Ultrasonic cleaning
अल्ट्रासोनिक सफाई एक ऐसी प्रक्रिया है जो सफाई प्रभाव के साथ एक तरल पदार्थ को उत्तेजित करने के लिए अल्ट्रासाउंड (आमतौर पर 20 से 40 किलोहर्ट्ज़ तक) का उपयोग करती है। अल्ट्रासोनिक क्लीनर विभिन्न आकारों में आते हैं, कम आंतरिक मात्रा वाली छोटी डेस्कटॉप इकाइयों से लेकर 1,000 लीटर (260 अमेरिकी गैलन) तक की मात्रा वाली बड़ी औद्योगिक इकाइयों तक। अल्ट्रासोनिक सफाई मशीन का सिद्धांत ट्रांसड्यूसर के माध्यम से अल्ट्रासोनिक आवृत्ति स्रोत की ध्वनि ऊर्जा को यांत्रिक कंपन में बदलना है। अल्ट्रासोनिक तरंग द्वारा उत्पन्न कंपन को सफाई टैंक की दीवार के माध्यम से सफाई तरल में प्रेषित किया जाता है ताकि टैंक में तरल में सूक्ष्म-बुलबुले ध्वनि तरंग की क्रिया के तहत कंपन करते रहें, वस्तु की सतह पर गंदे अधिशोषण को नष्ट और अलग कर सकें। साफ की जा रही वस्तु के आधार पर, प्रक्रिया बहुत तेज हो सकती है, मिनटों में एक गंदी वस्तु को पूरी तरह से साफ कर सकती है। अन्य मामलों में, सफाई धीमी हो सकती है, और 30 मिनट से अधिक हो सकती है। अल्ट्रासोनिक क्लीनर का उपयोग कई अलग-अलग प्रकार की वस्तुओं को साफ करने के लिए किया जाता है, जिनमें औद्योगिक भाग, गहने, वैज्ञानिक नमूने, लेंस और अन्य ऑप्टिकल भाग, घड़ियाँ, दंत और शल्य चिकित्सा उपकरण, उपकरण, सिक्के, फाउंटेन पेन, गोल्फ क्लब, मछली पकड़ने की रील, विंडो ब्लाइंड, आग्नेयास्त्र घटक, कार ईंधन इंजेक्टर, संगीत वाद्ययंत्र, ग्रामोफोन रिकॉर्ड, औद्योगिक मशीनीकृत भाग और इलेक्ट्रॉनिक उपकरण, ऑप्टिकल लेंस आदि शामिल हैं। इनका उपयोग कई आभूषण कार्यशालाओं, घड़ी बनाने वालों के प्रतिष्ठानों, इलेक्ट्रॉनिक मरम्मत कार्यशालाओं और वैज्ञानिक प्रयोगशालाओं में किया जाता है। अल्ट्रासोनिक सफाई का उपयोग दशकों से औद्योगिक रूप से किया जाता रहा है, विशेष रूप से जटिल आकार के हिस्सों और/या छोटे जटिल छेद/दीर्घाओं को साफ करने और सतह उपचार प्रक्रियाओं में तेजी लाने के लिए। ऐसा प्रतीत होता है कि अल्ट्रासोनिक क्लीनर कई पहले के आविष्कारों के प्राकृतिक विकास के रूप में विकसित हुए थे जो पदार्थों को उत्तेजित करने और मिलाने के लिए कंपन का उपयोग करते थे, और इस प्रकार अल्ट्रासोनिक सफाई का कोई स्पष्ट "आविष्कारक" नहीं है। , रिकॉर्ड पर सबसे पहला पेटेंट है जो विशेष रूप से "अल्ट्रासोनिक सफाई" शब्द का उपयोग करता है, हालांकि पहले के पेटेंट "तीव्र आंदोलन", "उपचार" और "पॉलिशिंग" के लिए अल्ट्रासाउंड के उपयोग को संदर्भित करते हैं, जैसे। .. 