Ультразвуковой генератор для ванны: ПОГРУЖНЫЕ УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ ИЗЛУЧАТЕЛИ И ГЕНЕРАТОРЫ

alexxlab | 11.11.1994 | 0 | Разное

Как выбрать ультразвуковую ванну – techmann.ru

Ультразвуковые генераторы

Производство ультразвукового генератора. Технология

Дело в том, что в настоящее время генераторы ультразвука строятся по двум различным технологиям MOSFET и IGBT и отличаются типом установленных транзисторов, отвечающих за преобразование частоты тока питания в высокочастотную частоту, поступающую на излучатели.

Отличаются эти транзисторы тем, что IGBT транзисторы работают на существенно больших токах коммутации, из-за чего их количество в генераторе ультразвука может быть в несколько раз меньше, чем транзисторов MOSFET при аналогичной мощности генератора.

Проблема кроется в том, что в процессе работы транзисторы очень сильно греются, поэтому чем меньше транзисторов, тем выше КПД и мощность ультразвука, тем меньше нагревается генератор в процессе работы, тем меньше его нужно охлаждать, а значит меньше пыли и грязи будет поступать на плату при работе вентиляторов охлаждения.

Кроме того, в случае перегрева при выгорании одного транзистора MOSFET выгорают и все остальные, с IGBT в силу особенностей монтажа такого не происходит – выход из строя одного транзистора не влияет на работу остальных. Поэтому ремонт MOSFET дороже.

Проблема усугубляется и тем, что часто генераторы устанавливаются в корпус ванны, учитывая нагрев воды в ванне, температура внутри корпуса может достигать 80°С, что существенно снижает ресурс работы транзисторов в таких условиях, поэтому MOSFET генераторы часто устанавливаются снаружи ванны, даже если объем ультразвуковой ванны небольшой. Однако это правило тоже может быть применено и для IGBT, если генераторов несколько, например, в ваннах объемом от 1000 литров или если они используются в ультразвуковой линии с централизованным электрическим блоком.

 

Ультразвуковой генератор. Экономика

Технология IGBT это новое поколение транзисторов и конечно их стоимость выше по сравнению с MOSFET.

Схема установки транзисторов IGBT существенно сложнее и дороже в разработке и производстве. Поэтому генераторы на технологии IGBT могут стоить в 3-4 раза дороже, чем ультразвуковые генераторы на MOSFET.

А так как стоимость ультразвуковой арматуры в ультразвуковых ваннах составляет до 70% себестоимости ванны одного и того же объема могут отличаться в цене в 2 и более раз.

Кроме того, ультразвуковые генераторы могут быть многочастотными, с цифровым или аналоговым управлением, с интерфейсом внешнего управления и без, с функциями sweep и boost, с функцией дегазации, встроенную защиту от перегрева и короткого замыкания, встроенную подстройку частоты от паразитного резонанса (когда ванна издает громкий свист при изменении объема жидкости или при погружении объемной детали). Это все так же влияет на итоговую стоимость оборудования.

 

Выбор ультразвукового генератора

Практически все ультразвуковые ванны лабораторного класса, которые не предназначены для долгой непрерывной работы, произведены по технологии MOSFET. Так же если известно, что ванна на Вашем производстве будет использоваться в течение непродолжительного времени, оправдан выбор недорогих промышленных ванн на технологии MOSFET.

Однако, если Вы планируете использовать ванну в промышленных условиях и нагрузках, если процесс мойки много стадийный с роботом-манипулятором, ультразвуковые ванны должны обеспечить непрерывный моечный процесс в течение долгого промежутка времени – тогда IGBT это единственный вариант, потому что только этот выбор обеспечит требуемую надежность и долговечность оборудования.

В России практически нет производителей ультразвуковых ванн на технологии IGBT в виду того, что их стоимость будет сравнима с импортными аналогами. Обычно, если производитель скрывает информацию о технологии производства генераторов, то скорее всего это MOSFET.

Обязательно уточняйте у поставщика по какой технологии произведены генераторы ультразвука в интересующем Вас оборудовании, чтобы сделать правильный выбор.

