超聲波清洗機(jī)工作原理是什么
超聲波清洗機(jī)工作原理是什么
超聲波清洗機(jī)在日常生活中很多行業(yè)都可以看見(jiàn)，比如玉石清洗、鐘表清洗、鏡片清洗等等，超聲波清洗機(jī)都能將這些清洗的很干凈，但是很多人都不知道為什么。下面由小編為大家介紹超聲波清洗機(jī)的原理以及用途。現(xiàn)在，一起跟著小編來(lái)學(xué)習(xí)一下吧!
超聲波清洗機(jī)的原理以及用途
超聲波清洗機(jī)的原理
眾所周知，人們所聽(tīng)到的聲音是頻率20Hz~20000Hz的聲波信號(hào)，高于20000Hz的聲波稱為超聲波，聲波的傳遞依照正弦曲線縱向傳播，即一層強(qiáng)一層弱，依次傳遞，當(dāng)弱的聲波信號(hào)作用于液體中時(shí)，會(huì)對(duì)液體產(chǎn)生一定的負(fù)壓，使液體內(nèi)形成許許多多微小的氣泡，而當(dāng)強(qiáng)的聲波信號(hào)作用于液體時(shí)，則會(huì)對(duì)液體產(chǎn)生一定的正壓，因而，液體中形成的微小氣泡被壓碎。經(jīng)研究證明：超聲波作用于液體中時(shí)，液體中每個(gè)氣泡的破裂會(huì)產(chǎn)生能最極大的沖擊波，相當(dāng)于瞬間產(chǎn)生的高溫和高達(dá)上千個(gè)大氣壓，這種現(xiàn)象被稱之為“空化效應(yīng)”，超聲波淸洗正是應(yīng)用液體中氣泡破裂所產(chǎn)生的沖擊波來(lái)達(dá)到淸洗和沖刷工件內(nèi)外表面的作用。
超聲波可以分為三種，即次聲波、聲波、超聲波。次聲波的頻率為20Hz以下，聲波的頻率為20Hz~20kHz，超聲波的頻率則為20kHz以上。其中次聲波和超盧波一般人耳是聽(tīng)不到的。超盧波由于頻率高、波長(zhǎng)短，因而傳播的方向性好、穿透能力強(qiáng)。
超聲波淸洗機(jī)原理主要是將換能器，將功率超聲頻源的聲能，并且要轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)，通過(guò)淸洗槽壁使之將槽子中的淸洗液輻射到超聲波。由于受到輻射的超聲波，使之槽內(nèi)液體中的微氣泡能夠在聲波的作用下從而保持振動(dòng)。
當(dāng)聲壓或者聲強(qiáng)受到壓力到達(dá)一定程度時(shí)候，氣泡就會(huì)迅速膨脹，然后又突然閉合。在這段過(guò)程中，氣泡閉合的瞬間產(chǎn)生沖擊波，使氣泡周圍產(chǎn)生1012Pa~1013Pa的壓力，這種超聲波氣化所產(chǎn)生的巨大壓力能破壞不溶性污物而使它們分化于溶液中。
超聲波一方面破壞污物與淸洗件表面的吸附，另一方面能引起污物層的疲勞破壞而被剝離，氣體型氣泡的振動(dòng)對(duì)固體表面進(jìn)行擦洗，污層一旦有縫可鉆，氣泡立即“鉆入”振動(dòng)使污層脫落，由于空化作用，兩種液體在界面迅速分散而乳化，當(dāng)固體粒子被油污裹著而粘附在淸洗件表面時(shí)，油被乳化，固體粒子自行脫落，超聲在淸洗液中傳播時(shí)會(huì)產(chǎn)生正負(fù)交變的聲壓，形成射流，沖擊清洗件，同時(shí)由于非線性效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生聲流和微聲流，而超聲空化在固體和液體界面會(huì)產(chǎn)生高速的微射流，所有這些作用，能夠破壞污物，除去或削弱邊界污層，增加攪拌、擴(kuò)散作用，加速可溶性污物的溶解，強(qiáng)化化學(xué)淸洗劑的淸洗作用。
由此可見(jiàn)，凡是液體能浸到且聲場(chǎng)存在的地方都有淸洗作用，其特點(diǎn)適用于表面形狀非常復(fù)雜的零件的淸洗。尤其是采用這一技術(shù)后，可減少化學(xué)溶劑的用量，從而大大降低環(huán)境污染。
超聲波清洗機(jī)用途
1、家庭應(yīng)用：日常使用的物品如金銀珠寶、首飾、頭飾、胸針、眼鏡、表鏈、水筆、光碟、刮須刀、梳子、牙刷、假牙、茶具等還有奶瓶、奶嘴及水果如葡萄、搜桃、草莓。這些飾物、工具和水果在被清洗的同時(shí)還進(jìn)行了消毒殺菌，另外手部也可用超聲波進(jìn)行美容護(hù)膚，長(zhǎng)期使用可保持皮膚幼嫩潤(rùn)滑充滿彈性。利用超聲波清洗機(jī)還可以進(jìn)行調(diào)酒、香醇酒類、自動(dòng)攪拌雞蛋等。
2、眼鏡、光學(xué)儀器：一切光學(xué)鏡片，如各種眼鏡(包括隱形眼鏡)、放大鏡、望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡、相機(jī)、攝像機(jī)等之鏡頭零件等經(jīng)超聲波淸洗后，所有世間真情盡顯無(wú)遺。
3、玉石、飾物加工行業(yè)：在研磨拋光等加工過(guò)程中，大量粉塵污物會(huì)沾附在玉石、飾物上，而這些工件往往形狀復(fù)雜，縫隙乂多，傳統(tǒng)的清洗方法常常一籌莫展，而超聲波淸洗機(jī)則獨(dú)到奇效。
4、鐘表、楮密儀器：有了超聲波淸洗機(jī)，鐘表、精密儀器免除了逐一拆裝螺絲、齒輪、游絲發(fā)條、表鏈等的麻煩，只須把外殼卸下，整個(gè)放進(jìn)裝有相應(yīng)清洗劑(如汽油)的清洗槽內(nèi)，便可以取得事半功倍的淸洗效果。
5、銀行、辦公室、財(cái)務(wù)、工藝美術(shù)、廣告行業(yè)、辦公用品：如打印機(jī)、噴頭、針筆、鋼筆、畫(huà)筆、噴嘴、噴霧器經(jīng)常堵塞，印章也常常因印泥的沾附而模糊不淸，常用超聲波淸洗機(jī)可保流暢淸晰，如結(jié)合適量洗潔精或其他淸洗劑會(huì)有更好效果。
6、通信器材、電器維修：手機(jī)、對(duì)講機(jī)、隨身聽(tīng)等電器的精密線路板、零配件利用超聲波清洗機(jī)結(jié)合無(wú)水酒精淸洗，可得到極佳的無(wú)塵無(wú)污染完全徹底的清洗效果。
7、醫(yī)療單位、院校：各種醫(yī)療器械如手術(shù)器具、牙科的假牙、牙模、照視鏡、化驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)的燒杯試管等的清洗，各類藥劑試劑的混和、化合均可提高效率、提高淸潔凈度、加速化學(xué)反應(yīng)和縮短時(shí)間。
超聲波清洗機(jī)的優(yōu)點(diǎn)
相比其他多種的淸洗方式，超聲波淸洗機(jī)顯示出了巨大的優(yōu)越性。尤其在專業(yè)化、集團(tuán)化的生產(chǎn)企業(yè)中，已逐漸用超聲波淸洗機(jī)取代了傳統(tǒng)浸洗、刷洗、壓力沖洗、振動(dòng)淸洗和蒸汽淸洗等工藝方法。超聲波淸洗機(jī)的高效率和高清潔度，得益于其聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)產(chǎn)生的穿透性和空化沖擊波。所以很容易將帶有復(fù)雜外形、內(nèi)腔和細(xì)空的零部件淸洗干凈，對(duì)一般的除油、防銹、磷化等工藝過(guò)程，在超聲波作用下只需兩三分鐘即可完成，其速度比傳統(tǒng)方法可提高幾倍到幾十倍，淸沽度也能達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)，這在許多對(duì)產(chǎn)品表面質(zhì)量和生產(chǎn)率要求較高的場(chǎng)合，更突出地顯示了用其他處理方法難以達(dá)到或不可取代的結(jié)果。
歸納其優(yōu)點(diǎn)如下：
1、淸洗速度快，淸洗效果好，淸潔度高，工件淸沾度一致，對(duì)工件表面無(wú)損傷。
2、不須人手接觸淸洗液，安全可靠對(duì)深孔、細(xì)縫和工件隱蔽處亦清洗干凈。
3、節(jié)省溶劑、熱能、工作場(chǎng)地和人工等。
4、淸洗精度高，可以強(qiáng)有力的清洗微小的污潰顆粒。
超聲波清洗機(jī)使用注意事項(xiàng)
1、超聲波淸洗機(jī)電源及電熱器電源必須有良好接地裝置。
2、超聲波清洗機(jī)嚴(yán)禁無(wú)清洗液開(kāi)機(jī)，即清洗缸沒(méi)有加一定數(shù)量的淸洗液，不得合超聲波開(kāi)關(guān)。
3、有加熱設(shè)備的淸洗設(shè)備嚴(yán)禁無(wú)液時(shí)打開(kāi)加熱開(kāi)關(guān)。
4、禁止用重物(鐵件)撞擊淸洗缸缸底，以免能童轉(zhuǎn)換器晶片受損。
5、超聲波發(fā)生器電源應(yīng)單獨(dú)使用一路220V/50Hz電源并配裝2000W以上穩(wěn)壓器。
6、淸洗缸缸底要定期沖洗，不得有過(guò)多的雜物或污垢。
7、每次換新液時(shí)，待超聲波起動(dòng)后，方可洗件。
超聲波清洗的工作原理
什么是超聲波
聲波可以分為三種，即次聲波、聲波、超聲波。次聲波的頻率為20Hz以下;聲波的頻率為20Hz~20kHz;超聲波的頻率則為20kHz以上。
其中的次聲波和超聲波一般人耳是聽(tīng)不到的。超聲波由于頻率高、波長(zhǎng)短，因而傳播的方向性好、穿透能力強(qiáng)，這也就是為什么設(shè)計(jì)制作超聲波清洗機(jī)的原因。
超聲波清洗原理
超聲波清洗的應(yīng)用原理是由超聲波發(fā)生器發(fā)出的高頻振蕩信號(hào)，通過(guò)換能器轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振蕩而傳播到介質(zhì)，清洗溶劑中超聲波在清洗液中疏密相間的向前輻射，使液體流動(dòng)而產(chǎn)生數(shù)以萬(wàn)計(jì)的微小氣泡。
存在于液體中的微小氣泡(空化核)在聲場(chǎng)的作用下振動(dòng)，當(dāng)聲壓達(dá)到一定值時(shí)，氣泡迅速增長(zhǎng)，然后突然閉合，在氣泡閉合時(shí)產(chǎn)生沖擊波，在其周圍產(chǎn)生上千個(gè)大氣壓力，數(shù)百度的高溫，利用閉合時(shí)的爆炸沖擊波破壞不溶性污物而使它們分散于清洗液中。
當(dāng)團(tuán)體粒子被油污裹著而粘附在清洗件表面時(shí)，油被乳化，固體粒子即脫離，從而達(dá)到清洗件表面凈化的目的。由于超聲波固有的穿透力，所以可以清洗各種表面復(fù)雜，形狀特異的物件，對(duì)小孔和縫隙都有很好的清洗效果，對(duì)不吸音或吸音系數(shù)小的物體清洗效果最佳。
超聲波如何完成清洗工作
超聲波清洗是利用超聲波在液體中的空化作用、加速度作用及直進(jìn)流作用對(duì)液體和污物直接、間接的作用，使污物層被分散、乳化、剝離而達(dá)到清洗目的。目前所用的超聲波清洗機(jī)中，空化作用和直進(jìn)流作用應(yīng)用得更多。
(1)空化作用：空化作用就是超聲波以每秒兩萬(wàn)次以上的壓縮力和減壓力交互性的高頻變換方式向液體進(jìn)行透射。在減壓力作用時(shí)，液體中產(chǎn)生真空核群泡的現(xiàn)象，在壓縮力作用時(shí)，真空核群泡受壓力壓碎時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊力，由此剝離被清洗物表面的污垢，從而達(dá)到精密洗凈目的。
(2)直進(jìn)流作用：超聲波在液體中沿聲的傳播方向產(chǎn)生流動(dòng)的現(xiàn)象稱為直進(jìn)流。聲波強(qiáng)度在0.5W/cm2時(shí)，肉眼能看到直進(jìn)流，垂直于振動(dòng)面產(chǎn)生流動(dòng)，流速約為10cm/s。通過(guò)此直進(jìn)流使被清洗物表面的微油污垢被攪拌，污垢表面的清洗液也產(chǎn)生對(duì)流，溶解污物的溶解液與新液混合，使溶解速度加快，對(duì)污物的搬運(yùn)起著很大的作用。
(3)加速度：液體粒子推動(dòng)產(chǎn)生的加速度。對(duì)于頻率較高的超聲波清洗機(jī)，空化作用就很不顯著了，這時(shí)的清洗主要靠液體粒子超聲作用下的加速度撞擊粒子對(duì)污物進(jìn)行超精密清洗。
超聲波清洗機(jī)的工作過(guò)程
超聲波換能器將高頻振蕩電訊號(hào)轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振蕩，以縱波的形式在清洗液中輻射。在輻射波擴(kuò)張的半波期間，清洗液的致密性破壞并形成無(wú)數(shù)直徑為50-500μm的氣泡。這種氣泡中充滿著溶液蒸汽。
在壓縮的半波期間，氣泡訊速閉合，會(huì)產(chǎn)生上百M(fèi)pa的局部液壓撞擊。這種現(xiàn)象稱為“空化”效應(yīng)。在“空化”效應(yīng)的連續(xù)作用下，工件表面或隱蔽處的污垢被爆裂、剝落。
同時(shí)，在超聲的作用下，清洗液的滲透作用加強(qiáng);脈動(dòng)攪拌加劇;溶解、分散和乳化加速;從而將工件徹底清洗干凈。
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