Schall bewegt sich in Wellen. Stell dir vor, du könntest Schallwellen sehen – sie könnten wie Meereswellen aussehen. Stellen Sie sich dann vor, dass diese Wellen oder Kräuselungen an einem Objekt vorbeiziehen, z. B. an einem Pfahl, der im Wasser steht.
Die Anzahl der Wellen, die pro Sekunde an dem Pfahl vorbeiziehen, wäre die Frequenz. Die Frequenz wird gewöhnlich in „Hertz“ gemessen, einer Maßeinheit, die einem Zyklus pro Sekunde entspricht.
Hochfrequente Schallwellen wie Ultraschallwellen werden in Tausenden von Zyklen pro Sekunde oder Kilohertz (kHz) gemessen. Ultraschall beginnt an der oberen Grenze des menschlichen Hörvermögens, etwa bei 20 kHz. Viele Tiere, wie Hunde und Fledermäuse, können oberhalb dieses Bereichs hören, und einige, wie z. B. Delfine, kommunizieren damit.
Ultraschall wird vielfältig eingesetzt
Ultraschall wird in zahlreichen Branchen und Bereichen eingesetzt, von der pharmazeutischen Industrie bis zum Militär. Im Allgemeinen beginnen die Anwendungen, bei denen Ultraschall zum Einsatz kommt, bei 20 kHz und können bis in den einstelligen Gigahertz-Bereich (GHz) reichen. Zu den Anwendungen von Ultraschall gehören berührungslose Sensoren, Bewegungssensoren, Durchflussmessgeräte, Materialprüfung, Entfernungsmessung und medizinische Bildgebung. Bei Omegasonics liegt unser Schwerpunkt natürlich auf der Ultraschallreinigung.
Wie reinigt Ultraschall?
Ultraschall reinigt Objekte durch Kavitation. Kavitation ist ein physikalisches Phänomen, das auftritt, wenn eine Flüssigkeit gestört wird – in diesem Fall, wenn sie von Ultraschallwellen durchlaufen wird. Wenn sich der Druck der Wellen durch die Flüssigkeit bewegt, entstehen in ihrem Kielwasser Millionen winziger Bläschen. Wenn diese Bläschen kollabieren, setzt dieser Kavitationseffekt energiereiche Flüssigkeitsstrahlen frei, die direkt auf jede harte Oberfläche in ihrer Nähe treffen. Diese Strahlen lösen Schmutz und Dreck von der zu reinigenden Oberfläche ab. Sie sind sogar noch effektiver, wenn die Flüssigkeit erhitzt und ein Lösungsmittel verwendet wird.
Wie Ultraschall erzeugt wird
Ultraschall wird durch den piezoelektrischen Effekt durch ein keramisches oder quarzähnliches Material wie Bleizirkonattitanat erzeugt. Die Schwingungen werden auf eine Membran übertragen, die wiederum Wellen durch eine Flüssigkeit sendet, nicht unähnlich einem Stereolautsprecher, der Schall durch die Luft überträgt.
Unterschiedliche Frequenzstufen und was sie bewirken können
Vielleicht ist es entgegen dem Instinkt so, dass die Reinigung umso sanfter ausfällt, je höher die Frequenz ist. Im Folgenden finden Sie einige Beispiele für Kilohertz-Stufen und die verschiedenen Reinigungsanwendungen, für die sie verwendet werden:
25 kHz – Schwere und grobe Reinigung
Es wird für grobe Arbeiten an großen Gegenständen verwendet, die keine große Sorgfalt oder Finesse erfordern. Die niedrigere Frequenz bedeutet stärkere Vibrationen, die einen stärkeren „Schlag“ erzeugen und hartnäckige Materialien entfernen können. Nur für Gegenstände verwenden, die eine grobe Behandlung vertragen.
40 kHz: Allgemeine Allround-Reinigung
Diese Frequenzstufe wird bei etwa 90 Prozent aller Reinigungsarbeiten verwendet, da die entstehenden Kavitationsblasen gut in die meisten Ritzen eindringen und so sanft sind, dass sie die meisten Materialien nicht beschädigen. Sie wird häufig für die Reinigung von Waffen, Autoteilen und medizinischen Geräten verwendet.
68/132/170 kHz: Eine sanfte Reinigung
Rund 5 Prozent der Ultraschallreinigungen erreichen diese Frequenzstufe. Hier sind die Wellen klein genug, um zu reinigen, ohne empfindliche Materialien oder Bauteile zu beschädigen. Sie werden häufig für die Reinigung von Elektronik, wie z. B. Leiterplatten, verwendet. Medizinische Implantate werden mit diesen höheren Frequenzen gereinigt, um eine präzisere Endreinigung zu erzielen.
1.000 kHz (1 MHz): Megaschallreinigung
Wenn Schallfrequenzen 1 Million Zyklen pro Sekunde erreichen, werden sie als „Megahertz“ bezeichnet. Die Kavitation bei diesen Frequenzen ist viel sanfter und kann kontrolliert werden. Dies ermöglicht eine äußerst präzise Reinigung. Auf dieser Ebene werden Halbleiterwafer gereinigt, da alle Fremdkörper bis in den Mikrobereich entfernt werden.
Warum Ultraschallreinigung?
Die Ultraschallreinigung ist effektiver als die herkömmliche Bürstenreinigung, da sie bis in die kleinsten Ritzen eines jeden Objekts vordringt und selbst die unregelmäßigsten und verwinkeltsten Oberflächen vollständig und gründlich reinigt. Die Ultraschallreinigung reinigt nicht nur gründlich, sondern bietet auch einen hohen ROI für Unternehmen, die sie einsetzen. Wenn man bedenkt, wie viel Arbeitszeit sie einspart, so dass die Mitarbeiter anderen Aufgaben zugewiesen werden können, sorgt die Ultraschallreinigung für Effizienz und letztlich auch für Arbeits- und Geldersparnis.
Sind Sie daran interessiert, mehr über die Ultraschallreinigung zu erfahren und wie Sie davon profitieren können? Besuchen Sie unsere Seite Ultraschallreinigung 101 auf unserer Website. Erfahren Sie mehr, indem Sie Ihren Omegasonics-Vertreter unter 888-989-5560 anrufen oder uns eine E-Mail an [email protected]
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