1950 के दशक के मध्य तक संयुक्त राज्य अमेरिका में कम से कम तीन और यूनाइटेड किंगडम में दो अल्ट्रासोनिक क्लीनर निर्माता स्थापित किए गए थे और 1970 के दशक तक औद्योगिक और घरेलू उपयोग के लिए अल्ट्रासोनिक क्लीनर व्यापक रूप से स्थापित किए गए थे। प्रक्रिया विशेषताएँ अल्ट्रासोनिक सफाई एक तरल को उत्तेजित करने के लिए उच्च आवृत्ति दबाव (ध्वनि) तरंगों द्वारा प्रेरित कैविटेशन बुलबुले का उपयोग करती है। आंदोलन धातु, प्लास्टिक, कांच, रबर और चीनी मिट्टी जैसे सब्सट्रेट का पालन करने वाले दूषित पदार्थों पर उच्च बल पैदा करता है। यह क्रिया अंधे छिद्रों, दरारों और छिद्रों में भी प्रवेश करती है। इसका उद्देश्य ठोस सतहों पर कसकर चिपकने या एम्बेड किए गए संदूषण के सभी निशानों को पूरी तरह से हटाना है। संदूषण के प्रकार और वर्कपीस के आधार पर पानी या अन्य विलायकों का उपयोग किया जा सकता है। प्रदूषकों में धूल, मैल, तेल, वर्णक, जंग, तेल, शैवाल, कवक, बैक्टीरिया, चूने का पैमाना, पॉलिशिंग यौगिक, फ्लक्स एजेंट, उंगलियों के निशान, कालिख मोम और मोल्ड रिलीज एजेंट, रक्त जैसी जैविक मिट्टी आदि शामिल हो सकते हैं। अल्ट्रासोनिक सफाई का उपयोग वर्कपीस के आकार, आकार और सामग्री की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए किया जा सकता है, और सफाई से पहले भाग को अलग करने की आवश्यकता नहीं हो सकती है। सफाई प्रक्रिया के दौरान वस्तुओं को उपकरण के नीचे आराम करने की अनुमति नहीं दी जानी चाहिए, क्योंकि यह विलायक के संपर्क में नहीं आने वाली वस्तु की ओर से होने वाले कैविटेशन को रोक देगा। डिजाइन और संचालन सिद्धांत एक अल्ट्रासोनिक क्लीनर में, साफ की जाने वाली वस्तु को एक उपयुक्त घोल वाले कक्ष में रखा जाता है (अनुप्रयोग के आधार पर एक जलीय या जैविक विलायक में)। जलीय क्लीनर में, तेल और तेल जैसे गैर-ध्रुवीय यौगिकों के विघटन की अनुमति देने के लिए अक्सर सर्फैक्टेंट (जैसे, कपड़े धोने का डिटर्जेंट) जोड़े जाते हैं। कक्ष में निर्मित या द्रव में कम किया गया एक अल्ट्रासाउंड उत्पन्न करने वाला ट्रांसड्यूसर, अल्ट्रासोनिक आवृत्ति पर दोलन करने वाले विद्युत संकेत के साथ संयोजन में आकार बदलकर द्रव में अल्ट्रासोनिक तरंगों का उत्पादन करता है। यह टैंक के तरल में संपीड़न तरंगें पैदा करता है जो तरल को 'फाड़' देता है, जिससे कई लाखों सूक्ष्म 'शून्य'/'आंशिक निर्वात बुलबुले' (कैविटेशन) रह जाते हैं। ये बुलबुले भारी ऊर्जा के साथ गिर जाते हैं; 5,000 के और 135 एमपीए के क्रम पर तापमान और दबाव प्राप्त किया जाता है; हालाँकि, वे इतने छोटे होते हैं कि वे सतह की गंदगी और दूषित पदार्थों को साफ करने और हटाने से ज्यादा कुछ नहीं करते हैं। आवृत्ति जितनी अधिक होगी, कैविटेशन बिंदुओं के बीच के नोड्स उतने ही छोटे होंगे, जो अधिक जटिल विवरण की सफाई की अनुमति देता है। ट्रांसड्यूसर आमतौर पर पीजोइलेक्ट्रिक होते हैं (जैसे। लेड