Ультразвуковая ванна своими руками

Ультразвуковая ванна своими руками: 7 шагов

По специфике работы понадобилась мне ультразвуковая ванна для очистки деталей от загрязнений. Просмотрев предложения для покупки, понял что такой бюджет мне не потянуть. Решил делать самостоятельно. Так вот, купил на металлоприемке ванну нержавеющую на 20 литров. Такую же как на картинке только без перегородки.

Задумка следующая. Внутри ванны будет располагаться ТЭН со встроенной термопарой на 80 гр., будет установлен циркуляционный насос немощный для создания, собственно, циркуляций моющей жидкости, и также будет установлен ультразвуковой элемент, шо будет создавать кавитационный эффект для очистки деталей в самых неожиданных местах.

Прочитав множество информации в интернете на тему «УЗ мойка своими руками», вычитав кучу умных слов по типу «генератор резонансной частоты», «пьезоизлучатель» и далее и страшнее, понял что надо ограничить по-максимуму сборкой «из коробки». Поэтому на просторе китаймаркета нашел следующую загогулину:

Излучатель + плата генератора. И тут первый возник вопрос: на некоторых лотах с такой же платой идет один излучатель, на некоторых два, на сколько же она расчитана излучателей?

Потому что на самой плате прослеживается один вход и один выход

Из первого возникает второй вопрос: Если я хочу к примеру на свою мойку приклеить излучателей так 6, плат мне тоже нужно будет 6, или как это регулируется и устанавливается?

Вопрос третий: Приклеиваются я так понял на сло эпоксидки прямо к корпусу ванны, однако зачем нужна бобышка на резьбе: Или ее регулируешь на точное соприкосновение с мойкой, а приклеиваешь по кругу?

Поэтому вопросы к реально понимающим людям: Как от начала до конца реализовать мне функцию ультразвука при помощи данных комплектующих?

На просторах интернетиума нашел еще вот такую фотографию

Тут они запаралеллены. Если мне также поставить в ряд, одна плата потянет их?

Заранее спасибо.

Наиболее дешевые и доступные УЗ-ванны — на 0.5 л с продолговатым баком, наподобие CT-400, AOYUE-9050, тысячи их. Бывают они в двух вариантах — однорежимные на 30-35 Вт и двухрежимные 30/50 или 35/60 Вт. Ну, еще бывают с разными блоками управления, но это тема другой статьи. Двухрежимные, разумеется, дороже. Но, на самом деле, различия минимальны и для апгрейда однорежимной ванны до двухрежимной потребуется горстка деталек рублей так на 10-20. Благо, плата как правило предусматривает оба варианта (так дешевле) и в однорежимной просто не установлены некоторые элементы.

Как видно из блок-схемы, режимы отличаются только питанием УЗ генератора — через однополупериодный выпрямитель или двухполупериодный. В однорежимных ваннах отсутствуют мостик и реле, переключающее мощность (реле заменяется перемычкой, а вместо мостика — только его левый нижний диод, или перемычка на его месте), а также отличается схема управления. Собственно, достаточно допаять эти элементы, допилить/переделать схему управления — и ванна станет двухрежимной.
Дополнительно можно сделать вывод — в режиме повышенной мощности амплитуда колебаний та же, т.е. он эквивалентен увеличению выдержки примерно вдвое. Зато ванна в нем работает гораздо тише.
У меня ванна CT-Brand CT-400A, однорежимная 35 Вт с пятиминутным таймером на дискретной логике (не помню, как они сами называют этот вариант). Аналогичная ей двухрежимная 35/60 Вт — CT-400C, в нее-то и будем переделывать.

