Ultrasonic cleaning
અલ્ટ્રાસોનિક સફાઇ એ એક એવી પ્રક્રિયા છે જે સફાઈની અસર સાથે પ્રવાહીને ઉત્તેજિત કરવા માટે અલ્ટ્રાસાઉન્ડ (સામાન્ય રીતે 20 થી 40 કિલોહર્ટઝ) નો ઉપયોગ કરે છે. અલ્ટ્રાસોનિક ક્લીનર્સ વિવિધ કદમાં આવે છે, નાના ડેસ્કટોપ એકમોથી લઈને 1,000 લિટર (260 યુ. એસ. ગેલન) ની નજીક વોલ્યુમ ધરાવતા મોટા ઔદ્યોગિક એકમો સુધી. અલ્ટ્રાસોનિક સફાઇ મશીનનો સિદ્ધાંત ટ્રાન્સડ્યુસર દ્વારા અલ્ટ્રાસોનિક આવર્તન સ્ત્રોતની ધ્વનિ ઊર્જાને યાંત્રિક કંપનમાં રૂપાંતરિત કરવાનો છે. અલ્ટ્રાસોનિક તરંગ દ્વારા ઉત્પન્ન થતું કંપન સફાઈ ટાંકીની દિવાલ દ્વારા સફાઈ પ્રવાહીમાં પ્રસારિત થાય છે જેથી ટાંકીમાં પ્રવાહીમાં સૂક્ષ્મ-પરપોટા ધ્વનિ તરંગની ક્રિયા હેઠળ કંપન કરી શકે, પદાર્થની સપાટી પરના ગંદા શોષણને નષ્ટ અને અલગ કરી શકે. વસ્તુને સાફ કરવામાં આવે તેના આધારે, પ્રક્રિયા ખૂબ જ ઝડપી હોઈ શકે છે, થોડી મિનિટોમાં ગંદી વસ્તુને સંપૂર્ણપણે સાફ કરી શકાય છે. અન્ય કિસ્સાઓમાં, સફાઈ ધીમી હોઈ શકે છે, અને 30 મિનિટથી વધુ હોઈ શકે છે. ઔદ્યોગિક ભાગો, દાગીના, વૈજ્ઞાનિક નમૂનાઓ, લેન્સ અને અન્ય ઓપ્ટિકલ ભાગો, ઘડિયાળો, ડેન્ટલ અને સર્જિકલ સાધનો, સાધનો, સિક્કા, ફાઉન્ટેન પેન, ગોલ્ફ ક્લબ, ફિશિંગ રીલ્સ, વિન્ડો બ્લાઇંડ્સ, ફાયરઆર્મ ઘટકો, કાર ઇંધણ ઇન્જેક્ટર, સંગીતનાં સાધનો, ગ્રામોફોન રેકોર્ડ્સ, ઔદ્યોગિક મશીની ભાગો અને ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો, ઓપ્ટિકલ લેન્સ વગેરે સહિત વિવિધ પ્રકારની વસ્તુઓને સાફ કરવા માટે અલ્ટ્રાસોનિક ક્લીનર્સનો ઉપયોગ થાય છે. તેનો ઉપયોગ ઘણા જ્વેલરી વર્કશોપ, ઘડિયાળ બનાવનારાઓની સંસ્થાઓ, ઇલેક્ટ્રોનિક રિપેર વર્કશોપ અને વૈજ્ઞાનિક પ્રયોગશાળાઓમાં થાય છે. અલ્ટ્રાસોનિક સફાઇનો ઉપયોગ દાયકાઓથી ઔદ્યોગિક રીતે કરવામાં આવે છે, ખાસ કરીને જટિલ આકારના ભાગો અને/અથવા નાના જટિલ છિદ્રો/ગેલેરીઓને સાફ કરવા અને સપાટીની સારવાર પ્રક્રિયાઓને વેગ આપવા માટે. એવું લાગે છે કે અલ્ટ્રાસોનિક ક્લીનર્સ અગાઉની ઘણી શોધોના કુદરતી ઉત્ક્રાંતિ તરીકે વિકસિત થયા હતા, જેમાં પદાર્થોને ઉત્તેજિત કરવા અને મિશ્રિત કરવા માટે કંપનોનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો, અને આમ અલ્ટ્રાસોનિક સફાઇનો કોઈ સ્પષ્ટ "શોધક" નથી. , એ રેકોર્ડ પરની સૌથી જૂની પેટન્ટ છે જે ખાસ કરીને "અલ્ટ્રાસોનિક સફાઇ" શબ્દનો ઉપયોગ કરે છે, જો કે અગાઉની પેટન્ટ "તીવ્ર આંદોલન", "સારવાર" અને "પોલિશિંગ" માટે અલ્ટ્રાસાઉન્ડના ઉપયોગનો સંદર્ભ આપે છે, દા. ત. . 