Как сделать ультразвуковую ванну своими руками
Перейти к содержимому

Как сделать ультразвуковую ванну своими руками

  • автор:

Как сделать ультразвуковую ванну своими руками

Ультразвуковая ванна — это довольно полезное приспособление, которое позволяет быстро и эффективно отмывать печатные платы, различные детали и механизмы, а также проводить опыты. Однако, есть она не у всех.

Анализируя схемы подобных ванн, обнаружилось, что многие из них выполнены по автогенераторной схеме, очень похожей на схему ЭПРА энергосберегающей лампочки. Поэтому было бы заманчиво применить такую начинку для самодельной ультразвуковой ванны.

Всё отличие сводится к тому, что в схеме ультразвуковой ванны отсутствует конденсатор между генератором и наргузкой. Сам излучатель подключен точно также через дроссель вместо трубки лампы.

Для экспериментов мы приобрели миску из нержавеющей стали, ультразвуковой излучатель и нашли несколько ЭПРА мощностью от 15 до 36 Ватт.

Излучатель — дисковый пьезокерамический на мощность до 30 Вт, частота — 43 кГц. Паять к нему провода следует очень аккуратно, металлизация нежная и не терпит длительной пайки. Для того, чтобы прикрепить его к дну ёмкости, мы использовали эпоксидную смолу. Между излучателем и ёмкостью уложили кусок малярной сетки, призванный создать диэлектрический зазор. Т.к. создание такой ванны из подручных материалов — это эксперимент, то мы не ставили целью обеспечивать гальваническую развязку от сети. Использовать такую ванну не следует, это небезопасно, поэтому не повторяйте данную конструкцию для постоянного использования.

Самодельная ультразвуковая ванна

Первой была проверена работа от ЭПРА мощностью 15 Вт. Пьезоизлучатель запустился с модуляцией 100 Гц. Появились кавитационные пузырьки и рисунки волн на поверхности воды. Увеличение мощности до 20, 25 и 36 Вт приводили соответственно к увеличению этих проявлений. Для проверки непосредственно эффекта можно поместить в ванну кусок тонкой алюминиевой фольги: он очень быстро начнёт разрушаться.

Уже на этом можно смело сказать, что идея сработала, и ЭПРА от энергосберегающих лампочек прекрасно работает с пьезоизлучателем. Для устранения частоты 100 Гц следует увеличить ёмкость электролитического конденсатора до 50-100 мкФ. При этом ванна при работе издаёт лёгкое шипение-посвистывание.

Но обнаружился и недостаток, который проявляется в быстром нагреве дросселя ЭПРА. Буквально за 2-3 минуты он становится горячим. Похоже, что недостаточно габаритной мощности. Скорее всего, если поменять дроссель на более габаритный той же индуктивности, то он уже не будет так сильно нагреваться.

Что же делать с электробезопасностью? Напомним, что использовать получившуюся самодельную УЗ-ванну нельзя, т.к. в случае ухудшения изоляции между излучателем и металлической ёмкостью последняя может оказаться под напряжением. Вероятно, решением проблемы была бы замена дросселя на трансформатор с соотношением витков 1:1 при сохранении индуктивности первичной обмотки. Но при этом обратную связь на трансформатор автогенератора (который на ферритовом колечке) скорее всего следует завести уже со вторичной обмотки этого трансформатора.

Как собрать ультразвуковую ванну своими руками

Как очистить детали в ультразвуковой ванне

Времена научно-технического прогресса не проходят даром. Техника работает, выходит из строя, загрязняется. Иногда продлить срок службы изделия можно простой очисткой деталей от накопившейся грязи. Поэтому всё большую популярность набирают ультразвуковые ванны.

Основное место использования этих приборов — автосервис. Но и во многих других отраслях они бывают необходимы. В мастерских по ремонту компьютеров такая штука может пригодиться для очистки головок засохших картриджей от принтеров. В больницах с помощью ультразвуковой ванночки можно очищать хирургические и оптические инструменты, а также приборы. Да и дома бывает необходимость иметь такое приспособление всегда под рукой. Вот и возникает у многих людей вопрос: где взять схему ультразвуковой ванны, чтобы сделать её своими руками?

Что такое ультразвуковая ванна?

Ультразвуковая ванна для промывки деталей своими руками

Звуковые высокочастотные волны, которые не может распознать человеческий слух, называются ультразвуком. Частота таких волн начинается от 18 килогерц. При воздействии ультразвуком на жидкости появляется большое количество маленьких пузырьков. Повышая давление можно добиться процесса кавитации — когда пузырьки начинают взрываться. Чем выше давление, тем большего размера могут быть пузырьки. Явление кавитации и взяли за основу изобретатели ультразвуковой ванны.

Как следует из названия, ультразвуковая ванна нужна для очистки предметов от загрязнения ультразвуком. Сама по себе ванна — это чаша из нержавеющей стали. Объём такой чаши составляет один литр. Исходя из этого уже понятно, что очищать в ванночке можно небольшие предметы. Но это если речь идёт о бытовом аппарате. Для промышленных нужд объем ванны может достигать несколько десятков литров. Диапазон волн, применяемый в установке от 18 до 120 килогерц.

Схема устройства

Устройство мощной ультразвуковой ванны Codyson CE-7200A

Главным элементом по праву можно назвать излучатель, который необходим для преобразования колебаний электрического тока в механические. Механические колебания через стенки ёмкости, попадая в жидкую среду, воздействуют на очищаемый предмет.

Чтобы излучатель мог производить описанный процесс, необходим генератор частот. Генератор формирует ультразвук при помощи электрических колебаний, которые поступают в излучатель.

Для улучшения эффекта очистки металлическая ёмкость постоянно подогревается. Под чашей расположены нагревательные элементы, поддерживающие постоянную температуру жидкости. Так как излучатель работает импульсно, то в промежутках между импульсами надо поддерживать стабильные условия происходящих процессов.

Процесс очистки происходит следующим образом:

  • в специальную ёмкость наливается очищающий раствор;
  • в раствор опускается предназначенный для очистки предмет;
  • включается прибор, генерирующий волны, в результате этого на поверхности должны появиться пузырьки;
  • эти пузырьки воздействуют на деталь так, что как бы съедают грязь. Причём происходит это даже в самых труднодоступных местах.

Сфера применения ультразвука

Сегодня спектр применения ванночек на основе ультразвука достаточно широк. Если в промышленности принцип ультразвука известен давно, то теперь список областей, где он используется постоянно растёт. С точностью можно сказать, что чистка ультразвуком стала родной для следующих отраслей промышленности:

Принцип работы ультразвуковой ванны

  • ювелиры взяли этот метод себе на вооружение. Ювелирное дело то же трудоёмкое производство, особенно если надо почистить камни или старые изделия;
  • всё что связано с оптикой эффективно поддаётся очистке в ёмкостях с очищающим раствором;
  • кремниевые пластины и платы в электронной промышленности, очищаются подобным методом;
  • в химической промышленности кавитацией увеличивают скорость реакций;
  • автопром и типография промывают детали и узлы механизмов;
  • оказалось, что таким способом очень хорошо очищаются мобильные телефоны, ведь там столько труднодоступных мест. Даже печатные головки принтеров, которые не удавалось ранее очистить, после частотного воздействия становятся как новые.

Как собрать ультразвуковые ванны своими руками?

Как очистить детали в ультразвуковой ванне

Можно купить технику с ультразвуком, а можно сделать самому по схеме. Необходимость собрать ультразвуковые ванны своими руками возникает потому, что на рынке в основном представлены китайские модели. Если что и попадается поприличней, то цена в несколько раз превышает китайский аналог.

Чтобы самому собрать ультразвуковой прибор для очистки, нужно хоть немного разбираться в физике. Тем, кто в школе собирал радиоприёмники, будет намного проще сделать своими руками такой прибор.

Итак, приступаем к сборке ультразвуковой ванны. В схеме прибора, собранного собственноручно должны присутствовать следующие компоненты:

  • стальной каркас для крепления в нём всех элементов;
  • насос для нагнетания жидкости в ванну;
  • импульсный трансформатор для повышения напряжения;
  • любой сосуд из керамики;
  • магниты от старого динамика;
  • катушку с ферритовым стержнем;
  • небольшая трубка из стекла или пластмассы;
  • и, конечно же, жидкость, которая будет использоваться в работе.