 

Ультразвуковые излучатели

С излучателями ультразвука ситуация проще. Их задача преобразовать электрические колебания в механические и в настоящее время их существует два типа – пьезокерамика и магнитострикторы.

Магнитострикторы обладают, пожалуй, только одним преимуществом – они мощнее, но в виду особенностей конструкции их КПД существенно снижается с ростом частоты. Поэтому магнитострикторы практически не применяются при частотах выше 22-23КГц.

Пьезокерамика в настоящее время обладают очень высокими характеристиками по надежности. Пьезокерамические излучатели дешевле, обладают очень высоким КПД из-за чего они малошумны, слабо нагреваются в процессе работы. В настоящее время появились излучатели способные работать на нескольких частотах, поэтому построение УЗ ванн способных работать на двух или трех частотах теперь не проблема.

В виду выше обозначенных особенностей выбор ванны на условиях магнитострикторах в настоящее время, пожалуй, скорее экзотика, чем правило.

 

---

Уззззззззззз… Или чуть больше чистоты

Все что сказано ниже относится в большей мере к фотополимерной печати. А так же к ювелирке, печатным платам, автомобильным деталям и всему, что нужно помыть.

Один из наиболее распространенных методов отмывки — с помощью ультразвука. Из относительно доступных отмывка в ультразвуке обеспечивает более быструю очистку методами кавитационных воздействий. Многие слышали про это, но ультразвуковая ванна – это не так просто, как многим кажется.

Немного о кавитации.

Кавитация — возникновение в жидкости массы пульсирующих пузырьков, заполненных паром, газом или их смесью. Сложное движение пузырьков, их схлопывание, слияние друг с другом и т.д. порождают в жидкости импульсы сжатия (микроударные волны) и микропотоки, вызывают локальное нагревание среды, ионизацию.

Эти эффекты оказывают влияние на вещество: происходит разрушение находящихся в жидкости твердых тел (кавитационная эрозия), инициируются или ускоряются различные физические и химические процессы. В частности – перенос частицами ПАВ (поверхностно активных веществ) неотвержденных составляющих полимера с твердых поверхностей.

Кавитация может возбуждаться ультразвуковыми волнами. На кавитации основан ультразвуковой технологический процесс — очистка поверхностей твердых тел. В зависимости от характера загрязнений могут иметь различные проявления кавитации – микроудары, микропотоки, нагрев. Подбирая параметры УЗ, свойства моющей жидкости, ее загазованность, внешние факторы (давление, температуру), можно оптимизировать его применительно к типу загрязнений и виду очищаемых деталей.

Пара слов о ПАВ. В отличие о растворителей, которые переводят вещество из твердого – вязкого – в жидкое химически, они МОЮТ. Если вот ну совсем грубо – работает это так. Молекулы воды не липнут к молекулам полимера и не забирают их с собой. Молекула ПАВ представляет собой сферу, один полюс которой — липофильный (соединяется с полимерами, жирами), а другой — гидрофильный (вступает в связь с молекулами воды). Одним концом частица ПАВ прикрепляется к частице грязи, а другим концом — к частицам воды. Не расскажите какому-нибудь химику, он проклянет меня за такое объяснение.

Электрический ультразвуковой генератор преобразует электрическую энергию сети в электрическую энергию на ультразвуковой частоте. КПД таких генераторов близок к 100%, что делает процесс энергоэффективным.

Существуют одночастотные (генерируют только ультразвук одной частоты, обычно 35-40 кгц), многочастотные, и с “качающейся частотой” (плавное изменение частоты в заданном диапазоне).

Преимущества многочастотной системы очистки – в объеме моющей среды не образуется “мертвых” зон в узлах интерференции. Поэтому многочастотное УЗ-облучение позволяет располагать объект очистки практически в любой зоне УЗ-ванны и более эффективно в сложноконтурных моделях.По результатам испытаний установлено, что частота 35-40 кГц является оптимальной для большинства случаев. Испытания проводились для подобных загрязнений:

• пленочные загрязнения;

• масляные загрязнения;

• нагарные загрязнения;

• солевые загрязнения.

Влияние на результаты оказывают: энергия, концентрация и состав промывочной жидкости, совместимость материалов и температура.

При отмывке состав промывочной жидкости является наиболее важным фактором; второй по значимости — температура. Частота также оказывает существенное воздействие.

– 20-30 кГц способствуют быстрому растворению поверхностных загрязнений и не вызывают повреждения изделий.

– сверхнизкие частоты (меньше 20 кГц) могут приводить к появлению проблем разрушения.

– для большинства процессов отмывки предпочтительной является частота в диапазоне от 35 до 45 кГц. Частоты в этом диапазоне гарантируют наиболее быстрое и эффективное растворение загрязнений, особенно в пазах и полостях.

– частоты выше менее эффективны.   

Время отмывки обычно составляет от 3 до 15 мин и зависит от типа оборудования, степени загрязнения, типа, мощности и времени кавитационного воздействия, а также типа промывочной жидкости. В качестве промывочной среды можно использовать растворители или специализированные составы ПАВ.

При использовании горючих веществ (ацетон, спирты, и прочие горючие) категорически запрещается использовать функцию нагрева УЗ ванны.

Рекомендуется использовать водные составы как максимально безопасные с достаточной эффективностью.

При промывке в ультразвуке следует придерживаться важных правил:

1. Применять промывочную жидкость следует в рекомендуемой по инструкции концентрации. Уменьшение концентрации относительно рекомендуемых значений приводит к значительному ухудшению результатов отмывки.

2.При подготовке моющего раствора путем разведения концентрата промывочной жидкости следует использовать де ионизированную воду. Применение обычной водопроводной воды может снизить эффективность и срок жизни промывочной жидкости. Моющий состав не должен быть густым. Вязкие жидкости инерционны и не могут реагировать достаточно быстро, чтобы формировать кавитационные пузырьки и сильные акустические течения.

Для наиболее эффективной кавитации очищающая жидкость должна содержать как можно меньше растворенного газа. Газ, растворенный в жидкости, выходит во время пузырьковой фазы роста кавитации и ослабляет ее взрывной эффект, который необходим для ожидаемого эффекта ультразвукового воздействия. Количество растворенного газа в жидкости уменьшается с увеличением температуры. 

3.Скорость диффузии растворенных газов в жидкости также увеличивается при более высоких температурах. Поэтому предпочтение отдают очистке в подогретых моющих растворах. Парообразная кавитация, в которой кавитационные пузырьки заполнены паром жидкости, является наиболее эффективной.

4.Для экономии полимера, и исключения лишнего загрязнения моющего раствора, дайте после печати стечь полимеру с модели в течении 5-10 минут. При этом платформу лучше расположить под наклоном или вертикально.

5. Не отвержденный полимер при контакте с отвержденным или полу отвержденным может переходить в фазу отверждения, хотя этот процесс и достаточно длительный. Для улучшения качества отмывки рекомендуется минимизировать время между процессами печати и отмывки (предпочтительно производить отмывку в течение 10-50 мин после печати, максимальное время выдержки не должно превышать 2-3 часов).

6. Постоянно контролировать степень загрязнения моющего раствора. Для успешной отмывки необходимо поддерживать низкий уровень загрязнений в промывочной жидкости. Чрезмерное загрязнение моющего раствора будет способствовать ухудшению результатов отмывки. Раствор можно фильтровать. Водные растворы не растворяют полимер, они смывают его с напечатанной детали, и остатки полимера скапливаются на дне ванны, могут повторно оседать на отмываемой модели.

7.Модели не должны находиться на дне ванны. Используйте специальные сетчатые корзины из твердых (металлических) материалов.

Правильная корзина никогда не стоит на дне ванны, она висит на бортах ванны или стоит на ножках на высоте 10-20 мм над дном, причем так, чтобы ножки не попадали на излучатели. Нахождение посторонних предметов на излучателях вызывает избыточный шум, неправильную работу и в конечном итоге неисправность излучателей. Излучатель жестко приклеен к ванне, и замена его практически невозможна – потребуется замена ванной с установленными излучателями.

8. В результате экспериментов было выявлено, что повышение температуры промывочной жидкости приводит к значительному ускорению отмывки, особенно при использовании низкопрофильных компонентов, тогда как увеличение времени цикла отмывки только косвенно влияет на результаты отмывки.

Стадия ополаскивания важна наравне со стадией отмывки, полное и качественное удаление остатков промывочной жидкости могут быть обеспечены только при использовании чистых материалов в сочетании с их правильной эксплуатацией. Ополаскивание в зависимости от типа промывочной жидкости может производиться с применением разных сред, например, воды или спирта.

Спиртовые процессы требуют пожаро- и взрывобезопасного обращения. Поэтому наибольшее распространение получили водные процессы.

Ополаскивать необходимо в растворе той температуры (или близкой к ней) к которой производилась отмывка. Это исключит резкие температурные перепады модели и возникновение термодеформаций.

В качестве итога:

– ультразвуковая установка должна соответствовать по объему, мощности, частоте, наличию нагрева – области применения. Использование дешевых устройств сомнительного происхождения может вообще не дать результата. Наличие в установке дополнительной частоты (20-30 кГц) будет плюсом для более эффективной отмывки.

– удачный выбор моющих сред – залог успеха в процессе ультразвуковой очистки. В первую очередь выбранный состав должен быть совместим с материалами очищаемых поверхностей. Наиболее подходят для этого водные растворы технических моющих средств. Как правило, это обычные поверхностно активные вещества (ПАВ).

– дегазация моющих растворов чрезвычайно важна в достижении удовлетворительных результатов очистки. Свежие растворы или растворы, которые накануне были охлаждены, должны быть дегазированы перед процессом очистки. Дегазация выполняется нагревом жидкости и предварительным облучением ванны ультразвуком. Некоторые ванны оснащены механизмом дегазации, использование его перед отмывкой существенно повышает качество результата. Время, заданное для дегазации жидкости, составляет от нескольких минут для ванн малого размера до часа или больше для большого резервуара. Холодный резервуар может дегазироваться несколько часов. Признаком закончившейся дегазации являются отсутствие видимых пузырьков газа, перемещающихся к поверхности жидкости, и отсутствие видимой пульсаций пузырьков.

– мощность ультразвукового облучения должна сопоставляться с объемом ванны. Очистка массивных объектов или имеющих большое отношение поверхности к массе, может требовать дополнительной ультразвуковой мощности.

– чрезмерная мощность может вызывать кавитационную эрозию или “сжигающий” эффект на мягких поверхностях.

– важно правильно размещать очищаемые объекты в ванне. Погружаемые объекты не должны экранировать друг друга от воздействия ультразвука. Вместе с тем, объекты очистки нужно постоянно ориентировать или вращать их во время очистки так, чтобы полностью очистить внутренние пазухи и глухие отверстия.

– должным образом используемая ультразвуковая технология  обеспечивает большую скорость и высокое качество очистки поверхностей.

– отказ от использования растворителей за счет применения водных сред удешевляет процесс и наиболее эффективно решает  экологические проблемы.

Сергей

[email protected]

Генераторы ультразвуковой очистки | Ultrasonic Power Corporation

Генераторы ультразвуковой очистки | Ультразвуковая энергетическая корпорация

Перейти к навигации Перейти к содержимому

Ваш браузер устарел.

В настоящее время вы используете Internet Explorer 7/8/9, который не поддерживается нашим сайтом. Для получения наилучших результатов используйте один из последних браузеров.

• Хром
• Фаерфокс
• Internet Explorer Edge
• Сафари

В основе каждой работы по точной очистке лежит прочный и долговечный генератор ультразвуковой очистки. Высококачественные и высокопроизводительные ультразвуковые генераторы Ultrasonic Power Corporation обеспечивают критическую мощность, необходимую для очистки изделий любой формы и размера в самых экстремальных условиях.

Наши запатентованные ультразвуковые генераторы предназначены для работы в режиме 24/7 с функциями модуляции и контроля мощности.

Эти ультразвуковые генераторы в сочетании с нашими датчиками Vibra-bar® могут использоваться как с нашими собственными системами ультразвуковой очистки, так и с системами вашей собственной разработки. Можно объединить несколько генераторов, чтобы обеспечить достаточную мощность для работы с резервуарами объемом до 2000 галлонов.

Запросить цену

Сделано в США

Беспрецедентная гарантия

Сертифицировано TUV

Генератор модели 5300

Генератор Модель 5400

Нам доверяют лучшие

Зачем использовать ультразвуковой генератор?

Высокопроизводительный генератор является жизненно важным компонентом эффективной системы ультразвуковой очистки. Ультразвуковая чистка — невероятно эффективный метод очистки широкого круга объектов. Очиститель оснащен датчиками, которые вызывают образование и схлопывание крошечных пузырьков в очищающей жидкости. Этот процесс, называемый кавитацией, удаляет грязь и другие загрязнения с поверхности предметов.

Хотя этот метод очистки является щадящим, он требует большого количества энергии. А для этого вам нужен прочный и долговечный генератор. Их можно использовать в сочетании с нашими системами очистки или добавлять к существующим резервуарам. Нужна дополнительная мощность для больших резервуаров? Просто объедините несколько генераторов.

Почему стоит выбрать ультразвуковой генератор ультразвуковой мощности?

UPCorp гордится профессиональным мастерством и высочайшим качеством. Наши генераторы могут обеспечить мощность для тщательной очистки практически любого объекта. Каждый ультразвуковой генератор мощности разработан и изготовлен в США, соответствует требованиям FCC и поставляется с пятилетней гарантией.

Дополнительные функции генератора ультразвуковой очистки UPCorp включают одновременную многочастотную схему развертки (для устранения горячих точек и мертвых зон), защиту от перегрева и индикатор состояния преобразователя. Блоки имеют совместимость с внешним ПЛК и встроенный контроль мощности. Они даже способны работать в непрерывном режиме.

Хотите узнать больше о наших генераторах? Свяжитесь с экспертом сегодня.

Часто задаваемые вопросы

Свяжитесь с нами

Что такое ультразвуковой генератор?

Ультразвуковой генератор обеспечивает определенную мощность и частоту, необходимые для питания преобразователей.

Высококачественные промышленные генераторы контролируют интенсивность и развертку и могут надежно работать в суровых условиях.

Что такое ультразвуковые волны?

Волны ультразвуковой очистки — это звуковые волны, передаваемые с частотой выше 20 000 Гц (20 кГц или 20 000 циклов в секунду) или выше частоты, воспринимаемой человеком. Звуковые волны создаются вибрацией объекта, которая заставляет колебаться молекулы воздуха вокруг него. Эти вибрации заставляют наши барабанные перепонки вибрировать, что мозг затем интерпретирует как звук. Когда первоначальная вибрация очень быстра, то же самое происходит и со звуковыми волнами, а высота создаваемого звука слишком высока для человеческого уха.

Как работает ультразвуковой генератор?

Генератор ультразвуковой очистки действует как источник питания устройства. Электрическая энергия переменного тока из розетки преобразуется в электрические импульсы высокого напряжения, которые питают преобразователь.

Затем преобразователь преобразует эту электрическую энергию в механическую энергию в виде ультразвуковых волн.

Что делает ультразвуковой генератор?

Ультразвуковой генератор обеспечивает электроэнергией датчики устройства. Ультразвуковая очистка требует высокого напряжения и определенной частоты ультразвука. Генератор получает энергию от источника питания и должен преобразовывать ее в нужное напряжение, силу тока и частоту, прежде чем передавать ее на преобразователь. В результате его иногда называют генератором ультразвуковой частоты.

Какая частота лучше всего подходит для ультразвуковой очистки?

Идеальная ультразвуковая частота зависит от вашего применения, но 40 кГц подходит для большинства применений. Низкие частоты очищают более агрессивно, поэтому, например, 20–25 кГц можно использовать для крупных автомобильных деталей. Более высокие частоты могут легче проникать через щели и небольшие отверстия и менее агрессивны, поэтому они часто используются для деликатных или чувствительных приложений, таких как чистка ювелирных изделий.

Не уверен, что вам нужно? Наши специалисты порекомендуют вам идеальный ультразвуковой генератор частоты для вашего применения.

Какая жидкость используется в ультразвуковой мойке?

Для ультразвуковой очистки доступен ряд моющих средств, подходящих для различных областей применения. В некоторых случаях можно использовать воду или очень мягкое моющее средство. Другие приложения требуют различных щелочных, едких, кислых или ферментативных растворов.

Как ультразвук очищает детали?

Ультразвуковые преобразователи в блоке очистки производят высокочастотные звуковые волны, неслышимые для человека. Эти волны вызывают образование и схлопывание крошечных пузырьков в очищающей жидкости. В процессе, называемом кавитацией, схлопывание этих пузырьков приводит к выбросу крошечных струй жидкости, достаточно сильных для удаления загрязняющих веществ с поверхности погруженных объектов.

Как работает ультразвуковой генератор в системе ультразвуковой очистки

17 августа 2017 г.

Ультразвуковой генератор лежит в основе систем ультразвуковой очистки, поскольку он производит высокочастотный сигнал, который ультразвуковые преобразователи преобразуют в звуковые волны в очищающий раствор. В дополнение к генерации сигнала устройство может управлять частотой и мощностью, создавать несколько или диапазон частот и действовать как часть интегрированного решения «под ключ» или независимо для питания отдельных преобразователей.

Ультразвуковые генераторы необходимо выбирать в соответствии с конкретными требованиями к очистке, чтобы система работала эффективно. Ключевыми критериями выбора генератора являются мощность и частота генератора и соответствующие преобразователи. В каждом случае резервуар для очистки должен быть достаточно большим, чтобы вместить самую длинную очищаемую деталь, мощность должна быть достаточно высокой для размера резервуара, а частота должна соответствовать типу загрязнения и механической прочности деталей. быть очищенным.

Как работает генератор

Ультразвуковой генератор использует электроэнергию с частотой 60 Гц для создания частот в диапазоне от 20 кГц до 1 МГц. Некоторые модели могут генерировать только одну или несколько частот, в то время как другие могут воспроизводить широкий диапазон. Также доступны различные уровни мощности. Для многочастотных моделей операторы могут выбрать частоту, наиболее подходящую для их задач по очистке.

Ультразвуковые генераторы не только производят высокочастотный сигнал, но и управляют сигналом, чтобы максимально повысить эффективность очистки. Генераторы могут автоматически регулировать сигнал, чтобы компенсировать большую или легкую загрузку резервуара для очистки, и они могут «раскачивать» сигнал, слегка изменяя частоту, чтобы устранить резонанс или стоячие волны в резервуаре для очистки. Например, когда генератор работает на частоте 38 кГц, случайное изменение частоты в диапазоне от 36 до 40 кГц устраняет точки перегрева и резонанс резервуара, которые могут повредить очищаемые детали.

Выбор правильной модели

Выбор правильной частоты для применения является ключом к эффективной ультразвуковой очистке. Низкие частоты в диапазоне от 26 до 38 кГц создают большие энергичные кавитационные пузырьки в чистящем растворе. Очищающее действие мощное, но хрупкие компоненты могут быть повреждены, а на мягких поверхностях могут появиться ямки. Этот диапазон подходит для таких предметов, как обработанные детали, стекло и провода.

В диапазоне средних частот от 78 до 160 кГц кавитационные пузырьки меньше, а очищающее действие мягче. Жесткие диски, солнечные панели и керамические детали можно чистить на этих частотах. Самые деликатные компоненты можно очищать в самых высоких частотных диапазонах от 450 до 950 кГц. Эти частоты подходят для полупроводников, светодиодов и хрупких медицинских компонентов.

Если ультразвуковой генератор  используется в одном процессе и всегда должен очищать одни и те же детали, имеет смысл выбрать одночастотную модель.