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关于超声波设备清洗测试

时间:2017-10-14    点击: 次    来源:网络    作者:佚名 - 小 + 大

 一、工作原理:将胶片浸泡在无毒的HFE氢氟醚清洁液中,利用超声波发生器上的电能转化为机械能的换能器,根据冷沸状气蚀效应,将机械振荡以超过声音的振动频率传入到清洗介质中。超声波疏密相间的向前辐射,使液体流动,并产生无数微小气泡,这些气泡是在超声波纵向传播的负压中形成长大,而在正压区迅速闭合。这种微小气泡的形成、生长、而后闭合形成超过1000个大气压的瞬时高压和高温,像一连串小爆炸不断震荡清洁胶片表面污物,使附着物迅速脱落,从而达到彻底清洁的目的。
  机器最快清洁速度可以达到每分钟200-240英尺,和传统胶片清洁机相比速度提高25.内置的药液回收循环系统使药液回收率达到95以上,同时采用先进的独立冷却循环系统,保证整个系统的稳定运行和低噪音率。
  二、清洁液:与国内现有胶片清洁机全部使用酒精或四氯乙烯相比,此次引进的CF9200型清洁机使用3M公司生产的HFE8200作为清洁介质。
  HFE82003M公司针对替代臭氧层破坏和温室效应所开发出的氢氟醚类产品,其生产环境通过了ISO14000认证。该溶液具有低溶解性(KB=10)的特点,对醋酸纤维基和聚酯基胶片都具有良好的兼容性,有效地避免清洗过程中对胶片的损伤。
  同时其较小的粘度(0158cP,四氟乙烯0184cP)和低表面使溶液能够进入更微小缝隙中。在超声的机械振动作用下,更易于减弱附着物与胶片表面的结合力,提高清洗效率。在安全性方面相对于四氯乙烯的可燃、有毒并具刺激性气味的缺点,HFE8200具有无色、无味、透明、不可燃、化学稳定性高等特点。其标识溶液安全性的参数―――时间加权允许接触浓度约是四氯乙烯的8倍。作为清洁药液具有对人体的充分保护性,因此其工作环境无需安装排风设备和操作隔离系统。在注重功能和安全性的同时,该溶液尤其注重环保性。其臭氧层破坏系数(ODP)为0,而四氟乙烯为01006.全球变暖因子(GWP)也远低于以往同类氟化溶液。HFE8200的沸点为76摄氏度,较四氯乙烯(121摄氏度)等清洁剂偏低。因其具有易挥发性,在使用过程中需通过有效途径控制液体损失。
  目前此清洗液造价成本相对较高,但随着药液应用范围的不断扩展,相信其成本将会逐渐降低。
  为最大程度地提高药液的使用率,CF9200型清洁机在设计和操作指导上都以节省药液消耗为基础,降低用户的运行成本。
  三、测试过程及结论:
  中国电影器材公司于2010127日在北京电影录像洗印技术厂进行了首次理想环境下的药液消耗及清洁质量测试,以下是现场测试过程和结果:CF9200自带制冷设备,使用11的乙二醇和水混合作为冷却剂对工作状态下的HFE药液进行温度控制,使其挥发程度达到最低,温度设定为30-35华氏度,且在设备使用过程中持续工作。由于温度的高低会直接影响到HFE的挥发,因此进行底片清洁的房间最好具备能够控制温度的设施。此次进行测试的地点为北京电影录像洗印技术厂,房间内温度设定为23摄氏度。已经注入HFE至标准位置的CF9200型底片超声波清洁机,同时配备另外一桶完整的3MHFE8200氢氟醚清洁液作为消耗测试用。HFE8200药液规格为一桶60磅(2712公斤/5US加仑).药液桶放置在电子天枰上,天枰最小计量单位为0105磅。为避免开关机操作造成设备晃动而导致药液填充系统补充药液不均匀,整个测试工作由RTI公司工程师完成,现场仅留两名操作人员协助,并不得直接接触设备。使用准确测量的2000尺底片进行清洁测试,为控制设备舱门开启时间内的药液挥发,挂片时间不得超过一分钟。为避免测试开始的设备本身药液无法测量问题,在正式测试开始前,使用测试胶片进行两轮清洁,不计入测试结果,同时观察电子天枰计数,并记录下两次清洁后的准备数据:56180磅。
  1、测试过程:测试工作开始,等待冷却装置制冷,至清洁槽内药液温度显示至32华氏度。开始进行机器设定,其中空气压力表读数显示716PSI,风刀烘干气体温度显示为175华氏度。药槽内的药液压力为0,温度为92华氏度,设定清洁速度为RTI推荐最佳速度150英尺/分钟。设备开始运转后,2000英尺胶片进行一次清洁的时间约为1320秒,等待片架提升、药液蒸汽回收及提升片架重新挂片时间约为140秒,清洁一次共计约15分钟,测试共计清洁10次,用时2小时30分。
  2、测试结果:标准2000英尺胶片共清洁10次,共消耗HFE药液约117磅,根据平均测试数据计算,每次在理想状态下清洁底片2000英尺,应消耗HFE药液约为0117磅。
  3、结论:以上测试结果是在外部环境完全理想,设备崭新以及操作合理的情况下进行了最佳状
  态测试,HFE的消耗测试结果超过设备生产商的推荐数值。但测试过程仍有很多可导致药液消耗上升的因素需要考虑在内:
  (1CF9200为新安装设备,整体工作时间约10小时,此次测试开机工作时间为3小时,因此需要考虑机器在实际使用情况下设备升温导致的药液挥发速度增大问题约为2.
  (2)测试季节为冬季,室内低温度控制较容易,考虑到实际使用过程中的季节更替,应增加药液挥发速度2-3.
  (3CF9200具有非常严密的药液回收系统,回收效率能够达到97-98.但同时,设备生产商建议每工作200小时进行一次排干药液的回收槽清洁处理。在排干清洁槽的过程中会造成近10-20的药液挥发消耗,如按照15分钟清洁2000英尺胶片的速度计算,药液消耗量应增加2-314)随着设备的老化,清洁槽内的密封程度会降低,平均可导致2-3的清洁液消耗需要更换如密封圈等部件。
  综合以上因素,考虑可将此次测试结果增加10-12的耗损量作为实际工作过程中的药液消耗参考数值,最终可得出近似于实际工作环境的药液耗损如下:1HFE清洁液大约可清洁底片10267英尺,约合3130米。
  1加仑HFE清洁液大约可清洁底片123200英尺,约合37560米。
  160磅(5加仑)的HFE清洁液可清洁底片约616000英尺,约合187804米。
  由于HFE清洁液具有无需进行废弃处理,可在开放环境进行操作,人体接触或摄食都不会产生伤害等特点,出于对于操作人员健康情况和环境保护的因素考虑,这种新型的底片清洁方式必将成为未来的主要胶片素材处理方案。由于此次测试过程中对运行环境和操作要求较高,数据估算过程无法完全模拟实际工作状态,并没有达到十分精确的地步,因此本文得出结论仅供参考,不能作为精确数据使用。目前国内市场的HFE成本较高,实际上,当综合考虑使用HFE8200溶液所避免的排放处理、监控和定期向监管部门上报等成本开支,HFE8200溶液的使用费用可能基本相当或低于使用其他清洗溶液的单位成本。此次测试结果可为即将使用此种清洁方式或对新型清洁材料感兴趣的同行提供数据参考。

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