जिरकोनेट टाइटेनेट (पी. जेड. टी.), बेरियम टाइटेनेट, आदि के साथ बनाया गया। ), लेकिन कभी-कभी मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव होते हैं। कई उद्योगों में क्लीनर के रूप में उपयोग किए जाने वाले अक्सर कठोर रसायनों की आवश्यकता नहीं होती है, या अल्ट्रासोनिक आंदोलन के साथ बहुत कम सांद्रता में उपयोग किया जाता है। अल्ट्रासोनिक का उपयोग औद्योगिक सफाई के लिए किया जाता है और इसका उपयोग कई चिकित्सा और दंत तकनीकों और औद्योगिक प्रक्रियाओं में भी किया जाता है। सफाई समाधान कुछ परिस्थितियों में, अल्ट्रासोनिक क्लीनर का उपयोग सादे पानी के साथ किया जा सकता है, लेकिन ज्यादातर मामलों में, सफाई समाधान का उपयोग किया जाता है। यह समाधान अल्ट्रासोनिक सफाई की प्रभावशीलता को अधिकतम करने के लिए बनाया गया है। प्राथमिक विलायक पानी या हाइड्रोकार्बन हो सकता है (ऐतिहासिक रूप से, कार्बन टेट्राक्लोराइड और 1,1,1-ट्राइक्लोरोइथेन जैसे विषाक्त विलायकों का उपयोग औद्योगिक रूप से किया जाता था, लेकिन इन्हें चरणबद्ध तरीके से समाप्त कर दिया गया है)। कई फॉर्मूलेशन हैं, जो साफ की जा रही वस्तु और संदूषण के प्रकार पर निर्भर करते हैं (जैसे, धातु का अपघटन, मुद्रित सर्किट बोर्ड की सफाई, जैविक सामग्री को हटाना, आदि)। सतह के तनाव में कमी कैविटेशन को बढ़ाती है, इसलिए घोल में आमतौर पर एक अच्छा गीला करने वाला एजेंट (सर्फैक्टेंट) होता है। जलीय सफाई समाधानों में डिटर्जेंट, गीला करने वाले एजेंट और अन्य घटक होते हैं, जिनका सफाई प्रक्रिया पर बड़ा प्रभाव पड़ता है। घोल की सही संरचना साफ की गई वस्तु पर बहुत निर्भर करती है। धातु, प्रोटीन और चिकनाई के साथ काम करते समय, एक क्षारीय डिटर्जेंट समाधान विशेष रूप से अनुशंसित किया जा सकता है। समाधान आमतौर पर गर्म किए जाते हैं, अक्सर आसपास, हालांकि, चिकित्सा अनुप्रयोगों में, यह आम तौर पर स्वीकार किया जाता है कि सफाई प्रोटीन जमावट को रोकने के लिए नीचे के तापमान पर होनी चाहिए जो सफाई को जटिल बना सकती है। कुछ अल्ट्रासोनिक क्लीनर को हाइड्रोकार्बन सफाई तरल पदार्थों का उपयोग करके वाष्प अपघटन मशीनों के साथ एकीकृत किया जाता हैः एक कैस्केड में तीन टैंकों का उपयोग किया जाता है। निचले टैंक में गंदे तरल पदार्थ को गर्म किया जाता है जिससे तरल पदार्थ वाष्पित हो जाता है। मशीन के शीर्ष पर एक प्रशीतन कुण्डली होती है। द्रव कुण्डली पर संघनित होता है और ऊपरी टंकी में उतरता है। ऊपरी टंकी अंततः ओवरफ्लो हो जाती है और अपेक्षाकृत साफ तरल पदार्थ कार्य टंकी में चला जाता है जहाँ सफाई की जाती है। खरीद मूल्य सरल मशीनों की तुलना में अधिक है, लेकिन ऐसी मशीनें लंबे समय में अधिक किफायती हो सकती हैं। एक ही तरल पदार्थ का कई बार पुनः उपयोग किया जा सकता है, जिससे अपव्यय और प्रदूषण कम होता है। उपयोग सबसे कठोर, गैर-अवशोषक सामग्री (धातु, प्लास्टिक, आदि) सफाई तरल पदार्थ द्वारा रासायनिक रूप से हमला नहीं किया जाता है जो अल्ट्रासोनिक सफाई के लिए उपयुक्त है। अल्ट्रासोनिक सफाई के लिए आदर्श सामग्री में छोटे इलेक्ट्रॉनिक भाग, केबल, छड़, तार और विस्तृत वस्तुओं के साथ-साथ कांच, प्लास्टिक, एल्यूमीनियम या चीनी मिट्टी से बनी वस्तुएं शामिल हैं। अल्ट्रासोनिक सफाई साफ की जा रही वस्तुओं को कीटाणुरहित नहीं करती है, क्योंकि सफाई के बाद वस्तुओं पर बीजाणु और वायरस बने रहेंगे। चिकित्सा अनुप्रयोगों में, नसबंदी आम तौर पर एक अलग चरण के रूप में अल्ट्रासोनिक सफाई का अनुसरण करती है। औद्योगिक अल्ट्रासोनिक क्लीनर का उपयोग मोटर वाहन, खेल, मुद्रण, समुद्री, चिकित्सा, दवा, इलेक्ट्रोप्लेटिंग, डिस्क ड्राइव घटकों, इंजीनियरिंग और हथियार उद्योगों में किया जाता है। अल्ट्रासोनिक सफाई का उपयोग पाइप और हीट एक्सचेंजर्स जैसे औद्योगिक प्रक्रिया उपकरणों से संदूषण को हटाने के लिए किया जाता है। सीमाएँ सोल्डर्ड सर्किट बोर्ड से फ्लक्स अवशेष को हटाने के लिए अल्ट्रासोनिक सफाई का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। हालांकि, कुछ इलेक्ट्रॉनिक घटक, विशेष रूप से एम. ई. एम. एस. उपकरण जैसे जाइरोस्कोप, एक्सेलेरोमीटर और माइक्रोफोन सफाई के दौरान उच्च तीव्रता वाले कंपनों से क्षतिग्रस्त या नष्ट हो सकते हैं। पीजोइलेक्ट्रिक बजर्स रिवर्स में काम कर सकते हैं और वोल्टेज का उत्पादन कर सकते हैं, जो उनके ड्राइव सर्किट के लिए खतरा पैदा कर सकता है। सुरक्षा अल्ट्रासोनिक क्लीनर जलन पैदा कर सकते हैं, उच्च आवृत्ति शोर और निरंतर संपर्क के मामले में श्रवण सुरक्षा की आवश्यकता हो सकती है। ज्वलनशील सफाई समाधानों का उपयोग करने से बचने की सिफारिश की जाती है क्योंकि अल्ट्रासोनिक क्लीनर हीटर से सुसज्जित नहीं होने पर भी तापमान बढ़ाते हैं। (कुछ औद्योगिक इकाइयों को विशेष रूप से विस्फोट रोधक के रूप में प्रमाणित किया जाता है।) जब इकाई चल रही होती है, तो सफाई समाधान के साथ संपर्क थर्मल या रासायनिक चोट का कारण बन सकता है; अल्ट्रासोनिक क्रिया जीवित ऊतक के लिए अपेक्षाकृत सौम्य होती है लेकिन असुविधा और त्वचा की जलन का कारण बन सकती है। अल्ट्रासोनिक क्लीनर बिजली से चलने वाले होते हैं, जिसका अर्थ है कि खराबी के मामले में बिजली के झटके का खतरा होता है, खासकर अगर सफाई का घोल विद्युतीकृत घटकों के संपर्क में आता है। ध्वनिक सफाई वाशिंग मशीन ऑटोक्लेव मैक्रोसोनिक्स सोनिकेशन टम्बल फिनिशिंग वाइब्रेटरी फिनिशिंग संदर्भ अल्ट्रासाउंड सफाई विधियाँ भी देखें।