После разборки внутри обнаруживается плата с тучей пустых мест. На фото их правда уже нет)

На верхней половине корпуса установлены бак с излучателем (таблетка диаметром 50 мм и толщиной 3-6 мм, приклеена в центре на эпоксидку, как раз там где под нее выштампована ямка) и плата с кнопкой и СИДом. Плата опять универсальная, с дырками и под А, и под С 🙂 Этим следует незамедлительно воспользоваться, запаяв второй СИД, кнопку и разъем (и переставив первый СИД — он на месте второй кнопки). Бак же желательно выдавить, почистить от говна, которым он крепился (впрочем, у айоя там вполне нормальный силиконовый герметик — лучше не выдавливать, смысла нет) и посадить на автомобильный герметик, который не разрушает металл (т.е. не выделяет уксусную кислоту или еще какую дрянь).
Крепление таблетки (правда, из другой ванны, но в плане бака они практически идентичны):

Белые потеки — герметик. Если будете садить бак на герметик — аккуратней, эта штука медленно, но верно течет вниз. Так что заливать им надо в два присеста, чтобы герметику было некуда течь (сперва залить в бортик бака, вставить в корпус и выдержать в перевернутом состоянии, пока не засохнет, затем залить щель между корпусом и баком снаружи). Голубоватая сопля на проводе — акрилатовый клей, это тоже моя работа.
Основная плата чуть интересней. Вот снятая с нее схема (с уже дорисованными элементами двухрежимки).

Как видно из схемы, генератор представляет собой автогенерирующий полумост, нагруженный на резонансную цепь L1/C5/Z1. Z1 — УЗ излучатель (пьезотаблетка), L1 — здоровый дроссель, намотанный красным проводом. Небольшой транс на колечке — Т1, трансформатор ОС. В принципе, схема довольно типичная и в версии А представлена в полном варианте. Кстати, из гальванической развязки — только изоляция, положенная китайцами между баком и пьезиком. Так что совать пальцы во включенную в сеть ванну не стоит. Фиг их знает, что они там положили, да и инструкция не советует.
Чуть ниже конденсаторный питальник логики и реле, еще ниже сама логика.

Ультразвуковая ванна

Логика представляет собой два реле времени, запускаемые/останавливаемые нажатием кнопки. В их конструкции я так и не разобрался, а впрочем, и не старался. Благо оба одинаковые и можно просто продублировать имеющуюся часть. Узел на VT5/VT6 выключает реле на IC1, если ванна выключена.
В варианте А отсутствуют реле K1 с обвязкой (заменено перемычкой, соответсвующей выключенному состоянию реле), большая часть моста VD2 (стоит только один диод, странно, что не перемычка), IC1 с обвязкой и узел на VT5/VT6.
Точность выдержки у такого таймера фиговая. При заявленной 5 минут реально оно работает около 3:40. Зато дешево.
Еще из апгрейда надо бы сделать поддончик, но пока не придумал конструкцию. Правда ванна и так довольно маленькая, разобранный до потрохов сотовый в нее влазит с трудом (хотя собранных туда два влезут).
Тест на фольге девайс проходит, а вот палец в нем держать можно спокойно (если не считать опасений на тему «а ну как долбанет»).

В опробованных растворах (разведенный «Мистер Мускул», жидкость для стеклоомывателей автомобильных) флюс не отмывает. Зато вполне неплохо отмывает грязь, в том числе окислы с плат «утопленничков». На специальную жидкость жабу я еще не уговорил (да и нету ее поблизости), изопропанола тоже маловато, чтобы платы в нем купать, так что одна из основных целей, для которых покупал — не выполняется.

Технический прогресс не стоит на одном месте, устройства для облегчения труда человека набирают все большую популярность. Изделия, состоящие из множества соединений и элементов, могут ломаться ввиду наличия окружающих агрессоров. В некоторых случаях достаточно очистить крепления и платы от грязи, но подобраться к труднодоступным местам не представляется возможным действием. Для очистки все больше применяется ультразвуковая ванна.

Ультразвуковая ванна PS-40

Что такое ультразвуковая ванна?

Высокочастотные волны могут воздействовать на материалы в агрессивной среде. Принцип работы ультразвуковой ванны состоит в помещении деталей в специальную жидкость, затем воздействием волн происходит движение составляющих. Повышение давления приводит к процессу кавитации на молекулярном уровне, образовавшиеся пузырьки во время движения атомов взрываются. О том, как пользоваться ультразвуковой ванной, можно узнать из инструкции по эксплуатации изделия, к различным материалам применяется воздействия давления необходимыми пропорциями.

Ультразвуковая ванна состоит из чаши для жидкости, изготавливаемой из нержавеющих сплавов металла.

