوده از روی سطوح ابزارها و تجهیزات است.
آلودگی‌ها می‌تواند شامل گرد و غبار، خاک، روغن، رنگدانه‌ها، زنگ‌ها، چربی‌ها، جلبک‌ها، قارچ‌ها، باکتری‌ها، آهک، ترکیبات صیقلی کننده، عوامل گداختگی، اثر انگشت، دوده و موم، مواد زیستی مانند خون و همانند آن باشد. شستشو دهنده‌های اولتراسوند، می‌تواند برای اشکال، اندازه و مواد مختلفی از قطعات کار مورد استفاده قرار گیرد و در نتیجه حتی ممکن است نیاز به جدا سازی و باز کردن دستگاه مورد نظر نباشد. قطعاتی که برای شستشو انتخاب می‌شوند، نباید در کف دستگاه شستشو قرار بگیرند، چرا که از پدیده کاویتاسیون در آن بخشی که با کف دستگاه اتصال دارد، جلوگیری خواهد شد و حلال نمی تواند به آن بخش نفوذ کند.
7. محدودیت های استفاده از حمام التراسونیک چیست؟
این دستگاه‌ها به میزان زیادی در پاک سازی و حذف مواد لحیم شده اضافی از مدارهای لحیم مورد استفاده قرار می‌گیرد. با این حال و به طور قابل توجهی، تعدادی از دستگاه‌های الکتریکی، مانند تجهیزات MEMS (جیروسکوپ‌ها، شتاب دهنده‌ها و میکروفون‌ها) با این روش و طی ارتعاشات با شدت بالا، آسیب دیده و یا تخریب می‌شوند.
8. برندهای معروف و معتبری که حمام التراسونیک را ارائه می دهند
در اینجا تنها به دو برند معروف و معتبری که حمام اولتراسونیک ارائه می‌دهند، اشاره می‌کنیم: