เครื่องล้างอัลตราโซนิก (Ultrasonic)

                คลื่นเสียงอัลตราโซนิกเป็นคลื่นเสียงความถี่สูงมากกว่า 20 กิโลเฮิร์ต จนถึง 106 กิโลเฮิร์ต ซึ่งเป็นช่วงความถี่ที่หูของคนปกติไม่สามารถได้ยิน เพราะหูของคนปกติได้ยินสียงในช่วงความถี่ 16 – 16,000 เฮิร์ต
                คลื่นเสียงอัลตราโวนิกที่มีความแรงมากจะทำให้เกิดฟองอากาศ เกิดความดันสูง และเกิดความร้อนเฉพาะที่ ซึ่งเป็นผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางชีววิทยา สำหรับผลทางเคมีพบว่าทำให้เกิดการออกซิเดชัน การสลายตัว การเปล่งแสง การเกิดผลึก ฯลฯ ส่วนผลทางฟิสิกส์ มักเป็นผลรวมทางตรงหรือทางอ้อมที่เกิดจากผลทางเคมีและผลทางชีววิทยา
                คลื่นเสียงอัลตราโซนิกเป็นคลื่นเสียงที่ค่อนข้างปลอดภัย ไม่ก่อมลภาวะ มีราคาถูก และมีคุณสมบัติที่หลากหลายขึ้นอยู่กับความถี่ ทำให้คลื่นเสียงอัลตราโซนิกถูกนำมาประยุกต์ใช้งานมากมาย ทั้งในด้านการแพทย์ ด้านการสื่อสาร ด้านอุตสาหกรรม รวมทั้งใช้ในชีวิตประจำวัน เนื่องจากในปัจจุบันเครื่องล้างอัลตราโซนิกถูกนำมาใช้ในห้องปฏิบัติการอย่างแพร่หลาย เพราะเครื่องมือมีราคาถูกลง และในเชิงวิชาการมีข้อดีกว่าการล้างด้วยมืออยู่หลายประการ คือ
                1. มีประสิทธิภาพในการล้างสูง
                2. เหมาะสมสำหรับการล้างสิ่งของขนาดเล็กที่มีซอกหรือรูเล็ก ๆ
                3. เหมาะสมสำหรับล้างอุปกรณ์ที่แตกหักหรือเป็นรอยขีดข่วนได้ง่าย
                4. สามารถฆ่าเชื้อโรคบางชนิด
                5. ช่วยรักษาสภาพแวดล้อม

หลักการทำความสะอาด
  1. คลื่นเสียงอัลตราโซนิกทำให้เกิดและสลายฟองอากาศขนาดเล็ก จำนวนมากอย่างรวดเร็ว เรียกกระบวนการนี้ว่า cavitation ฟองอากาศที่เกิดขึ้นมีขนาดแตกต่างกัน มีทั้งชนิดที่เกิดขึ้นแล้วแตกทันที และชนิดที่เป็นฟองอยู่ระยะเวลาหนึ่งแล้วจึงแตก การแตกของฟองอากาศจะเกิดแรงดันต่อผิวภาชนะที่สัมผัสทำให้สิ่งสกปรกหลุดออกจากผิวภาชนะ ปรากฎการณ์ดังกล่าวแบ่งออกได้เป็น 3 ระยะ คือ
                         1.1 ระยะเริ่มต้น
                         1.2 ระยะทำลายฟองขนาดใหญ่
                         1.3 ระยะสุดท้าย
  2. ความเร่งของของเหลว
  3. ผลจากความร้อน
องค์ประกอบและคุณสมบัติ
  1. อ่างล้าง มักพบในรูปของอ่าง 2 ชั้น
  2. ตัวกำเนิดคลื่นเสียงอัลตราโซนิก
  3. ออสซิลเลเตอร์
  4. ตัวกลาง เครื่องล้างอัลตราโซนิกส่วนใหญ่ใช้น้ำเป็นตัวกลางในการพาคลื่นเสียงไปยังสิ่งสกปรก เมื่อคลื่นเสียงผ่านจากก้นอ่างเข้าสู่ตัวกลาง การอัด และการขยาย ของคลื่นเสียงก่อให้เกิดคลื่นได้ 4 ลักษณะ คือ
                         4.1 คลื่นตามยาว
                         4.2 คลื่นตามขวาง
                         4.3 คลื่นผิวหน้า
                         4.4 คลื่นที่เกิดจากการโค้งงอ
  5. ตัวตั้งเวลา
  6. ปุ่มควบคุมความร้อน
  7. ปุ่มกำจัดแก๊สในตัวกลาง
อุปกรณ์และสารเคมีที่ใช้ร่วมกับเครื่องล้างอัลตราโซนิก
  1. สารขัดโลหะ
  2. สารชะล้าง
  3. อุปกรณ์จับยึดภาชนะล้าง
  4. ฝาปิดอ่างล้าง
วิธีใช้