Для домашнего использования или очистки небольших изделий применяется ванна объемом до литра. Промышленными производствами используется большие объемы чаш, которыми возможно очистить объемные предметы. Частота и диапазон ультразвуковых волн работает в режимах от 18 до 120 кГц, звуки на таких уровнях не слышны человеку. Воздействие ультразвуком происходит в различных сферах, от больниц до ювелирных мастерских, при наличии определенных навыков возможно сделать ультразвуковую ванну своими руками.

Типы загрязнений

Различная среда применения делает ультразвуковую ванну универсальным устройством. Основное применение механизм нашел автосервисами и производствами, где необходимо убрать следующие типы загрязнений:

  • твердотельные осадки, которые появляются процессом эксплуатации механизмов;
  • защитные покрытия пленка удаляются перед соединением посредством пайки или внутри изделий, препятствующих нормальной работе;
  • окисления и коррозийные отложения.

В ультразвуковой ванне, изготовленной своими руками, возможно промывать печатные платы и другие радиотехнические материалы. Перед применением достаточно погрузить деталь в жидкость, запустить процесс.

Особенности конструкции

За работу отвечает главная составляющая часть системы – излучатель. Его предназначение состоит преобразованием электрической энергии в механические колебания. Воздействие энергии происходит на деталь через стенку устройства, вследствие этого происходит процесс очистки. Ультразвуковая ванная включает генератор частот, устройство которого отвечает за формирование волн путем применения электрических колебаний.

Конструкция УЗ ванны

Качественная очистка деталей достигается воздействием волной при определенной температуре. Нагревательные элементы контролируют температуру жидкости, соответствием с заданными параметрами. Импульсная работа требует контроля процессов, происходящий при обработке деталей ультразвуком. Очистка деталей производится поэтапно:

  • очищенный раствор заливается в емкость;
  • опускается предмет, для лучшего воздействия используются подставки, чтобы деталь находилась посредине чаши;
  • после включения прибора образовываются пузыри на поверхности жидкости;
  • пузырьки воздействуют на деталь при труднодоступных местах, очищая грязь.

Обработка деталей происходит достаточно долго, в зависимости от количества загрязнений. Отложения большими количествами могут подвергаться обработке ультразвуком до 10 часов.

Преимущества применения

Приобретенное или изготовленное своими руками устройство имеет ряд преимуществ перед механическим воздействием на детали. Основные положительные стороны применения ультразвуковой ванной:

  • Отсутствие траты времени, исключается взаимодействие с деталью процессом очистки, необходим только промежуточный контроль.
  • Химическое вещество не вредит здоровью человека при соблюдении определенных условий. Достаточно надеть резиновые перчатки при контакте с обработанной деталью.
  • Механической очисткой невозможно быстро и эффективно избавится от налета и грязи в труднодоступных местах. Ультразвук поможет подобраться ко всем щелям и углам детали, не оставив грязи.
  • Воздействие на деталь ультразвуком сводит к нулю риск получения в результате испорченной детали. Механические повреждения исключаются, что нельзя сказать о механическом способе очистки.

Область применения ультразвуковой ванны широка, устройство реализуется на специальных порталах бытовой техники или специализированных торговых точках.

Как сделать ультразвуковую ванну своими руками

Перед сборкой ультразвуковой ванны своими руками необходимо разобраться, какие предложения имеются на рынке.

Существует несколько видов ванн, предлагаемых производителями:

  • Портативные устройства применяются домашним хозяйством, а также при обработке небольших изделий. Объем чаши варьируется от 1 до 2-х литров, стоит такое устройство от 5000 до 20000 рублей.
  • Промышленные модификации применяются крупными производствами, автосервисами, позволяют обработать большое количество изделий за один раз, цена может доходить до 50 тысяч рублей.

Генератор ультразвук своими руками

При определенных навыках, возможно изготовить ультразвуковую ванну своими руками. При наличии инструментов и доступа к аксессуарам, которые реализуются магазинами радиодеталей, можно сэкономить до 3 частей от стоимости нового устройства. Для самостоятельного изготовления понадобятся следующие элементы:

  • Емкость для погружения изделий, изготовленная из нержавеющей стали. Она должна устойчиво стоить на месте, иметь небольшой подъем для доступа к нижней части.
  • Трубка из стекла или пластмассы.
  • Насос для закачки жидкости, подойдет небольшой мощности, цена его не так высока.
  • Магнит формой круга, возможно демонтировать с неиспользуемых динамиков.
  • Катушка с ферритовым стержнем, суд из керамики или фарфора.
  • Импульсный трансформатор, реализуется точками продажи радиодеталей, цена начинается от 300 рублей.

