Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Ultraschallreiniger alternative Idee


von Bernd M. (bernte_one)


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Hallo,

bin für einen Bekannten dabei einen Ultrschallreiniger zu reparieren/ 
nachzubauen.

Dabei stellte ich mir die Frage ob man so etwas nicht anders realisieren 
kann.

Meine Idee setzt sich dabei aus folgenden Komponenten zusammen:
Wanne für das Reinigungsbad- Cateringbehälter Edelstahl
Schallerzeuger- ca vier Piezo Hochtöner aus dem Car Hifi Bereich für bis 
zu 40Khz
Audio Vertärker/ Endstufe zum Treiben der Hochtöner
Singanlquelle- Handy App (Tongenarator)

Was meint Ihr? Sollte man diesen Weg mal beschreiten, oder gibt es da 
Sachen die noch zu bedenken sind?

mfg

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Danke. Ich habe gerade herzlich ne Runde gelacht. Köstlich.

von Andrew T. (marsufant)


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bernd m. schrieb:
> Dabei stellte ich mir die Frage ob man so etwas nicht anders realisieren
> kann.
>
> Meine Idee setzt sich dabei aus folgenden Komponenten zusammen:
> Wanne für das Reinigungsbad- Cateringbehälter Edelstahl
> Schallerzeuger- ca vier Piezo Hochtöner aus dem Car Hifi Bereich für bis
> zu 40Khz
> Audio Vertärker/ Endstufe zum Treiben der Hochtöner
> Singanlquelle- Handy App (Tongenarator)
>
> Was meint Ihr? Sollte man diesen Weg mal beschreiten, oder gibt es da
> Sachen die noch zu bedenken sind?
>

Verstärker: Nimm  ebay, car-Hifi, 2000W PMPO
Handy-App: Ist uncool, weil man dann die Kamera vom Smartphone nicht 
usen kann. Besser nen quarz nehmen.


scnr.

> Danke. Ich habe gerade herzlich ne Runde gelacht. Köstlich.

Yepp, aber ausbaufähig .-))

von bernd m. (Gast)


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gut, zugegeben es gibt da bestimmt physikalische zusammnhänge mit denen 
ich mich nicht beschäftigt hab oder wofür die komponenten nicht optimal 
geeignet sind
aber im grunde gehts doch nur darum schwingungen mit über 30khz in ein 
trägermedium zu übertragen in welchem sich durch hyperkavitation an der 
oberfläche der zu reinigenden objekts ein abrasive wirkung ergibt ?


wieso immer lachen anstatt einen konstruktiven vorschlag zu machen?

von Bürovorsteher (Gast)


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> Handy App (Tongenarator)

Früher (TM) haben wir alles mit Windows gemacht, heute sind wohl Händy 
Apps der letzte Schrei.

von Stefan M. (derwisch)


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Ein Ultraschall Reinigungsbad arbeitet etwas anders.
Das wird so nicht funktionieren.
40kHz sind viel zu niedrig.
Die Reiniger arbeiten mit Frequenzen, die bis in den MHz Bereich 
reichen.
Je kurzwelliger ( höher ) die Frequenz ist, desto mehr Energie steckt 
darin.
Und die Energie ist es, die man zum reinigen braucht.
Ausserdem musst du ja die Stahlwanne zum mitschwingen anregen.
Das geht mit akustischen Hochtönern nicht.
Da brauchst du sog. Körperschallwandler ( mit viiiiieeel Leistung ).

von bernte (Gast)


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wie gehts dann?

mein plan soweit war die piezos direkt mit epoxi auf die wanne 
aufzukleben
(piezos wandler aus dem lautsprechkörper enfernen)
die schwingung soll ja nich erst durch die luft wand um don vom metall 
reflektiert zu werden
herkömmliche reinigungsbäder für den heimgebruach arbeiten doch im 
bereich von 35-40khz   es soll kein spezialgerät werden

wie kann man sowas umsetzten?
als signalquelle würde ich schon gern irgendwas sofwaremäßiges nutzen
entweder app oder pc software wie goldwave oder nch tone generator
mit den anwendungen wären dann auch modulatioen oder verschieden 
signalformen möglich

das haupproblem wäre wohl eher welche schallwandler benutzt man 
stattdessen
und wie pumpt man da genug saft rein

meine vorstellung ist eigentlich die vorhandenen/ bzw leicht 
beschaffbaren komponenten bestmöglich mit minimalen aufwand zu nutzen

bin für weitere ratschläge sehr dankbar

wenn irgendwas nicht geht dann schreibt bitte nicht einfach  - geht so 
nicht-  sondern auch warum und evtl alternativen aufzeigen
interessant ist es allemal

und wenn am ende nur 2kg e-schrott fabriziert werden so hat mir das 
trotzdem über die graue winterzeit geholfen

gruß

von DokArkan (Gast)


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Welche Bauteile verwenden eigendlich diese Ultraschallreinnigger wie sie 
beim Optiker gibt oder für LP verwendet werden?

von Old P. (Gast)


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Hallo,

HandyApp ist Mist. Ein einfacher Generator ist schnell gestrickt.
 Cateringwanne ist mind. 4 Nummern zu groß  für diese billigen Piezos 
aus dem Blödmarktbereich.
NF-PA wäre machbar, aber nur gute.
40kHz ist durchaus im Bereich der kommerziellen US-Reiniger. MHz möchte 
ich mal sehen (da brüll ich ne Runde in den Saal) ;-) Das wäre per 
Devinition schon kein US mehr.....

Wenns nur zum Brille putzen reichen soll, da geht wohl ein Eigenbau 
durchaus. Aber in eine Cateringwanne passen davon hunderte ;-)

Old-Papa

von Dominik S. (dasd)


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Vorab:

Finde das Thema ganz interessant, würde mich dem Bauversuch eines 
solchen Gerätes vielleicht auch anschließen - einfach aus Spaß, wie 
bernte sagte...

>> und wenn am ende nur 2kg e-schrott fabriziert werden so hat mir das
>> trotzdem über die graue winterzeit geholfen

Wenn's denn doch klappt: So ein Teil zu haben kann ja nie schaden, 
kaufen würde ich es mir aber auch nicht :D Von dem her...

>> wieso immer lachen anstatt einen konstruktiven vorschlag zu machen?

Seh ich ähnlich...
Wenn das was bis jetzt gesagt wurde so großer Quatsch ist kann ja sicher 
mal einer von den ganz Schlauen erläutern wie das bei einen gekauftem 
(Consumer!)-Gerät funktioniert.

Zum Thema:

Old Papa schrieb:
> Cateringwanne ist mind. 4 Nummern zu groß

Weiß nicht an welche Art von Wanne du denkst aber die ganz normalen 
Gastro-Norm-Behälter (GN) gibt es doch schon ab 1,x Liter Volumen.

Piezo-Schallwandler mit relativ viel Leistung gibt es recht günstig im 
PA-Bereich. Car-HiFi stell ich mir hier etwas zu spielzeug-mäßig vor.


Old Papa schrieb:
> 40kHz ist durchaus im Bereich der kommerziellen US-Reiniger.

Stefan M. schrieb:
> 40kHz sind viel zu niedrig.
> Die Reiniger arbeiten mit Frequenzen, die bis in den MHz Bereich
> reichen.

Ihr habt wohl beide irgendwie recht. Zumindest laut Wikipedia.

>> Verwendet werden üblicherweise Frequenzen von 20 kHz bis 2 MHz.

Des weitern steht dort:

" Niedrige Frequenzen um 20 kHz erzeugen Bläschen größeren Durchmessers 
mit kräftigen Druckstößen, demgegenüber sind höhere Frequenzen um 35 kHz 
besser zur intensiven und schonenden Reinigung von Oberflächen geeignet. 
Die aktuell übliche Frequenz beträgt für Partikel mit einem Durchmesser 
größer als 1 µm etwa 200 kHz („US“). Der Frequenzbereich oberhalb 400 
kHz bis 1–2 MHz wird in der Fachliteratur auch als Megaschall („MS“) 
bezeichnet. Hier werden Partikel mit einem Durchmesser kleiner als 1 µm 
optimal abgelöst. "

Sowie:

" Ein guter Einstiegswert für die Schallleistung sind etwa 10 W pro 
Liter Reinigungsflüssigkeit "

Sind denke ich erste Anhaltspunkte und sprechen dafür, dass es wohl 
nicht unmöglich ist im niedrigeren FQ-Bereich.

Am ehesten fraglich finde ich persönlich auch die Ankopplung an das 
Gefäß / die Wanne.

PS:

Old Papa schrieb:
> MHz möchte
> ich mal sehen (da brüll ich ne Runde in den Saal) ;-) Das wäre per
> Devinition schon kein US mehr.....

Warum soll das kein Ultraschall mehr sein? US heißt nur dass die 
Frequenz über unserem Hörbereich liegt - eine Obergrenze ist das meines 
Wissen nicht defiert :)

von Harry U. (harryup)


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hi,
die US Wandler für Reinigungsanwendungen liegen von 18 - 40 KHz. Für's 
Grobe die niedrigen Frequenzen, für' Feine die höheren. Es gibt auch 
Industriegeräte, die mit beiden Wandlern ausgestattet sind.
Gut, du brauchst als erstes diese Wandler, liegen zwischen 15 - 30,-, 50 
- 100 Watt Leistung. Epoxid-Harz als Kleber geht schief, weiss der 
Kuckuck womit die Hersteller das kleben, aber die Harzverbindung löst 
sich nach kurzer Zeit in Wohlgefallen auf, ebenso Polyesterharz, 
PU-Harze schon garnicht, zu weich.
Ein vernünftiges Reinigungsergebniss bekommt man schon ab 50 Watt hin, 
man benötigt aber einen Generator, dessen Frequenz immer der 
Resonanzfrequenz des Wandlers entspricht, das macht die Sache ein wenig 
prickelnd. Diese ändert sich - nicht großartig, aber bei einem 100 Watt 
Wandler wird's schnell schon deutlich heiss, wenn die Freq. nur wenig 
daneben liegt. Die Änderung hängt ab von der Wanne, der Reinigungsbrühe, 
dem zu reinigenden Objekt, der Temperatur etc.
Fehlanpassungen führen zu einem Defekt des Wandlers (die Piezos 
zersplittern) und im übleren Fall zum Defekt des Generators.
Last not least, die Arbeitsspannung für die Wandler beträgt zwischen 400 
und 1300 V, je nach Ausführung.
Grüssens, harry

P.S. In der Diagnostik wird mit Ultraschall bis über 2 MHz gearbeitet.

von Uwe (Gast)


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Man könnte versuchen den Piezo als Resonator zu verwenden (also als 
Frequenzbestimmendes Bauteil wie bei einem Quarzresonator), wird bei 
einem Quarzoszillator ja auch so gemacht. Dann arbeitet der Wandler 
immer im Optimalen Bereich. Wenn man dann seine Resonanzfrequenz 
verstimmt (durch was auch immer), arbeittet er halt mit dieser Frequenz 
weiter.

von nicht "Gast" (Gast)


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> P.S. In der Diagnostik wird mit Ultraschall bis über 2 MHz gearbeitet.

Nun, und Ultraschallmikroskope verwenden durchaus auch GHz:
http://www.mbelectronique.fr/sam_overview.pdf

von bernte (Gast)


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Gedacht ist ein Reiniger in dem man gelgentlich Bodenfunde von Korrosion 
und Restverschmutzung befreien kann. Ein 5L Becken wäre für die 
Leitungsplanung schon mal nicht verkehrt. Hätte da die Original Platine 
des defekten US Reinigers bereits mit Sprintlayout geroutet da das Gerät 
ja neu aufgebaut werden soll.

Sind nur leider nicht alle Bauteile auf meinen Layout bezeichnet aber 
die Funktionsweise sollte sich davon ableiten lassen.
Kernstück sind wohl zwei 2sc3320 im To-3 Gehäuse und je ein (ich denke) 
Tonfrequenzübertrager Trafo, allein von den Leistungs Eckwerten schätze 
ich mal das so knapp um die 1000V im Spiel sind. Hab leider nur einen 
flüchtigen Blick auf die Trafos geworfen von der Platine hab ich auch 
ein Foto.

Rein aus dem Bauch heraus vermute ich aber dass man das auch irgendiwe 
anders gestallten kann.

Mit der Gießmansse stimmt schon, natürlich würde wegbröseln. zum testen 
reich es allemale danach gehts eben ans optimieren.

von Frank (Gast)


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Bodenfunde? Also "Grobzeug". Warum muss es dann Ultraschall sein? Ich 
würde mal einen Versuch mit sowas hier machen ... man kann ja mal 
testen, wie hoch die kommen. Ordentlich Leistung haben sie in jedem 
Fall:

http://www.amazon.de/Bodyshaker-Bass-Vibrator-Heimkino-Shaker/dp/B0043RKAUQ/ref=sr_1_3?s=ce-de&ie=UTF8&qid=1384879040&sr=1-3&keywords=bodyshaker

von bernte (Gast)


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beim bodyshaker passt der frequenzbereich leider nicht

von Bernd M. (bernte_one)


Angehängte Dateien:

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so da mal ein bild der original platine evtl. kann jemand daraus die 
funktion ableiten

wie schon gesagt die werte fehlen noch

von Bernd M. (bernte_one)


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so hier noch weitere fotos

von als Gast (Gast)


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Ich habe mir mal ein PI Metalldetector gebaut, daher sagt mir der Name 
Bernte one etwas(aus einem anderen Forum). Wen dem so ist, denke ich du 
willst damit alte ausgebuddelte Sachen reinigen. Ich habe hier zwei 
US-Bäder, eines ist Baumarktqualität, das andere Laborzubehöhr. Beiden 
Geräten würde ich diese Arbeit nicht zutrauen, eine Bürste oder auch 
Drahrbürste ist dafür wohl eher das Mittel der wahl.

von Frank (Gast)


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bernte schrieb:
> beim bodyshaker passt der frequenzbereich leider nicht

Bingo, der Kandidat erhält 100 Punkte. Was ist an der Frage "Muss es 
Ultraschll sein?" nicht verständlich?

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Nette Fotos. Diese US-Wandler bekommt man fertig auf alibaba. Der Rest 
ist einfach z.B. ein MOSFET-Treiber in riesengroß. Die Anpassung kann 
man über eine serielle Spule zum Wandler hin machen.

Interessant wäre der Kleber. Hm. Fernost. Könnte sowas wie eine Art 
'Schelllack' sein. Eigentlich muß man die Schichtdicke und akustische 
Impedanz genau hinkriegen.

von Bernd M. (bernte_one)


Angehängte Dateien:

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hallo
hab heut mal die platine bekommen
die meisten bauteile sind indentifiziert

das einzige was vom aufdruck abweicht
sind die dicken blauen caps laut bestückungsaufdruck 1uF 400V
verbaut sind aber tatsächlich 275V X2 MKP8 1uF
und die wurde wohl schon mal getauscht (sieht man auch)

aufgrund eines postings der letzten tage bezüglich einer kaffemaschine
wo die caps etwas unterdimensioniert waren würde ich da wohl mal als 
erstes ran

gruß

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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bernd m. schrieb:
> das einzige was vom aufdruck abweicht
> sind die dicken blauen caps laut bestückungsaufdruck 1uF 400V
> verbaut sind aber tatsächlich 275V X2 MKP8 1uF

Bei normalen Kondensatoren wird die zulässige Gleichspannung angegeben, 
bei X2 die Wechselspannung. Die Werte stimmen also einigermaßen überein.

von bernte (Gast)


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morgen herr schweigstill

danke für diesen konstruktiven beitrag, eine besonderheit bei den x2 
typen die man auch erstmal wissen muss, dann sieht die problembewertung 
schon wieder etwas anders aus

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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bernte schrieb:
> danke für diesen konstruktiven beitrag, eine besonderheit bei den x2
> typen die man auch erstmal wissen muss, dann sieht die problembewertung
> schon wieder etwas anders aus

Naja, das kann man recht leicht erkennen, z.B. auf den obigen Fotos. Auf 
dem Kondensator steht nämlich nicht:

> 275V X2 MKP8 1uF

Sondern:

275V~X2 MKP8 1uF

Die Tilde wird bei dem Aufdruck als Wechselspannungssymbol verwendet.

von Andrew T. (marsufant)


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BTW: Ist übrigens die gleiche Schaltung und Platine wie im 
US-Reinigungsgerät Bandelin RK100 und RK102.

: Bearbeitet durch User
von Bernd M. (bernte_one)


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hallo

gut zu wissen da die schaltung auch bei einem namhaften hersteller 
verwendung findet

hab die kondensatoren gemessen

die x2 (blau)sind i.o
bewegen sich im bereich von 950nf und 1050nf (innerhalb der toleranz)

die gelben 6,8nf scheine auch i.o.
je zwei parallel gemessen im bereich von 13,5-14nf
einzeln gemessen 6,8-7nf

außer bei den dioden scheint was komisch
wenn ich in durchlassrichtung mit dem dioden test messe zeigt der mir 
werte von 530 bis 570 an
außer bei zwei dioden wen ich da in durchlassrichtung messe piept das 
multimeter
möglich das die nicht mehr richtig zumachen?

gruß

von Michael M. (do7tla)


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Wie kann man die US Leistung erhöhen ?
Die Handelsüblichen US Reiniger haben eine bescheidene 
Reinigungsleistung.

von bernte (Gast)


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hallöchen

wenn ich mich jetzt an die reparatur ran mache wäre es dann sinnvoll 
einige teile gleich komplett gegen andere besser geeignete komponenten 
zu tauschen?

oder meint ihr das system ist an sich grundsolide und sollte bei der 
nötigsten aufarbeitung noch lange seinen dienst verrichten?

bis auf die zwei dioden konnte ich bisher keine auffälligkeiten 
feststellen


eine frage nebenher noch:
ist es normal dass beim durchmesen von transformatoren grade mal ein 
widerstand angezeigt wird der dem meiner messleitung entspricht aber 
dennoch vernünftige induktivitätswerte

kein plan wie diese trafos hier verschaltet sind  ????

gruß

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Interner Kurzschluß, Wicklungen antiseriell gemessen? Ansonsten normal 
wenn der Trafo etwas kräftigere Ströme liefern soll. Du brauchst schon 
ein Induktivitätsmeßgerät oder ne entsprechende Trickschaltung.

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