Máy rửa siêu âm hoạt động thế nào? Cách xác định chất lượng của máy rửa siêu âm

Làm thế nào để một máy tẩy rửa siêu âm hoạt động? Làm sạch bằng sóng siêu âm hoạt động với sóng âm tần số cao truyền qua chất lỏng giúp cọ rửa và làm sạch bề mặt của các bộ phận bị ngâm nước. Các sóng âm tần số cao, thường là 40 kHz, khuấy động dung dịch lỏng của nước hoặc dung môi, và gây ra sự tạo bọt của các phân tử dung dịch.

Khái niệm Cavitation là gì?

Chúng ta hãy liên tưởng về bong bóng. “Bong bóng” tạo lỗ hổng khi năng lượng âm thanh tạo ra một khoảng trống bị giữ lại trong dung dịch nước hoặc dung môi lỏng. Những bong bóng cực nhỏ này nổ tung với một lực đủ mạnh sẽ làm cho các chất bẩn bám trên bề mặt bị đánh bật. Máy rửa sóng siêu âm chà sạch bề mặt thông qua các bong bóng nhỏ.

Cách thức hoạt động của máy rửa sóng siêu âm?

Máy rửa siêu âm thích hợp để làm sạch nhiều loại vật liệu, bao gồm kim loại, thủy tinh, cao su, gốm sứ và một số loại nhựa cứng.... Máy rửa sóng siêu âm đặc biệt hữu ích trong việc loại bỏ các chất bẩn bám chặt từ các vật dụng phức tạp có lỗ mù, vết nứt và hốc. Ví dụ về các chất gây ô nhiễm được loại bỏ thông qua làm sạch bằng sóng siêu âm bao gồm bụi, chất bẩn, dầu, mỡ, bột màu, chất trợ dung, dấu vân tay và hợp chất đánh bóng.

Hệ thống máy rửa siêu âm được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm thiết bị y tế, ô tô, hàng không vũ trụ, nha khoa, điện tử, đồ trang sức và vũ khí... Các vật dụng lý tưởng để làm sạch bằng sóng siêu âm bao gồm dụng cụ y tế và phẫu thuật, bộ chế hòa khí, súng cầm tay, rèm cửa sổ, các bộ phận máy công nghiệp và thiết bị điện tử...

Các loại dung dịch tẩy rửa được dùng trong hệ thống máy rửa siêu âm công nghiệp đều có chứa chất làm ẩm (chất hoạt động bề mặt) giúp giảm sức căng bề mặt và tăng tạo bọt. Với dạng dung dịch tẩy rửa dạng nước thường sẽ hạn chế hơn về hiệu quả làm sạch nhưng lại tốt cho môi trường hơn so với dung dịch tẩy rửa bằng dung môi. 

Thời gian cần thiết để làm sạch bằng sóng siêu âm phụ thuộc vào vật liệu và đất, nhưng thời gian làm sạch điển hình thường dao động từ 3 đến 6 phút. Một số mặt hàng tinh vi như đồ điện tử có thể yêu cầu thời gian làm sạch lâu hơn. Nhiệt cao hơn giúp làm lỏng chất bẩn và các liên kết hóa học nhanh hơn, vì vậy hầu hết các chất tẩy rửa bộ phận công nghiệp đều áp dụng nhiệt trong khoảng 135 - 150 °F.

Máy làm sạch bằng sóng siêu âm hoạt động như thế nào?

Một máy rửa sóng siêu âm bao gồm các bộ phận cơ bản sau:

• Bể - Bể siêu âm chứa lưu chất và các vật dụng cần làm sạch.
• Máy phát siêu âm - Máy phát sóng siêu âm biến đổi năng lượng điện AC thành tần số siêu âm.
• Bộ chuyển đổi siêu âm - Bộ chuyển đổi tín hiệu điện siêu âm thành năng lượng cơ học.

Bộ chuyển đổi siêu âm là gì? 

Bộ chuyển đổi siêu âm là một thành phần quan trọng trong hệ thống máy rửa siêu âm. Bộ chuyển đổi là một thiết bị tạo ra âm thanh trên phạm vi nghe thường bắt đầu ở tần số 20 kHz, còn được gọi là rung động siêu âm.