Также для работы понадобится жидкость и питание от электросети 220 Вольт.

Сборка ультразвуковой ванны своими руками

После подготовки всех материалов, можно приступать к сборке ультразвуковой ванны своими руками. Первым шагом является намотка ферритовой проволоки на пластмассовую трубку, стержень может находится в свободной форме, стабильное крепление не потребуется. Магнит прикрепляется к концу стержня, результатом получается магнитно — фрикционный излучатель.

Следующий этап подразумевает сверление своими руками отверстий на дне емкости уз ванны. Сосуд прикрепляется к емкости из стали, рядом изготавливаются отверстия для подачи и слива жидкости. Нанос поможет быстрее производить операции подачи жидкости к ванне, для слива можно обойтись обычным шлангом, подведенным к ёмкости.

Трансформатор импульсного типа производит подачу тока повышенного напряжения, что повышает эффективность устройства. За неимением доступа к радиодеталям, можно извлечь трансформатор из непригодного телевизора или монитора телескопического образца. После сборки и подсоединения всех элементов ультразвукового трансформатора производится пробный запуск. В процессе работы важно соблюдать правила техники безопасности, не использовать устройство без жидкости, не трогать деталь во время обработки.

Какая жидкость применяется в ультразвуковой ванне

Жидкость для ультразвуковых ванн найти в продаже можно реже, чем само устройство. Для воздействия на очищаемые детали применяется два варианта растворов:

  1. Раствор поверхностно — активного вещества с водой, применяется для очистки драгоценных металлов.
  2. Раствор на спиртовой основе. Жидкость, которая используется при очистке монтажных плат и микросхем, отлично препятствует образованию коррозии на деталях последующим временем.

Кислотные очистители

Существуют различные варианты растворов, которые применяются в домашних условиях. Некоторые владельцы ультразвуковых ванн применяют дизельное топливо или бензин, работа с такими элементами требует повышенной внимательности, т.к. они взрывоопасны. Самостоятельно возможно изготовить жидкость из основных компонентов порошка или моющего средства.

Правила эксплуатации ультразвуковых ванн

Работа с устройством не отличается его конструкцией или изготовителем. Изготовленная своими руками ванна, или приобретенная на рынке требует соблюдения некоторых правил техники безопасности. Также механизм может элементарно сломаться, если не следовать правилам:

  • Установка детали производится только надев резиновые перчатки, это обуславливается агрессивной средой жидкости, которая может привести к аллергии или другим повреждениям кожи.
  • Категорически исключается запуск пустого устройства. При работе с самодельными конструкциями, ферритовый стержень может разлететься на куски под воздействием высокочастотного электричества. В покупных устройствах устанавливается функция отключения при отсутствии жидкости.
  • Перед запуском важно провести осмотр корпуса устройства от признаков течи и других повреждений.

Важно следить за техническим состоянием электро цепи, не исключены короткие замыкания, перегрев трансформатора при длительной эксплуатации ультразвуковой ванночки. При работе с мелкими детали возможно сэкономить время на обработку и жидкость, достаточно поместить деталь в стакан с жидкостью, затем к устройству, наполненному обычной водой.

Область применения ультразвуковых ванн

На основании применения ультразвука очищаются многие детали. Доступность конструкции делает все более популярным использование ультразвуковые ванны в различных отраслях.

  1. Ювелиры используют ванну для очистки старых изделий от сажи и грязи. Труднодоступные места с легкостью очищаются путем применения специального раствора. Способ важен тем, что на деталях не остается следов механических воздействий, что особенно важно при работе с антикварными деталями.
  2. Оптические изделия, всевозможные линзы легко поддаются очистке ультразвуком.
  3. Электронной промышленностью используется при обработке старых монтажных плат, механическим воздействием невозможно очистить элементы радиотехники, существует вероятность повредить важные соединения.
  4. Химическая промышленность определила устройство как возможный механизм ускорения процессов путем кавитационных воздействий.
  5. Автомобильная промышленность и типографические станции применяют ультразвуковые машины для промывки механизмов и узлов.