Если все детали в наличии, можно приступать к сборке. Пошаговая сборка ультразвуковой ванны своими руками, особенно когда есть некоторые навыки, занимает всего-навсего в несколько этапов.

  1. На пластмассовую (стеклянную) трубку наматывается катушка. Ферритовый стержень не надо никуда убирать или приматывать: он так и остаётся висеть. Один конец ферритового стержня должен быть свободным. На него одевается магнит от динамика. Таким образом, получается магнитострикционный преобразователь или излучатель ультразвука.
  2. Керамический сосуд крепится в стальном каркасе. Это и будет нашей ванночкой.
  3. В дне керамического сосуда сверлится отверстие, в которую вставляется получившийся магнитострикционный преобразователь.
  4. В ванночке (керамическом сосуде) делаются два отверстия для залива и слива жидкости.
  5. В зависимости от того какой объём нужен в ультразвуковой ванне, своими руками можно установить и насос. В больших ёмкостях насос придётся ставить для ускорения поступления жидкости.
  6. Так как напряжение в сети постоянно, понадобиться импульсный трансформатор. Такой трансформатор можно найти в старом компьютере или телевизоре.
  7. Схема готова — осталось её испытать. Если возникнут недоделки их сразу же можно устранить.

Что надо знать при работе с ультразвуковыми ваннами?

Ультразвуковые ванны своими руками можно собрать и они будут работать. Но, как и в случае с изделиями заводской сборки, не стоит забывать о некоторых правилах.

Как провести тест ультразвуковой ванны

  1. В первую очередь соблюдать правила электрической и пожарной безопасности.
  2. Перед началом работ обязательно провести внешний осмотр агрегата, тем более, если он сделан самостоятельно.
  3. Во время работы установки нельзя руками трогать жидкость или очищаемую деталь. Если такое необходимо сделать, то обязательно на руках должны быть резиновые перчатки.
  4. Без жидкости в ванночке работать с установкой нельзя. Собранные ультразвуковые ванны своими руками имеют открытый ферритовый стержень, который сам по себе очень хрупкий. При отсутствии рабочей среды ферритовый стержень просто разлетится на куски. В этом случае можно пострадать и от осколков, и от поражения электрическим током.
  5. Если проводится чистка мелких изделий, то их лучше всего поместить в ванночку в стакане с чистящей жидкостью, а саму ёмкость заполнить простой водопроводной водой.

Раствор для ультразвуковой ванны своими руками

Сегодня мы поговорим о рецептах растворов для ультразвуковой ванны или мойки сделанные собственными руками. Однако можно купить специализированное моющее средство. Затронем моменты с приготовлением и использованием. Наверное каждый, кто купил УЗ мойку задается этим вопросом и пытается приготовить что-то самостоятельно. Иногда растворы получаются и что-то очищается, а иногда нет. Давайте рассмотрим подробнее.

Рецепты растворов для ультразвуковой ванны, которые можно сделать самостоятельно

К данной группе растворов относятся смеси изготовленные из подручных материалов. В нижеописанных рецептах считается, что ингредиенты доступны для каждого и имеются в наличии.

Растворы делятся на группы по среде:

  • щелочные;
  • кислотные;
  • на основе спиртов и различных растворителей.

К основным растворам можно отнести:

  1. Рецепт раствора на основе соли и уксуса.
  2. Рецепт на основе лимонной кислоты.
  3. Рецепт на основе соды.
  4. Рецепт раствора на основе хозяйственного мыла.
  5. Рецепт на основе растворителей, бензина, керосина или спиртов.

Рецепт раствора на основе соли и уксуса

Для приготовления нужна обычная поваренная соль и столовый уксус 9%.

Соляной раствор . Берем 1 кг соли на 2-3 литра воды и полностью растворяем. Далее вливаем данную смесь в УЗ мойку и добавляем изделия, которые хотим очистить от нагара. Нагреваем до 50°C и смотрим результат.

Раствор уксуса . Можно использовать как в чистом виде так и в разбавленном, отлично подходит для удаления накипи на бытовых приборах (чайники, сковородки и т.д.).

Уксус и соль . Требуется смешать в пропорции 1:1 обычный уксус 9% и соль до полного растворения. Использовать в необходимом количестве. Подходит для очистки нержавейки.

