شستشو با دستگاه التراسونیک

فراصوت یا ultrasonic چیست؟

لرزش یک شی باعث ایجاد امواج صوتی می‌شود. این لرزش، مولکول‌های هوا را در اطراف جسم می‌لرزاند. لرزش اجسام و بعد لرزش مولکول‌های هوا در نهایت به پرده گوش می‌رسد و مغز آن را به عنوان صدا تفسیر می‌کند.
 

فرکانس امواج صوتی را با واحدی به نام «هرتز» اندازه می‌گیرند. امواج صوتی که فرکانسی بالاتر از 20 هزار هرتز دارند، امواج مافوق صوت در نظر گرفته می‌شوند. این ارتعاشات به اندازه‌ای سریع هستند که توسط گوش انسان قابل شنیدن نیست.

به فرکانس‌های بالاتر از محدوده شنوایی انسان، فراصوت یا التراسونیک می‌گویند. البته اصطلاح التراوسونیک بیشتر به کاربردهای این محدوده فرکانسی اشاره می‌کند. بعضی حیوانات مثل دلفین‌ها و خفاش‌ها می‌توانند صداهایی با فرکانس بالا یا پایین را تولید، دریافت و درک کنند. این حیوانات از امواج فراصوت برای شناسایی موانع و محیط استفاده می‌کنند. ما انسان‌ها 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 زیردریایی‌ها تا تجهیزات پیشرفته آزمایشگاهی، تمیزکاری و کارخانه‌ها استفاده می‌شود.  

فناوری التراسونیک چه کاربردهایی دارد؟

کاربردهای التراسونیک به دو دسته کلی تقسیم می‌شود: ۱. استفاده از امواج فراصوت برای تاثیرگذاری یا ایجاد تغییرات ۲. استفاده از امواج فراصوت و بازتاب آن برای شناسایی سونوگرافی و سونار از کاربردهای فراصوت برای شناسایی هستند.

کاربرد التراسونیک در صنایع تولیدی

امواج فراصوت مثل ویبره‌ای قدرتمند به همگن‌سازی محلول‌ها کمک می‌کند. مثلاً در صنایع غذایی برای این که خمیرها یا مایعات را کاملاً همگن کنند از التراسونیک استفاده می‌کنند. یکی دیگر از کاربردهای مهم التراسونیک در صنعت، عیب‌یابی است. قطعات یا محصولات مختلف را بعد از تولید با التراسونیک بررسی می‌کنند. اگر هر عیب و نقصی در داخل قطعه وجود داشته باشد به راحتی با التراسونیک قابل تشخیص است.  

دستگاه تمیزکننده التراسونیک چیست؟

دستگاه شستشوی التراسونیک یا حمام التراسونیک دستگاهی است که می‌تواند با استفاده از امواج فراصوت تمام آلودگی چسبیده به سطوح را از بین می‌برد. این آلودگی می تواند روی سطح جسم باشد یا در بخش های غیرقابل دسترسی داخلی آن. جالب است؟ پس ادامه این مقاله را بخوانید تا با شگفتی‌های بیشتر این دستگاه آشنا شوید. استفاده از دستگاه التراسونیک بعد از جنگ جهانی اول آغاز شد، اما به دلیل ضعیف بودن فناوری ساخت این دستگاه‌ها، از ویژگی تمیز‌کنندگی آلتراسونیک استفاده زیادی نشد. از دهه 1960، همه چیز تغییر کرد و دستگاه‌های شستشوی التراسونیک تجاری وارد بازار شدند. در این دوره کارایی حمام التراسونیک افزایش یافت و تمیز‌کننده‌های اولتراسونیک کارآمدتر و قوی‌تر تولید شدند. حمام التراسونیک، دستگاهی است که سریع و کامل آلودگی‌ها، میکروب‌ها و هر نوع آلاینده‌ای را از روی سطح پاک می‌کند. به همین دلیل از دستگاه‌های التراسونیک برای شستشوی برد الکترونیکی، جواهرات، قطعات صنعتی، سبزیجات و هر چیز دیگری که فکرش را می‌کنید استفاده می‌شود.

تاکنون روش های مختلفی برای شستشوی قطعات ابداع شده است. به عنوان مثال یک روش سنتی شستشو استفاده از جت آب با سرعت بالا می باشد. بالا بودن دمای آب نیز کم قابل ملاحظه ای در زدودن آلودگی ها دارد. روش دیگر استفاده توأم از ایجاد ضربه و نیروی گریز از مرکز می باشد که به عنوان مثال در ماشین های لباس شویی مورد استفاده قرار می گیرد. روش های بیان شده هر یک دارای محدودیت هایی هستند. به عنوان مثال هرگز نمی توان یک عینک را به وسیله ضربه تمیز کرد و یا انژکتور خودرو را نمی توان به کمک جت آب مورد شستشو قرار داد چراکه دارای نقاط کور و غیر قابل دسترس می باشد. حمام آلتراسونیک یا  یک روش نوین شستشو می باشد که روش پاک کنندگی آن به طور کامل با روش های بیان شده متفاوت می باشد. روش شستشو بدین صورت می باشد که ابتدا قطعات مورد شستشو همگی درون یک مخزن که از آب و محلول شستشو پر شده است قرار می گیرند. سپس با روشن شدن دستگاه، مبدل های التراسونیک که در کف مخزن تعبیه شده اند با یک فرکانس بسیار بالا که معمولاً در محدوده 20 الی 40 کیلوهرتز می باشند شروع به نوسان می کنند. با عبور امواج صوتی از آب، فشار آب افت پیدا کرده و در نتیجه  پدیده ای به نام کاویتاسیون در آب رخ می ذهذ. این پدیده باعث می گردد که در هر لحظه میلیون ها حباب  در آب ایجاد گردد. به دلیل ناپایداری، حباب ها شروع به ترکیدن می کنند. ترکیدن هر حباب ضربه ای را به سطح قطعه کثیف وارد می کند. به دلیل کثیر بودن این حباب ها مجموعه ضربات وارد شده به قطعه افزایش یافته که این موضوع در نهایت باعث جدا شدن کثیفی ها می گردد.

حمام التراسونیک استخری پر از آب یا مواد شوینده است که از کف یا دیواره‌های آن امواج فراصوت آزاد می‌شود. نوسان سریع امواج صوتی درون مخزن آب باعث ایجاد موج‌های کوچک و در نتیجه حباب‌های میکروسکوپی می‌شود. این حباب‌ها تا اندازه‌ی خاصی بزرگ می‌شوند و بعد بر اثر یک انفجار میکروسکپی از بین می‌روند. به این انفجارهای کوچک کاویتاسیون می‌گویند. قدرت این انفجارها برای از بین بردن یا کندن کوچک‌ترین ذره‌ها از سطوح کافی است.

پدیده کاویتاسیون ( Cavitation )

بنابراین پدیده کاویتاسیون که به آن حفره زائی نیز می گویند، عبارتست از تشکیل حباب های ناپایدار در مایع در اثر تغییرات فشار. حالا باید به این پرسش جدید پاسخ دهیم که کاویتاسیون چه ربطی به شسته شدن قطعه دارد؟ جواب: هیچ ربطی! در واقع اصل پدیده کاویتاسیون ربطی به شستشه شدن قطعه ندارد، آنچه باعث تمیز شدن قطعه می گردد، شوینده ای هست که درون آب وجود دارد و بنابراین اگر شوینده مناسبی را انتخاب نکنید، نمی توانید انتظار داشته باشید که قطعه شما تمیز گردد! اما در اینجا نقش پدیده کاویتاسیون حائز اهمیت هست. در واقع، پدیده کاویتاسیون دو مزیت دارد:

اول اینکه شوینده را به شدت فعال می کند، یعنی باعث می شود که شوینده به طرز بسیار قابل ملاحظه ای فعال تر شود و زمان شستشو کاهش پیدا کند. دوم اینکه چون کاویتاسیون پدیده ای است که در اشل بسیار کوچک و میکروسکوپی اتفاق می افتد، نتیجتاً باعث پاکسازی آلودگی در تمام نقاط کور و ریز قطعه می گردد. 

**شستشوی انژکتورهای خودرو با استفاده از التراسونیک و دستگاه انژکتور شور تاثیر زیادی در پاک کردن تمام حفره ها و برجستگی های درون انژکتوردارد.