1950 ના દાયકાના મધ્ય સુધીમાં યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં ઓછામાં ઓછા ત્રણ અને યુનાઇટેડ કિંગડમમાં બે અલ્ટ્રાસોનિક ક્લીનર ઉત્પાદકો સ્થાપિત થયા હતા; અને 1970 ના દાયકા સુધીમાં ઔદ્યોગિક અને ઘરેલું ઉપયોગ માટે અલ્ટ્રાસોનિક ક્લીનર વ્યાપકપણે સ્થાપિત થયા હતા. પ્રક્રિયાની લાક્ષણિકતાઓ અલ્ટ્રાસોનિક સફાઇ પ્રવાહીને ઉત્તેજિત કરવા માટે ઉચ્ચ-આવર્તન દબાણ (ધ્વનિ) તરંગો દ્વારા પ્રેરિત પોલાણ પરપોટાનો ઉપયોગ કરે છે. આંદોલન ધાતુઓ, પ્લાસ્ટિક, કાચ, રબર અને સિરામિક્સ જેવા સબસ્ટ્રેટ્સને વળગી રહેલા અશુદ્ધિઓ પર ઉચ્ચ બળ ઉત્પન્ન કરે છે. આ ક્રિયા અંધ છિદ્રો, તિરાડો અને છિદ્રોમાં પણ પ્રવેશ કરે છે. તેનો હેતુ ઘન સપાટીઓ પર ચુસ્તપણે વળગી રહેલા અથવા જડિત દૂષિતતાના તમામ નિશાનને સંપૂર્ણપણે દૂર કરવાનો છે. દૂષિતતાના પ્રકાર અને વર્કપીસના આધારે પાણી અથવા અન્ય દ્રાવકનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. પ્રદૂષકોમાં ધૂળ, ગંદકી, તેલ, રંગદ્રવ્યો, રસ્ટ, ગ્રીસ, શેવાળ, ફૂગ, બેક્ટેરિયા, ચૂનો સ્કેલ, પોલિશિંગ સંયોજનો, ફ્લક્સ એજન્ટો, ફિંગરપ્રિન્ટ્સ, સૂટ મીણ અને મોલ્ડ રીલીઝ એજન્ટો, લોહી જેવી જૈવિક માટી વગેરેનો સમાવેશ થઈ શકે છે. અલ્ટ્રાસોનિક સફાઇનો ઉપયોગ વર્કપીસ આકારો, કદ અને સામગ્રીની વિશાળ શ્રેણી માટે થઈ શકે છે, અને સફાઈ કરતા પહેલા ભાગને અલગ કરવાની જરૂર નથી. સફાઈ પ્રક્રિયા દરમિયાન વસ્તુઓને ઉપકરણના તળિયે આરામ કરવાની મંજૂરી આપવી જોઈએ નહીં, કારણ કે તે દ્રાવકના સંપર્કમાં ન હોય તેવી વસ્તુના ભાગ પર પોલાણ થતું અટકાવશે. ડિઝાઇન અને સંચાલન સિદ્ધાંત અલ્ટ્રાસોનિક ક્લીનરમાં, સાફ કરવાની વસ્તુને યોગ્ય દ્રાવણ ધરાવતા ચેમ્બરમાં મૂકવામાં આવે છે (એપ્લિકેશનના આધારે જલીય અથવા કાર્બનિક દ્રાવકમાં). જલીય ક્લીનર્સમાં, તેલ અને ગ્રીસ જેવા બિન-ધ્રુવીય સંયોજનોના વિસર્જનને મંજૂરી આપવા માટે ઘણીવાર સર્ફેક્ટન્ટ્સ (દા. ત., લોન્ડ્રી ડિટર્જન્ટ) ઉમેરવામાં આવે છે. અલ્ટ્રાસાઉન્ડ જનરેટિંગ ટ્રાન્સડ્યુસર ચેમ્બરમાં બનેલું હોય છે, અથવા પ્રવાહીમાં ઘટાડવામાં આવે છે, અલ્ટ્રાસોનિક આવર્તન પર ઓસિલેટિંગ ઇલેક્ટ્રિકલ સિગ્નલ સાથે કોન્સર્ટમાં કદ બદલીને પ્રવાહીમાં અલ્ટ્રાસોનિક તરંગો ઉત્પન્ન કરે છે. આ ટાંકીના પ્રવાહીમાં સંકોચન તરંગો બનાવે છે જે પ્રવાહીને 'ફાડી નાખે છે', લાખો માઇક્રોસ્કોપિક 'વોઇડ્સ'/'આંશિક વેક્યૂમ પરપોટા' (પોલાણ) પાછળ છોડી દે છે. આ પરપોટા પ્રચંડ ઊર્જા સાથે તૂટી પડે છે; 5,000 કે અને 135 એમપીએના ક્રમમાં તાપમાન અને દબાણ પ્રાપ્ત થાય છે; જો કે, તેઓ એટલા નાના હોય છે કે તેઓ સપાટીની ગંદકી અને અશુદ્ધિઓને સાફ કરવા અને દૂર કરવા સિવાય બીજું કંઈ કરતા નથી. આવર્તન જેટલું ઊંચું હોય છે, પોલાણ બિંદુઓ વચ્ચેના ગાંઠો એટલા નાના હોય છે, જે વધુ જટિલ વિગતોને સાફ કરવા માટે પરવાનગી આપે છે. ટ્રાન્સડ્યુસર્સ સામાન્ય રીતે પીઝોઇલેક્ટ્રિક હોય છે (દા. ત. લીડ ઝિર્કોનેટ ટાઇટેનેટ (પીઝેડટી), બેરિયમ ટાઇટેનેટ વગેરેથી બનાવવામાં આવે છે. ), પરંતુ કેટલીકવાર મેગ્નેટોસ્ટ્રિક્ટિવ હોય છે. ઘણા ઉદ્યોગોમાં ક્લીનર્સ તરીકે ઉપયોગમાં લેવાતા ઘણીવાર કઠોર રસાયણોની જરૂર નથી, અથવા અલ્ટ્રાસોનિક આંદોલન સાથે ઘણી ઓછી સાંદ્રતામાં તેનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. અલ્ટ્રાસોનિક્સનો ઉપયોગ ઔદ્યોગિક સફાઈ માટે થાય છે અને તેનો ઉપયોગ ઘણી તબીબી અને દંત તકનીકો અને ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયાઓમાં પણ થાય છે. સફાઇ દ્રાવણ કેટલાક સંજોગોમાં, અલ્ટ્રાસોનિક ક્લીનર્સનો ઉપયોગ સાદા પાણી સાથે કરી શકાય છે, પરંતુ મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં, સફાઈ દ્રાવણનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. આ ઉકેલ અલ્ટ્રાસોનિક સફાઇની અસરકારકતા વધારવા માટે રચાયેલ છે. પ્રાથમિક દ્રાવક પાણી અથવા હાઇડ્રોકાર્બન હોઈ શકે છે (ઐતિહાસિક રીતે, કાર્બન ટેટ્રાક્લોરાઇડ અને 1,1,1-ટ્રાઇક્લોરોએથેન જેવા ઝેરી દ્રાવકનો ઔદ્યોગિક રીતે ઉપયોગ થતો હતો, પરંતુ તેને તબક્કાવાર દૂર કરવામાં આવ્યો છે). ત્યાં ઘણા ફોર્મ્યુલેશન છે, જે વસ્તુને સાફ કરવામાં આવે છે અને દૂષિતતાના પ્રકાર પર આધાર રાખે છે (દા. ત., ધાતુનું અધોગતિ, મુદ્રિત સર્કિટ બોર્ડની સફાઈ, જૈવિક સામગ્રીને દૂર કરવી, વગેરે). સપાટીના તણાવમાં ઘટાડો પોલાણમાં વધારો કરે છે, તેથી દ્રાવણમાં સામાન્ય રીતે સારો ભીનાશ કારક (સર્ફેક્ટન્ટ) હોય છે. જલીય સફાઈ દ્રાવણમાં ડિટર્જન્ટ, ભીનાશકારક ઘટકો અને અન્ય ઘટકો હોય છે, જે સફાઈ પ્રક્રિયા પર મોટો પ્રભાવ ધરાવે છે. દ્રાવણની યોગ્ય રચના સાફ કરેલી વસ્તુ પર ખૂબ નિર્ભર છે. ધાતુઓ, પ્રોટીન અને ગ્રીસ સાથે કામ કરતી વખતે, આલ્કલાઇન ડિટર્જન્ટ સોલ્યુશનની ખાસ ભલામણ કરી શકાય છે. ઉકેલો સામાન્ય રીતે ગરમ કરવામાં આવે છે, ઘણીવાર આસપાસ, જો કે, તબીબી કાર્યક્રમોમાં, તે સામાન્ય રીતે સ્વીકારવામાં આવે છે કે પ્રોટીન કોગ્યુલેશનને રોકવા માટે સફાઈ નીચે તાપમાન પર હોવી જોઈએ જે સફાઈને જટિલ બનાવી શકે છે. કેટલાક અલ્ટ્રાસોનિક ક્લીનર્સ હાઇડ્રોકાર્બન સફાઈ પ્રવાહીનો ઉપયોગ કરીને વરાળ ઘટાડતી મશીનો સાથે સંકલિત કરવામાં આવે છેઃ કાસ્કેડમાં ત્રણ ટાંકીઓનો ઉપયોગ થાય છે. ગંદા પ્રવાહી ધરાવતી નીચેની ટાંકીને ગરમ કરવામાં આવે છે જેના કારણે પ્રવાહી બાષ્પીભવન થાય છે. મશીનની ટોચ પર રેફ્રિજરેશન કોઇલ હોય છે. પ્રવાહી કોઇલ પર ઘનીકરણ કરે છે અને ઉપરની ટાંકીમાં નીચે ઉતરે છે. ઉપલી ટાંકી આખરે ઓવરફ્લો થાય છે અને પ્રમાણમાં સ્વચ્છ પ્રવાહી કાર્ય ટાંકીમાં જાય છે જ્યાં સફાઈ થાય છે. ખરીદી કિંમત સરળ મશીનો કરતાં વધારે છે, પરંતુ આવા મશીનો લાંબા ગાળે વધુ આર્થિક હોઈ શકે છે. એક જ પ્રવાહીનો ઘણી વખત ફરીથી ઉપયોગ કરી શકાય છે, જેનાથી બગાડ અને પ્રદૂષણમાં ઘટાડો થાય છે. સૌથી સખત, બિન-શોષક સામગ્રી (ધાતુઓ, પ્લાસ્ટિક, વગેરે) નો ઉપયોગ કરે છે. સફાઈ પ્રવાહી દ્વારા રાસાયણિક હુમલો થતો નથી તે અલ્ટ્રાસોનિક સફાઈ માટે યોગ્ય છે. અલ્ટ્રાસોનિક સફાઈ માટે આદર્શ સામગ્રીમાં નાના ઇલેક્ટ્રોનિક ભાગો, કેબલ, સળિયા, વાયર અને વિગતવાર વસ્તુઓ તેમજ કાચ, પ્લાસ્ટિક, એલ્યુમિનિયમ અથવા સિરામિકથી બનેલી વસ્તુઓનો સમાવેશ થાય છે. અલ્ટ્રાસોનિક સફાઇ સાફ કરવામાં આવતી વસ્તુઓને જંતુમુક્ત કરતી નથી, કારણ કે સફાઈ કર્યા પછી વસ્તુઓ પર બીજકણ અને વાયરસ રહેશે. તબીબી કાર્યક્રમોમાં, વંધ્યીકરણ સામાન્ય રીતે એક અલગ પગલું તરીકે અલ્ટ્રાસોનિક સફાઇને અનુસરે છે. ઔદ્યોગિક અલ્ટ્રાસોનિક ક્લીનર્સનો ઉપયોગ ઓટોમોટિવ, રમતગમત, છાપકામ, દરિયાઈ, તબીબી, ફાર્માસ્યુટિકલ, ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ, ડિસ્ક ડ્રાઇવ ઘટકો, ઇજનેરી અને શસ્ત્રોના ઉદ્યોગોમાં થાય છે. અલ્ટ્રાસોનિક સફાઇનો ઉપયોગ પાઇપ અને હીટ એક્સ્ચેન્જર્સ જેવા ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયા ઉપકરણોમાંથી દૂષિતતાને દૂર કરવા માટે થાય છે. મર્યાદાઓ સોલ્ડર્ડ સર્કિટ બોર્ડમાંથી ફ્લક્સ અવશેષો દૂર કરવા માટે અલ્ટ્રાસોનિક સફાઇનો વ્યાપક ઉપયોગ થાય છે. જો કે, કેટલાક ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકો, ખાસ કરીને એમ. ઇ. એમ. એસ. ઉપકરણો જેમ કે જાઇરોસ્કોપ, એક્સેલરોમીટર અને માઇક્રોફોન સફાઈ દરમિયાન ઉચ્ચ-તીવ્રતાના સ્પંદનોને કારણે ક્ષતિગ્રસ્ત અથવા નાશ પામી શકે છે. પીઝોઇલેક્ટ્રિક બઝર રિવર્સમાં કામ કરી શકે છે અને વોલ્ટેજ ઉત્પન્ન કરી શકે છે, જે તેમની ડ્રાઇવ સર્કિટ માટે જોખમ ઊભું કરી શકે છે. સલામતી અલ્ટ્રાસોનિક ક્લીનર્સ બળતરા પેદા કરી શકે છે, ઉચ્ચ આવર્તન અવાજ અને સતત સંપર્કના કિસ્સામાં સાંભળવાની સુરક્ષાની જરૂર પડી શકે છે. જ્વલનશીલ સફાઇ ઉકેલોનો ઉપયોગ કરવાનું ટાળવાની ભલામણ કરવામાં આવે છે કારણ કે અલ્ટ્રાસોનિક ક્લીનર્સ હીટરથી સજ્જ ન હોય ત્યારે પણ તાપમાનમાં વધારો કરે છે. (કેટલાક ઔદ્યોગિક એકમો ખાસ કરીને વિસ્ફોટના પુરાવા તરીકે પ્રમાણિત છે.) જ્યારે એકમ ચાલી રહ્યું હોય, ત્યારે સફાઇ દ્રાવણનો સંપર્ક થર્મલ અથવા રાસાયણિક ઈજાનું કારણ બની શકે છે; અલ્ટ્રાસોનિક ક્રિયા જીવંત પેશીઓ માટે પ્રમાણમાં સૌમ્ય હોય છે પરંતુ અસ્વસ્થતા અને ત્વચામાં બળતરા પેદા કરી શકે છે. અલ્ટ્રાસોનિક ક્લીનર્સ વિદ્યુત સંચાલિત હોય છે, જેનો અર્થ થાય છે કે ખામીના કિસ્સામાં વિદ્યુત આંચકાનું જોખમ રહે છે, ખાસ કરીને જો સફાઈનું દ્રાવણ વિદ્યુતકૃત ઘટકોના સંપર્કમાં આવે તો. એકોસ્ટિક સફાઇ વોશિંગ મશીન ઓટોક્લેવ મેક્રોસોનિક્સ સોનિકેશન ટમ્બલ ફિનિશિંગ વાઇબ્રેટરી ફિનિશિંગ સંદર્ભો અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સફાઇ પદ્ધતિઓ પણ જુઓ.