                การใช้เครื่องล้างอัลตราโซนิกไม่มีขั้นตอนที่ยุ่งยาก แต่มีสิ่งที่ต้องระวังเป็นพิเศษคือ ห้ามเปิดสวิตช์ให้เครื่องทำงานในขณะที่ไม่มีน้ำอยู่ในอ่างล้าง เพราะความร้อนที่เกิดดขึ้นจะทำให้ผลึกกำเนิดความถี่เสียหาย มีขั้นตอนการล้าง ดังนี้

  1. การแช่ก่อน หรือล้างภาชนะด้วยน้ำประปาเพื่อกำจัดสิ่งสกปรกขนาดใหญ่ออกก่อน
  2. ใส่น้ำลงในอ่านประมาณ 3 ใน 4 ส่วนของความจุของอ่างล้าง และอาจใส่สารชะล้างตามความเหมาะสม
  3. ใส่ภาชนะหรือสิ่งของที่ต้องการล้างในอ่าง โดยใส่ในตัวจับยึดที่เหมาะสม
  4. เปิดสวิตช์ไฟฟ้าและตั้งอุณหภูมิที่ต้องการ
  5. ในกรณีที่เครื่องล้างอัลตราโซนิกมีระบบกำจัดแก๊สในตัวกลาง ให้เปิดระบบดังกล่าว
  6. ตั้งเวลาสำหรับการล้าง หลังจากครบเวลาจึงไปล้างด้วยน้ำสะอาด ซึ่งอาจจะเป็นน้ำกลั่นหรือน้ำกลั่นปราศจากไอออน และนำไปอบให้แห้งต่อไป
การบำรุงรักษา
  1. ปล่อยน้ำออกจากอ่างล้างทุกครั้งหลังจากใช้เสร็จ และไม่ควรใช้อ่างล้างเป็นที่แช่ภาชนะหรือสิ่งของต่าง ๆ
  2. เมื่อผิวเหล็กกล้าไร้สนิมในอ่างสกปรก ควรขัดทำความสะอาดเสมอ ๆ เพื่อรักษาประสิทธิภาพในการนำคลื่นเสียง
  3. ไม่ควรให้เครื่องล้างอัลตราโซนิกทำงานนานเกินความจำเป็น เพราะความร้อนอาจทำให้ผลึกกำเนิดความถี่เสื่อมสภาพหรือเสียหายง่าย
  4. ระวังน้ำไม่ให้เข้าไปในตัวอ่างชั้นนอกเพราะจะทำให้วงจรอิเล็กทรอนิกส์เสียหายได้ง่าย
  5. ตรวจสอบความถูกต้องของนาฬิกาตั้งเวลาทำงานทุก ๆ 6 เดือน
  6. ตรวจสอบประสิทธิภาพในการล้างทุก ๆ เดือน
  7. ตรวจสอบความถูกต้องของอุณหภูมิทุก ๆ ปี
การเลือก
  1. ความถี่ของคลื่นเสียงอัลตราโซนิก
  2. กำลังคลื่นเสียง
  3. ความจุของอ่างล้างชั้นใน
  4. รูปร่างของอ่างล้าง
  5. ควรมีวงจรกรองสัญญาณรบกวนวิทยุ
  6. ควรเลือกเครื่องล้างที่มีเครื่องทำความร้อน
ปัญหาและสาเหตุ

                ถ้ามีการใช้ และมีการบำรุงรักษาอย่างถูกวิธี ปัญหาที่เกิดกับเครื่องมือไม่ค่อยพบ ปัญหาที่เกิดขึ้นมักจะเป็นปัญหาของการล้างไม่สะอาด ซึ่งอาจเกิดจากสาเหตุดังนี้

  1. สิ่งของที่นำมาล้างสกปรกมากหรือไม่ผ่านขั้นตอนการแช่ก่อน
  2. สิ่งของที่นำมาล้างลอยอยู่ที่ผิวน้ำในอ่าง ทำให้ส่วนที่ไม่สัมผัสน้ำไม่ได้รับการทำความสะอาด
  3. ใส่สิ่งของในอ่างล้างมากเกินไปทำให้คลื่นเสียงอัลตราโซนิกวิ่งไม่ทั่วถึง
  4. ใส่น้ำในอ่างล้างมากเกินไป ทำให้ความหนาแน่นของแรงดันของของเหลวที่กระทำต่อสิ่งสกปรกลดลง
  5. ใส่น้ำในอ่างล้างน้อยเกินไป ทำให้การเดินทางของคลื่นเสียงและฟองอากาศขนาดเล็กไม่ทั่วถึง
  6. ใช้สารชะล้างที่ไม่เหมาะสม หรือมีปริมาณไม่ถูกต้อง
  7. ใช้เวลาในการล้างไม่นานพอ
  8. ออกแบบอ่างล้างไม่เหมาะสม ทำให้คลื่นเสียงกระจายไม่ทั่วทั้งอ่างล้าง
  9. คลื่นเสียงมีกำลังต่ำ หรือมีการสูญเสียพลังงานมาก
  10. คลื่นเสียงมีความถี่ไม่เหมาะสมทำให้ไม่สามารถกำจัดอนุภาคของสิ่งสกปรกได้ทุกขนาด