Также устройство широко используется автосервисами при очистке карбюраторов, инжекторов, дроссельных заслонок. В некоторых сервисных центрах по ремонту мобильных устройств применяется ванна для очистки плат от наростов припоя с мелких деталей.

Правила выбора

Перед выбором ванны следует обратить внимание на множество параметров, основные из которых при неправильном выборе могут исключить выполнение работ. От размеров устройства напрямую зависит его цена, мощность. Некоторые модификации оснащены сенсорными панелями для облегченного управления.

Ремонт ультразвуковой ванны

Вне зависимости от качества устройства, применение в агрессивной среде вызывает потребность к ремонту. Техническое обслуживание и ремонт ультразвуковой ванны доступно не каждым сервисом, ввиду отсутствия квалификации мастеров.

Самостоятельный ремонт механизма включает в себя предварительный визуальный осмотр. Поверхностный анализ начинается с проверки кабеля на наличие пробоев, отсутствие течи жидкости и громыханий внутри корпуса, после этого необходимо проверить:

  • электронную плату, прикреплённую в нижней части механизма;
  • элементы питания;
  • пьезоизлучатель;
  • сетевой выключатель или таймер.

Диагностика УЗ ванны

Диагностика определенного узла может быть выполнена самостоятельно, лучшим будет возможность установки вышедшего из строя элемента на другой аппарат. В некоторых инструкциях описано, как последовательно проводить техобслуживание, лучше для безопасной работы и быстрого эффекта следовать рекомендациям производителя.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Все, что нужно знать о УЗ-ваннах

В большинстве мастерских, занятых ремонтом ювелирных украшений, мобильных телефонов и прочей бытовой электроники наверняка есть ультразвуковая ванна, с помощью которой можно без особых усилий отмыть те или иные загрязнения.

Пример шарикоподшипников до и после очистки ультразвуком

В сравнении с механическим способом удаления загрязнений, применение ультразвуковых ванн обеспечивает следующие преимущества:

  • Быстрое удаление загрязнений без необходимости что-либо мыть своими руками;
  • Удаление грязи из труднодоступных мест (особенно актуально для печатных плат и ювелирных украшений со сложной конфигурацией;
  • Отсутствие механических повреждений после окончания чистки.

Применение для обработки медицинских инструментов

Сфера применения прибора распространяется на такие области, как:

  • Ювелирные и реставрационные мастерские;
  • Мастерские по ремонту бытовых электроприборов;
  • Химические лаборатории и медицинские учреждения, где есть необходимость в тщательной очистке инструмента;
  • Мастерские по ремонту автотранспортных средств, где есть необходимость в тщательной очистке отдельных механизмов, узлов в сборе, аппаратуры и т.п.

Промышленная УЗ-мойка

Ультразвуковые ванны (далее по тексту УЗ-ванны) работают по принципу кавитации звукового давления, которое образуется в жидкой среде под действием ультразвука. То есть, в жидкости образуется большое количество гравитационных воздушных пузырьков и при их лопании возникает эффект звукового давления.

Ультразвуковые частоты в жидкой среде распространяются не хуже, чем в воздухе

Чтобы было еще понятнее, каждый небольшой пузырёк воздуха лопаясь, создает эффект микровзрыва. Большое количество микровзрывов, пропорциональное количеству пузырьков в ванне создает давление, достаточное для отшелушивания частиц грязи, ржавчины и всего того, от чего вы бы хотели отмыть те или иные предметы.

Ультразвуковой излучатель приклеенный к изнанке ванны

Конструкция УЗ-ванны состоит из следующих компонентов:

  • Металлическая ёмкость, изготовленная из нержавеющей стали;

Сфера применения прибора, в первую очередь, определяется размерами металлической ванны. Например, для очистки печатных плат чаще всего используются приборы с объемом до 1 литра. Для других нужд применяются более вместительные ванны.