Уксус, сок лимона . 500 мл уксуса добавить в 1 л воды и туда же добавить 5 столовых ложек лимонного сока. Подходит для очистки стекла от кислоторастворимых загрязнений.

Рецепт на основе лимонной кислоты

Как и уксус, лимонная кислота хорошо справляется с накипью. Эффективный раствор 100 г кислоты на 1 литр воды, нагревать до 50°C.

Рецепт на основе соды

Необходимо взять 0,5 кг соды и 2-3 литра воды. Полностью растворить и нагреть до 50-60°C. Подойдет для отмывки пригаров и нагаров.

Рецепт раствора на основе хозяйственного мыла

Для этих целей мы берем 1 кусок обычного 72% мыла, перетираем и растворяем в 1л воды. Данный раствор можно использовать для удаления жиров с поверхности изделий.

Рецепт на основе растворителей, бензина, керосина или спиртов

Нашатырный спирт . О нем поговорим отдельно. 1 столовую ложку нашатыря растворить в 1,5-2 литрах воды. Можно использовать для посуды и стекла с напылениями из цветного металла. Нагрев до 30-40°C. Цикл 5-10 минут.

Бензин, ацетон, сольвент, керосин, 646 (647) растворитель используются в концентрации не более 20% от общего объема. Помогут справиться с нагарами и масляными загрязнениями.

Зависимость раствора и загрязнения

Как Вы обратили внимание, каждый раствор подходит для своего вида загрязнения. Мы собрали описание в таблицу, где описаны загрязнения и растворы, которые к ним применяются.

Тонкости процесса изготовления ультразвуковой ванны

Использование ультразвука привело ко многим открытиям. Например, в последнее время очень большое распространение получили ультразвуковые ванны. Они используются для очистки разных деталей, механизмов и даже украшений. На сегодняшний день их можно не только купить, но и сделать своими руками, если знать все правила монтажа.

Особенности

Ультразвуковая ванна представляет собой емкость, в которой можно очищать разные предметы при помощи ультразвуковых волн. Несмотря на то что это довольно сложный механизм, внешне конструкция выглядит очень просто. Она состоит из емкости, специального генератора, который отвечает за преобразование энергии и трансформатора.

Существуют более простые модели, и более сложные, которые помогают справляться с самыми трудными задачами. Емкость прибора варьируется от одного до тридцати литров. Конструкцию дополняет излучатель, который работает в диапазоне до 40 кГц. Он находится под самым дном емкости, а управление происходит с помощью электроники.

Как понятно из названия, работает данный прибор за счет ультразвуковых волн. В ванну наливается жидкость, которая под действием генератора заполняется пузырьками. Высокое давление в емкости приводит к тому, что все эти пузырьки лопаются. Именно за счет этого и происходит очищение вещей, погруженных в емкость. Процесс чистки пузырьками называется кавитацией. Чистка может занять от нескольких минут до нескольких часов.

Нетрудно догадаться, что ультразвуковая ванна имеет много преимуществ:

  • с ее помощью производится эффективная борьба с коррозией;
  • обработка загрязненного предмета занимает очень мало времени;
  • для удаления ржавчины не нужно прикладывать физических усилий;
  • с помощью ультразвука можно очистить предметы, не оцарапав их;
  • в таких ваннах делают не только промывку, но и полировку предметов.

Назначение

Ультразвуковая ванна предназначена для очистки разных предметов от загрязнения в труднодоступных местах. Это могут быть некоторые элементы в стиральных машинках, или, например, драгоценные украшения. Она применяется во многих сферах производства.

  • Медицина. Такую ванну очень часто используют для того, чтобы стерилизовать хирургические инструменты. Применяют и в стоматологии, и даже в гинекологии. Также очищают некоторые элементы в оптических приборах, которые могут быть подвержены коррозии. Самым безопасным способом их очистки считается именно ультразвуковая ванна.
  • Ювелирное производство. Мелкие производители часто пользуются конструкцией, сделанной своими руками. Большим спросом пользуется услуга очищения драгоценностей, которые потеряли свой внешний вид. Так, налет на серебре или золоте можно удалить буквально за двадцать или тридцать минут. При этом металлические изделия будут выглядеть как новые.
  • Оргтехника. В типографиях такой вариант используют для очищения печатных головок. Также его применяют для удаления загрязнений в принтерах и плоттерах. Это позволяет намного продлить срок их службы.
  • Автосервис. Работники автосервиса часто используют такой вариант чистки для промывки разных запчастей. Наиболее распространенным является очищение форсунок. Этот механизм представляет собой обычный клапан, с его помощью дозируется подача топлива. Загрязнения с форсунки крайне трудно удалить, но ультразвуковая ванна справится с этой задачей быстро, не повредив деталь при этом.
  • Телефоны. Даже телефону, который попал в воду, можно дать вторую жизнь. Для этого в сервисных центрах используют совсем небольшие ванночки. Мастера снимают все детали, для которых соприкосновение с водой может быть опасным, и опускают плату прямо в ванночку.

Затем заливают содержимое специальным раствором, выбирают нужную частоту и включают на некоторое время прибор. После такой процедуры телефон будет работать не хуже, чем до этого.

  • Промышленные предприятия. Очень часто ультразвуковое очищение применяют в машиностроении. С его помощью удаляют загрязнения с габаритных деталей и инструментов. На таких предприятиях ванны имеют большие размеры, и очистка может длиться несколько часов подряд.

Также любое металлическое изделие можно не только очистить, но и спасти от старения. Достаточно только опустить его на несколько минут в ванну. В домашних условиях тоже можно почистить разные бытовые приборы и дать им вторую жизнь. Но не у каждого человека такая ванна имеется в наличии, да и покупать ее не каждый захочет. Поэтому многие задумываются о том, как сделать ее самим.

Как сделать своими руками?

Многие мастера изготавливают такие ванночки в домашних условиях своими руками. Схема создания достаточно проста, для изготовления конструкции необходимо лишь уметь пользоваться паяльником. С его помощью изготавливается специальная плата, то есть центр всего прибора.

Чтобы самому собрать такую конструкцию, понадобятся следующие детали.

  1. Металлическая основа. Это может быть любая подходящая емкость, например, тазик или кастрюля. Для домашнего использования хватит емкости в один литр.
  2. Керамический сосуд. Это основа ультразвуковой ванны, она должна быть качественной и без повреждений.
  3. Насос. Он используется для подачи очищающего раствора в ультразвуковую ванну.
  4. Трансформатор. Качественный импульсный трансформатор используется для того, чтобы постоянно поддерживать в емкости должный уровень напряжения.
  5. Магниты. Понадобится от четырех до пяти магнитов. Можно использовать как старые, так и новые изделия. Приобрести их можно в любом магазине хоз. товаров.
  6. Катушка с ферритовым стержнем.
  7. Небольшой кусок пластиковой трубы (примерно два сантиметра). Через нее происходит подача жидкости, которая используется в процессе очищения.
  8. Клей. Для креплений используется специальный эпоксидный клей.

Когда все детали заготовлены, можно приступать к изготовлению самодельной ультразвуковой ванночки.

  • Первое, что необходимо сделать – это намотать на трубу из пластмассы катушку так, чтобы ферритовый стержень свободно свисал. Сильная фиксация ему не нужна. Затем на конец стержня прикрепляется магнит. Сооруженная конструкция называется излучателем.
  • Далее, на дне небольшого сосуда из фарфора или керамики делаются отверстия. Они необходимы для того, чтобы можно было вставить заранее изготовленный излучатель. Затем этот сосуд нужно зафиксировать в приготовленной емкости. После этого прикрепляются трубы, которые и подают жидкость, а также служат для ее слива.

Чтобы волны ультразвука проходили прямо в емкость, нужно прикрепить эпоксидным клеем сам излучатель строго по центру.

  • Для хорошей зарядки нужен импульсный генератор. Его можно взять из уже непригодного телевизора, подойдет и старый компьютер.
  • После того как конструкция будет полностью собрана, нужно сделать пробный запуск. Однако перед этим необходимо еще раз тщательно все проверить и осмотреть.
  • Обязательно нужно проверить наличие жидкости. Ведь ее отсутствие может привести к тому, что стержень будет разорван на кусочки. Также нужно помнить, что предметы, находящиеся внутри конструкции, нельзя трогать руками в процессе работы.

Протестировать готовую конструкцию можно при помощи обычной фольги. Для этого ее нужно опустить в готовый раствор и включить прибор. Если все сделано правильно, то фольга должна полностью раствориться в одно мгновение.

Правила использования

Прежде чем очистить необходимый предмет, нужно ознакомиться с правилами эксплуатации прибора.

  1. В резервуар из нержавеющей стали необходимо залить жидкость для очистки. Выбор этой самой жидкости зависит от того, с каким типом загрязнения приходится работать.
  2. Положить предмет для очистки в готовый раствор. Жидкость должна покрыть его полностью. Очень важно, чтобы емкость была заполнена не менее, чем на две трети объема.
  3. Подключить ультразвуковую конструкцию.
  4. Проверить, появились пузырьки или нет. Если да, значит, прибор работает.
  5. Время нахождения предмета в ванне варьируется от нескольких минут до нескольких часов. Это зависит от степени его загрязненности.
  6. По окончании процедуры очистки нужно вытащить предмет из ванны.
  7. Затем отключить прибор от сети и обязательно слить воду.
  8. Последний этап – это просушка ультразвуковой ванны.

Чем лучше ухаживать за такой конструкцией, тем дольше она прослужит. Ведь ремонт ее очень хлопотное дело, к тому же не всегда эффективное.

Советы

Покупая ультразвуковую ванну, необходимо определиться, как она будет использоваться. Ведь от этого зависит объем емкости и, соответственно, цена конструкции. Очень дорогие модели, которые используются для очистки крупных предметов или деталей, могут дополнительно иметь сенсорное управление или усовершенствованную автоматику.

Также существуют и конструкции, которые имеют таймер. Это позволяет контролировать время очистки. Но такие модели нужны далеко не всем и простым пользователям обычно хватает ванночки небольших размеров без каких-либо дополнительных модификаций.

Первое, что нужно сделать перед использованием ультразвуковой ванны – внимательно прочитать инструкцию. Важно знать, что для очищения предмета от загрязнения можно использовать разные растворы. Это может быть как обычная вода, так и спирт или даже покупные растворители. Все зависит от того, что нужно очистить. Это может быть испачканная жиром поверхность или ржавый предмет.

Очищающую жидкость для ультразвуковой ванны вполне можно приготовить своими руками. Существуют разные виды растворов.

  • Спиртовой. Чаще всего используется для очистки микросхем. Он предотвращает замыкание и справляется с теми случаями, где очистка водой невозможна. По цене он один из наиболее доступных, а результат использования не разочаровывает.
  • Бензин. Используется крайне редко, так как он очень взрывоопасен. Когда начинает работу излучатель, аппарат сильно нагревается, пары бензина скапливаются возле него, это может привести к взрыву. Такой очиститель применяется для обработки загрязненных автомобильных деталей. Но если есть возможность использовать другие растворы, то лучше выбрать именно их. Для этого подойдут и порошковые составы, и смеси из любых моющих средств.
  • Дистиллированная вода. Такой вариант используется для щадящей обработки вещей. Но если изделие слишком загрязнено, то можно добавить в воду химические средства. Например, очищая золотые или серебряные предметы, а также любую оптику, можно добавить в раствор десять процентов нашатырного спирта или обычного средства для мытья окон.

Включая ванну, можно услышать жужжащий звук. Этому способствует появление на поверхности большого количества пузырьков. Так что в характерном звуке нет ничего плохого.

Рекомендуется использовать для погружения предмета в раствор специальные контейнеры или корзины. Это даст некоторую защиту емкости. Нельзя руками лезть в емкость, когда работает ванна. Обязательно нужно пользоваться резиновыми перчатками для безопасности. Также не нужно включать пустое, то есть без жидкости, устройство. Ванна может сгореть.

Самодельные конструкции нужно проверять с особой тщательностью. Если ванна покупная, то лучше приобрести конструкцию, имеющую глубокую чашу, чем широкую и неглубокую. При покупке нужно обязательно проверить прибор на исправность.

Изучив все тонкости устройства ультразвуковой ванны, можно с уверенностью сказать, что сделать ее своими руками не так уж и трудно. И тогда даже в домашних условиях можно очистить любой загрязненный предмет, требующий этого. А если сделать конструкцию своими руками не удастся, то всегда можно заказать готовое изделие высокого качества из предложенного современными производителями ассортимента.

О том. как работает ультразвуковая ванна, смотрите в следующем видео.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *