1. 초음파의 이해
초음파는 크게 초저주파, 음파, 초음파의 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 초저주파는 20Hz 이하의 주파수를 가지며, 음파는 20Hz~20kHz의 주파수를, 초음파는 20kHz 이상의 주파수를 가집니다. 초저주파와 초음파는 일반적으로 사람의 귀에는 들리지 않습니다. 초음파는 높은 주파수와 짧은 파장으로 인해 방향성이 좋고 침투력이 강하기 때문에 초음파 세척기가 설계 및 제작되는 주요 원리입니다.
2. 작동 원리
초음파 세척은 액체 내에서 초음파의 캐비테이션, 가속 및 직접 흐름 효과를 이용하여 액체와 오염물질에 직접적 또는 간접적으로 작용함으로써 오염물질 층을 분산, 유화 및 박리시켜 세척 효과를 얻습니다. 현재 초음파 세척기에서는 캐비테이션과 직접 흐름 효과가 주로 사용됩니다.
(1) 캐비테이션: 캐비테이션은 초음파가 액체에 고주파로 전달될 때 초당 2만 회 이상 압축과 감압이 반복되는 현상입니다. 감압 시 액체 내에 진공 기포가 생성되고, 압축 시 이 기포가 파쇄되면서 강력한 충격력이 발생하여 세척 대상 표면의 오염물질을 제거함으로써 정밀한 세척이 가능합니다.
(2) 직접 흐름 효과: 초음파가 액체 내에서 음파의 진행 방향을 따라 흐르는 현상을 직접 흐름이라고 합니다. 음압이 0.5 W/cm²일 때, 진동면에 수직으로 약 10 cm/s의 속도로 흐르는 직접 유동이 육안으로 관찰됩니다. 이 직접 유동은 세척 대상 표면의 미세한 기름때와 오염물을 교반시키고, 오염물 표면의 세척액 또한 대류 현상을 겪습니다. 용해된 오염물은 깨끗한 세척액과 혼합되어 용해 과정을 가속화하고 오염물 제거를 크게 돕습니다.
(3) 가속: 액체 입자의 운동에 의해 발생하는 가속. 고주파 초음파 세척기의 경우, 캐비테이션은 미미합니다. 세척은 주로 초음파 작용 하에서 액체 입자의 가속에 의해 발생하며, 이 가속은 입자에 충격을 가하여 초정밀 세척을 수행합니다.
3. 작동 지침
초음파 세척기는 다음 단계를 정확히 따라 작동해야 합니다.
(1) 세척 탱크와 발생기 사이의 케이블을 연결합니다.
(2) 세척액을 세척조에 붓습니다(세척액의 양은 세척 대상물을 세척조에 넣었을 때 세척액 높이가 전체 용량의 약 4분의 3 정도가 되도록 해야 합니다).
(3) 세척 대상물을 세척조에 넣습니다.
(4) 전원 코드를 꽂습니다.
(5) 세척 시간을 설정하고 기기를 작동시킵니다.
4. 주의 사항
(1) 초음파 세척기의 전원 및 히터 전원에는 접지 장치가 제대로 설치되어 있어야 합니다.
(2) 세척액이 없는 상태에서 초음파 세척기를 작동시키지 마십시오. 즉, 세척조에 일정량의 세척액이 채워져 있지 않으면 초음파 스위치를 켜지 마십시오.
(3) 가열 장치가 있는 세척 장비의 경우, 세척액이 없을 때는 가열 스위치를 켜지 마십시오.
(4) 에너지 변환 칩이 손상될 수 있으므로 무거운 물체(철제 부품 등)로 세척조 바닥을 치지 마십시오.
(5) 초음파 발생기는 별도의 220V/50Hz 전원을 사용해야 하며, 2000W 이상의 전압 조정기를 장착해야 합니다.
(6) 세척조 바닥은 과도한 이물질이나 오염물을 제거하기 위해 정기적으로 세척해야 합니다.
(7) 세척액을 교체할 때는 초음파 세척 공정이 시작된 후 부품을 세척해야 합니다.
5. 초음파 세척 효과를 극대화하는 방법
(1) 초음파 세척조의 온도는 30~50℃가 이상적입니다.
(2) 세척 대상물의 종류에 따라 적절한 세척제를 선택해야 합니다. 세척제는 일반적으로 수성(알칼리성) 세척제, 유기 용매 세척제, 화학 반응 세척제로 분류됩니다. 수성 세척제가 가장 일반적으로 사용됩니다.
(3) 세척 대상물의 오염 정도와 오염물의 종류에 따라 세척 시간을 적절히 조절해야 합니다.