Bộ chuyển đổi siêu âm sẽ bao gồm một phần tử hoạt động, một tấm nền và một tấm bức xạ. Hầu hết các chất tẩy rửa siêu âm sử dụng các tinh thể áp điện làm nguyên tố hoạt động. Tinh thể áp điện chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng siêu âm thông qua hiệu ứng áp điện, trong đó các tinh thể thay đổi kích thước và hình dạng khi chúng nhận năng lượng điện.

Mặt sau của bộ chuyển đổi siêu âm là một vật liệu dày có khả năng hấp thụ năng lượng bức xạ từ mặt sau của tinh thể áp điện. Tấm bức xạ trong bộ chuyển đổi này hoạt động như một màng ngăn chuyển đổi năng lượng siêu âm thành sóng cơ học (áp suất) trong chất lỏng. Do đó, khi tinh thể áp điện nhận xung năng lượng điện, tấm bức xạ sẽ phản ứng với các dao động siêu âm trong dung dịch tẩy rửa.

Máy phát siêu âm là gì?

Máy phát siêu âm điện tử là một nguồn cung cấp năng lượng. Nó biến đổi năng lượng điện xoay chiều từ nguồn điện như ổ cắm trên tường, thành năng lượng điện thích hợp để cung cấp năng lượng cho bộ chuyển đổi ở tần số siêu âm. Nói cách khác, máy phát sóng siêu âm gửi các xung điện cao áp đến đầu dò.

Trong khi tần số siêu âm 40kHz cho đến nay là tần số được sử dụng phổ biến nhất để làm sạch bằng sóng siêu âm, một số ứng dụng yêu cầu tần số thấp hơn hoặc cao hơn để có kết quả tốt nhất. Ví dụ: các vật dụng lớn hơn, bẩn nhiều có thể sử dụng tần số 20 kHz vì tần số này tạo ra các bong bóng làm sạch lớn hơn, mạnh hơn nhưng ít bong bóng hơn mỗi giây. Ở đầu kia của quang phổ, một số vật dụng rất nhỏ, tinh vi có thể yêu cầu tần số làm sạch bằng sóng siêu âm cao hơn, lên đến 200 kHz. Nói chung, tần số cao hơn cho phép làm sạch mức độ chi tiết phức tạp cao hơn.

Sự khác biệt ở máy rửa siêu âm chất lượng cao?

Sự tiếp cận rộng rãi của internet cùng với nhiều nhà sản xuất đã cho ra đời rất nhiều máy rửa siêu âm khác nhau với nhiều mức giá đa dạng. Để có mức giá thấp theo nguyện vọng của người dùng mà nhiều nhà sản xuất thường hy sinh chất lượng sản phẩm. Tuy nhiên, người dùng cuối lại không hiểu điều này khi cố gắng tìm loại máy rửa siêu âm có giá tốt (giá rẻ). 

Chúng ta cùng xem xét một vài trong số những yếu tố sau:

1. Bộ chuyển đổi áp điện có thể khác nhau rất nhiều về chất lượng. Bộ chuyển đổi không đắt tiền, chất lượng thấp hơn sẽ phân hủy nhanh hơn nhiều so với bộ chuyển đổi được làm bằng tinh thể chất lượng cao hơn. Sự xuống cấp hoặc mục nát này sẽ làm thay đổi đáng kể chất lượng làm sạch của máy rửa sóng siêu âm. Như vậy chất lượng của máy sẽ giảm xuống đáng kể. 

2. Máy phát siêu âm có thể được làm từ các bộ phận điện thiếu chất lượng mà người dùng cuối không mong đợi. Kết hợp với bộ chuyển đổi áp điện, các thành phần của máy rửa siêu âm chất lượng thấp này có thể dẫn đến các thay đổi lớn về hiệu suất làm sạch bể siêu âm theo thời gian. Sự thay đổi làm sạch này khiến nhiều bộ phận bị loại bỏ và làm lại. Điều này không chỉ gây ra vấn đề lớn về chi phí cho một doanh nghiệp mà còn có thể khiến quy trình không thực hiện được các giao thức xác nhận và thông số kỹ thuật trong thiết bị y tế, hàng không vũ trụ và các lĩnh vực khác...