Hoogfrequent ultrageluid controleren zonder contact
Frequentie- en vermogensbewaking is een belangrijk instrument voor kwaliteitsborging bij ultrasone reinigingstoepassingen in het bereik van 250 tot 2000 kHz. Ecoclean heeft in testseries aangetoond dat akoestische lasermicrofoons ook geluidsgolven in het hoge frequentiebereik tot twee megahertz betrouwbaar kunnen detecteren. Op basis hiervan heeft het bedrijf zijn innovatieve APM-oplossing (Acoustic Performance Measurement) uitgebreid. De nieuwe oplossing is in staat om de ultrasone frequentie en het vermogen te controleren in zowel volledig geautomatiseerde ultrasone multi-bad dompelsystemen als gesloten kamerreinigingssystemen zonder contact.
De tests werden uitgevoerd in een multi-bad onderdompelingssysteem met 500 en 1.000 kHz ultrasone systemen. De 40, 80 en 120 kHz oscillatiesystemen in het systeem werden ook meegenomen.
Hoogfrequent ultrageluid wordt gebruikt wanneer de fijnste deeltjes en minimale filmvervuiling moeten worden verwijderd van gevoelige of fijn gestructureerde oppervlakken. Dit is bijvoorbeeld het geval bij de productie van halfgeleiders, microsysteemtechnologie en elektronica, precisieoptica, analyse, laser- en vacuümtechnologie en medische technologie. Om op betrouwbare wijze te voldoen aan de reinheidseisen die zijn gedefinieerd voor een perfecte werking en om beschadiging of aantasting van de gevoelige componenten te voorkomen, zijn regelmatige controles van de trillingseigenschappen en de berekening van reinigingsrelevante kengetallen essentiële kwaliteitsparameters.
Voor deze toepassingen heeft Ecoclean het meetbereik van de innovatieve Acoustic PerformanceMeasurement (APM) technologie, waarmee voorheen contactloos ultrasone frequenties tot 132 kHz inline werden gemeten, uitgebreid tot twee megahertz op basis van laserakoestiek.
Betrouwbare detectie
De ontwikkeling van het nieuwe APM-meetsysteem werd voorafgegaan door een serie testen met een laser-akoestische microfoon. De tests werden uitgevoerd in een ultrasoon multi-bad dompelsysteem UCMSmartLine en met ultrasone systemen met 500 kHz en 1.000 kHz plaattransducers. Daarnaast werden plaattransducers met oscillatiefrequenties van 40, 80 en 120 kHz, die al in het reinigingssysteem aanwezig waren, in de tests opgenomen en werden de resultaten vergeleken met de eerdere APM-technologie met condensatormicrofoons.
Enerzijds bewezen de tests dat de signaal-ruisverhouding in de hele frequentieband hoog genoeg is om geluidsgolven tot 2 MHz te detecteren. Anderzijds was het doel om te bepalen op welke afstand van het badoppervlak de akoestische lasermicrofoon gebruikt moet worden zodat er nog steeds een adequaat frequentiespectrum berekend kan worden ondanks de toenemende verzwakking van de geluidsgolven door de lucht naarmate de frequentie toeneemt. Door de hoge gevoeligheid van de akoestische lasermicrofoon is de afstand vergelijkbaar met de condensatormicrofoon die gebruikt wordt om laagfrequent ultrageluid te meten.
De akoestische lasermicrofoon bevindt zich voor de tests boven het badoppervlak. De metingen worden uitgevoerd zonder direct contact met het medium en zonder beweging.
Voordelen contactloos meten
In tegenstelling tot hydrofoons worden metingen met de APM-oplossing uitgevoerd zonder direct contact met het medium en zonder beweging. Dit heeft verschillende voordelen. Zo is vervuiling van het medium door het meetsysteem uitgesloten en kan het ook worden gebruikt in toepassingen met agressieve chemicaliën zonder het bad te vervuilen of de meettechnologie te beschadigen. De bewegingsloze meting zorgt er ook voor dat deze reproduceerbaar en inline kan worden uitgevoerd.
Bovendien maakt de APM technologie het mogelijk om ultrasone frequentie en geluidsdruk te detecteren, zelfs door ‘muren’ heen. Het kan daarom ook worden gebruikt in gesloten reinigings- en spoeltanks, die bijvoorbeeld nodig zijn bij drukveranderingsprocessen (vacuüm-vloedreinigingsprocessen zoals PPC – Pulsated Pressure Cleaning) en in kamerreinigingssystemen. Er zijn geschikte handkalibratoren beschikbaar voor een snelle en eenvoudige functiecontrole van de akoestische laser- en condensatormicrofoons die voor het APM-systeem op locatie worden gebruikt.
Stationair en incidenteel
Het meetsysteem is verkrijgbaar als stationaire oplossing en in een draagbare versie voor incidentele controles. In de stationaire versie wordt de microfoon bevestigd aan de automatische transportband. De ultrasoon uitgeruste reinigings- en spoeltanks worden dan na elkaar benaderd en de metingen worden contactloos uitgevoerd, zodat de resultaten vergelijkbaar zijn. De vastgestelde waarden voor ultrasone frequentie en vermogen worden overgebracht naar de software van de meetoplossing, geanalyseerd door algoritmen en vergeleken met de eerder gedefinieerde en opgeslagen doelwaarden en opgeslagen. Bij afwijkingen geeft het systeem een waarschuwing of foutmelding.
Gebruikers die het klassieke APM-systeem gebruiken voor laagfrequent ultrageluid, maar ook ultrageluid gebruiken met frequenties boven 132 kHz, bijvoorbeeld in spoelprocessen, kunnen de microfoon en evaluatie-eenheid eenvoudig verwisselen en zo zowel laagfrequent als hoogfrequent ultrageluid monitoren.
Voor metingen met de draagbare versie wordt de microfoon met behulp van een houder uitgelijnd op de betreffende ultrasoontank en registreert het trillingsspectrum in de tank. Bij analyse en evaluatie door de software worden de gemeten werkelijke waarden vergeleken met de doelparameters die zijn gedefinieerd als referentiewaarden voor het betreffende behandelingsstation. Alle metingen worden gedocumenteerd in PDF-rapporten voor naadloze verificatie.
Het bedrijf biedt ook mobiele controlemetingen aan als een fabrikantonafhankelijke service voor reinigingssystemen waarin ultrageluid is geïnstalleerd.
Ecoclean
Stand 322
