1. Grundlagen der Ultraschallwellen
Ultraschallwellen lassen sich in drei Typen unterteilen: Infraschall, Schallwellen und Ultraschall. Infraschall hat eine Frequenz unter 20 Hz, Schallwellen eine Frequenz zwischen 20 Hz und 20 kHz und Ultraschall eine Frequenz über 20 kHz. Infraschall und Ultraschall sind für das menschliche Ohr im Allgemeinen nicht hörbar. Aufgrund ihrer hohen Frequenz und kurzen Wellenlänge weisen Ultraschallwellen eine gute Richtwirkung und ein hohes Eindringvermögen auf. Aus diesem Grund werden Ultraschallreinigungsanlagen entwickelt und hergestellt.
2. Funktionsprinzip
Die Ultraschallreinigung nutzt die Kavitation, Beschleunigung und den direkten Strömungseffekt von Ultraschallwellen in Flüssigkeiten, um direkt und indirekt auf die Flüssigkeit und die Verunreinigungen einzuwirken. Dadurch wird die Verschmutzungsschicht dispergiert, emulgiert und abgelöst, wodurch der Reinigungseffekt erzielt wird. Derzeit werden Kavitation und direkter Strömungseffekt am häufigsten in Ultraschallreinigungsgeräten eingesetzt.
(1) Kavitation: Kavitation ist die Übertragung von Ultraschallwellen in eine Flüssigkeit mit hoher Frequenz. Dabei wechseln sich Kompression und Dekompression mit einer Frequenz von über 20.000 Mal pro Sekunde ab. Während der Dekompression entstehen Vakuumblasen in der Flüssigkeit. Bei der Kompression werden diese Blasen zerdrückt, wodurch eine starke Aufprallkraft entsteht, die den Schmutz von der Oberfläche des zu reinigenden Objekts entfernt und so eine präzise Reinigung ermöglicht.
(2) Direkter Strömungseffekt: Das Phänomen, dass sich Ultraschallwellen in einer Flüssigkeit in Ausbreitungsrichtung des Schalls ausbreiten, wird als direkter Strömungseffekt bezeichnet. Bei einer Schallintensität von 0,5 W/cm² ist ein direkter, mit bloßem Auge sichtbarer Flüssigkeitsstrom erkennbar, der senkrecht zur vibrierenden Oberfläche mit einer Geschwindigkeit von ca. 10 cm/s strömt. Dieser direkte Strom wirbelt Mikroöl und Schmutz auf der Oberfläche des zu reinigenden Objekts auf, und die Reinigungsflüssigkeit erfährt Konvektion an der Schmutzoberfläche. Der gelöste Schmutz vermischt sich mit der frischen Flüssigkeit, wodurch der Lösungsprozess beschleunigt und die Schmutzentfernung deutlich unterstützt wird.
(3) Beschleunigung: Die Beschleunigung, die durch die Bewegung der Flüssigkeitspartikel entsteht. Bei Hochfrequenz-Ultraschallreinigern ist Kavitation weniger relevant. Die Reinigung beruht primär auf der Beschleunigung der Flüssigkeitspartikel durch Ultraschall, wodurch die Partikel auf die Reinigungspartikel auftreffen und eine hochpräzise Reinigung ermöglicht wird.
3. Bedienungsanleitung
Der Ultraschallreiniger ist gemäß den folgenden Schritten zu bedienen:
(1) Verbinden Sie das Kabel zwischen Reinigungstank und Generator;
(2) Füllen Sie die Reinigungslösung in den Reinigungstank (die Menge sollte so bemessen sein, dass der Flüssigkeitsstand etwa drei Viertel des Gesamtvolumens beträgt, wenn das zu reinigende Objekt eingelegt wird).
(3) Legen Sie das zu reinigende Objekt in den Reinigungstank.
(4) Schließen Sie das Netzkabel an.
(5) Stellen Sie die Reinigungszeit ein und schalten Sie das Gerät ein.
4. Vorsichtsmaßnahmen
(1) Die Stromversorgung und die Heizung des Ultraschallreinigers müssen ordnungsgemäß geerdet sein.
(2) Der Ultraschallreiniger darf nicht ohne Reinigungslösung eingeschaltet werden. Das heißt, der Ultraschallschalter darf nicht eingeschaltet werden, wenn sich nicht ausreichend Reinigungslösung im Tank befindet.
(3) Bei Reinigungsgeräten mit Heizfunktion darf die Heizung nicht eingeschaltet werden, wenn sich keine Reinigungslösung im Tank befindet.
(4) Schlagen Sie nicht mit schweren Gegenständen (z. B. Eisenteilen) auf den Boden des Reinigungstanks, um den Energiewandlerchip nicht zu beschädigen.
(5) Der Ultraschallgenerator sollte mit einem separaten 220-V-/50-Hz-Netzteil betrieben und mit einem Spannungsregler von mindestens 2000 W ausgestattet sein.
(6) Der Boden des Reinigungsbehälters sollte regelmäßig ausgespült werden, um groben Schmutz zu entfernen.
(7) Warten Sie beim Wechseln der Reinigungslösung, bis der Ultraschallreinigungsprozess begonnen hat, bevor Sie die Teile reinigen.
5. Optimale Ergebnisse bei der Ultraschallreinigung
(1) Die Temperatur im Ultraschallreinigungsbehälter sollte idealerweise 30–50 °C betragen.
(2) Wählen Sie das geeignete Reinigungsmittel je nach Art des zu reinigenden Objekts. Reinigungsmittel werden im Allgemeinen in wasserbasierte (alkalische) Reinigungsmittel, organische Lösungsmittel und chemische Reinigungsmittel unterteilt. Wasserbasierte Reinigungsmittel werden am häufigsten verwendet.
(3) Wählen Sie die Reinigungszeit je nach Verschmutzungsgrad und Art des Schmutzes auf dem zu reinigenden Objekt.