Готовый генератор с излучателем в сборе – есть в бытовых увлажнителях воздуха

  • Электронный ультразвуковой генератор – служит источником вибраций;
  • Излучатель – преобразовывает электрические колебания в механические и передает их на стенки емкости;
  • Блок управления, с которого задаются параметры режимов и продолжительности очистки.

Что использовать в качестве моющего средства

Пример того как пользоваться ультразвуковой мойкой для очистки печатных плат в спирте

Нужно понимать, что УЗ-ванна, сама по себе, не моет, а всего лишь усиливает действие применённого растворителя. Поэтому так важно правильно подобрать ту жидкость для ультразвуковой ванны, которая будет соответствовать типу загрязнения.

Ни в коем случае нельзя включать пустую или полупустую ванну. Уровень жидкости должен составлять не менее 2/3 от высоты борта емкости.

При меньшем уровне напряжение на генераторе резко увеличивается и в результате может потребоваться ремонт прибора.

Плата после очистки ультразвуком

Производители ультразвуковых ванн рекомендуют наливать в емкость специальные жидкости, такие как Zestron FA+, Flux-off, Solins-us и т.п. На практике покупатели приборов используют самые разные средства, начиная с дистиллированной воды и заканчивая растворителем уайт-спирит.

Результат чистки, если ультразвуковая ванна для промывки форсунок работает на дистиллированной воде

Чтобы добиться максимально возможного качества очистки металлических и полимерных предметов от различных загрязнений, могу посоветовать следующие средства: дистиллированная вода, бензин «калоша», любые спиртосодержащие средства для мытья стекол, ацетон (только для металлических предметов).

Чистка форсунок ультразвуком в бензине «калоша»

Если предполагается отмывать металлические предметы от ржавчины, рекомендую в качестве моющей жидкости использовать водный раствор ортофосфорной кислоты или преобразователь ржавчины.

Для очистки известкового налета с металла можно применить водный раствор Антинакипина

В инструкции прибора указано то, что применение легковоспламеняющихся веществ в качестве моющих жидкостей запрещено. Это объясняется тем, что металлическая ёмкость в процессе работы устройства нагревается. Для того, чтобы применять ацетон или бензин, советую устанавливать режим небольшой длительности, в течении которого ванна не успеет нагреться.

Как собрать ультразвуковую мойку самому

Монтажная схема, по которой будет выполняться сборка

Чтобы собрать ультразвуковую ванну своими руками, помимо деталей, указанных на схеме, понадобится следующее:

К сведению – миска для столовых изготовлена из тонкой нержавейки и стоит не больше 100 руб.

  • Ванночка до литра из нержавеющей стали – чем легче, тем лучше;
  • Отрезок пластиковой трубы или другая конструкция – для использования в качестве подставки под емкость;
  • Блок питания на 12 В;

Расположение ферритовой антенны в любом портативном приемнике

  • Ферритовый стержень – подойдет интегрированная антенна из радиоприемника;
  • Ультразвуковой излучатель – мощность 80 Вт
  • Эпоксидный клей.

Инструкция сборки следующая:

На фото показано, как сделать дроссель на ферритовом стержне

  • Делаем дроссель – на ферритовый стержень наматываем 20 витков мягкой медной проволоки с диаметром 1-1,5 мм;

Дроссель из компьютерного блока питания

  • Делаем дроссель по питанию – можно использовать готовый из старого компьютерного блока питания;

Излучатель, приклеенный к металлической ванночке

  • Ультразвуковой излучатель приклеиваем к дну металлической ёмкости, располагая строго по центру;
  • В соответствии с монтажной схемой, паяем плату;
  • В соответствии со схемой, собираем цепь;

Подключение к пятивольтовой обмотке трансформатора

  • Блок питания (выходной трансформатор) подключаем к обмотке на 5 В.

Как проверить эффективность ванны?

Пример того, как самодельная УЗ-ванна растворяет фольгу

В качестве теста можно что-нибудь очистить от грязи, но это займёт много времени. Для быстрого теста эффективности опустите в ванночку кусок тонкой фольги. Если прибор собран правильно, фольга на местах сгиба будет буквально растворяться.

Теперь вы знаете, что такое УЗ ванна, как она работает и для чего ее можно применить. Кроме того, мы рассмотрели простую монтажную схему, по которой можно собрать рабочий прибор для бытовой эксплуатации.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *