超聲波清洗機(jī)原理(工作原理和應(yīng)用原理)

   本文關(guān)鍵詞信息提示：超聲波清洗機(jī)清洗特點(diǎn)，清洗設(shè)備(ultrasonic cleaner) 工作原理，超聲波清洗機(jī)原理，空化效應(yīng)，超聲波設(shè)備結(jié)構(gòu)組成，超聲清洗設(shè)備應(yīng)用范圍，響清超聲清洗效果的主要因素。
  超聲波清洗機(jī)(ultrasonic cleaner) 作為清洗行業(yè)的*，逐漸成為一種主流的清洗方式之一，應(yīng)用范圍非常廣泛，主要應(yīng)用于機(jī)械、電子、光學(xué)、醫(yī)藥、電鍍、涂裝及真空鍍膜前處理等行業(yè)。尤其在一些特殊行業(yè)超聲波清洗已經(jīng)成為一種不可替代的清洗方式。特別適用于表面形狀復(fù)雜的零件，如對(duì)精密工件上的狹縫、凹槽、深孔、肓孔的清洗，同時(shí)能夠清洗掉零件表面油污、銹蝕及氧化皮。特別對(duì)制藥行業(yè)各種玻璃制器及內(nèi)外科器械的清洗效果zui為理想，不僅能達(dá)到清洗的目的，還能對(duì)玻璃器皿內(nèi)外壁附著的各種微生物、病菌起到粉碎作用，達(dá)到清洗消毒滅菌的作用。

   為什么超聲波清洗逐漸成為一種主流清洗方式呢，這是由其自身*的清洗特點(diǎn)決定的，超聲波清洗的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：科強(qiáng)KQ系列超聲波清洗設(shè)備具有清洗潔凈度高、清洗速度快、節(jié)能環(huán)保、節(jié)省人力勞動(dòng)成本、應(yīng)用行業(yè)和應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)。特別是對(duì)盲孔和各種幾何狀物體，*其他清洗手段所無(wú)法達(dá)到的洗凈效果。超聲波清洗機(jī)清洗特點(diǎn)是由其清洗原理本身決定的，超聲波清洗原理包括機(jī)器工作原理和其清洗過(guò)程中應(yīng)用的原理（主要是物理作用過(guò)程，包括空化效應(yīng)等）。

    清洗是指清除工件表面上液體和固體的污染物，使工件達(dá)到一定的潔凈程度，清洗過(guò)程是清洗介質(zhì)、污染物、工件表面三者這間的相互作用，是一種復(fù)雜的物理，化學(xué)作用的過(guò)程。清洗不僅與污染物的性質(zhì)，種類，形態(tài)以及粘附的程度有關(guān)，與清洗介質(zhì)的理化性質(zhì)，清洗功能、工件的材質(zhì)、表面狀態(tài)有關(guān)，還與清洗的條件如溫度、壓力以及附加的超聲振動(dòng)，機(jī)械外力等因素有關(guān)。因此選擇科學(xué)合理的清洗工藝，必須進(jìn)行工藝分析。下面本文就科強(qiáng)KQ系列超聲波清洗機(jī)設(shè)備工作原理和超聲波清洗應(yīng)用原理分別加以說(shuō)明：

   超聲波清洗機(jī)設(shè)備工作原理：科強(qiáng)KQ系列超聲波清洗設(shè)備主要包括3個(gè)部分,即超聲波發(fā)生器、超聲波清洗水槽和粘在水槽底部的超聲波換能器。其具體工作過(guò)程如下：

1 、電源電路由開(kāi)關(guān)等動(dòng)力元件組成，將動(dòng)力電分配到整流電路和控制信號(hào)電路。

2、整流電路采用進(jìn)口優(yōu)質(zhì)整流橋，將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姟?/p>

3、控制信號(hào)電路由集成電路產(chǎn)生高頻控制信號(hào)。

4、高頻振蕩由進(jìn)口大功率模塊和功放電路組成，在振蕩回路中產(chǎn)生高頻振蕩交變電流。

5、匹配部分由電感和輸出變壓器組成，用于抵消超聲波換能器中的電抗分量，使其工作在*頻率。

6、超聲波換能器由進(jìn)口特種粘合劑粘接在不銹鋼殼體上，將超聲頻電能轉(zhuǎn)換為超聲頻機(jī)械能。

   以上簡(jiǎn)單說(shuō)明了超聲波清洗機(jī)工作原理，下面本文就說(shuō)一下超聲波清洗過(guò)程中應(yīng)用到的原理。人們一般意義上說(shuō)的超聲波清洗機(jī)原理常指這個(gè)原理：一般理論認(rèn)為,超聲波清洗通過(guò)超聲空化效應(yīng)實(shí)現(xiàn)，其中還伴隨著一些其它效應(yīng)如加速度效應(yīng)，直流進(jìn)水效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)等。

   超聲波發(fā)生器提供給超聲波換能器一定頻率的電磁振蕩能量,換能器在超聲波發(fā)生器的激勵(lì)下發(fā)生共振,將電磁振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為換能器的超聲振動(dòng),進(jìn)而推動(dòng)與其機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)相連接的水介質(zhì)振動(dòng),向水中輻射超聲波.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1012-1013pa的壓力及局調(diào)溫，這種超聲波空化所產(chǎn)生的巨大壓力能破壞不溶性污物而使他們分化于溶液中?？栈瘜?duì)污垢的直接反復(fù)沖擊，一方面破壞污物與清洗件表面的吸附，另一方面能引起污物層的疲勞破壞而被駁離，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清洗件表面時(shí)，油被乳化、固體粒子自行脫落，超聲在清洗液中傳播時(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)清洗劑的清洗作用。

   超聲波清洗主要作用原理是物理作用原理，即前面所說(shuō)的空化作用，另外清洗過(guò)程中還有一些見(jiàn)解效應(yīng)如直流進(jìn)水和加速度效應(yīng)，下面本文就對(duì)這兩個(gè)效應(yīng)作簡(jiǎn)單說(shuō)明：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。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。

    超聲波清洗作用過(guò)程中有幾個(gè)影響清洗效果的主要因素，包括超聲波功率密度:功率密度根據(jù)不同清洗工藝不同，并非越大或越小越好，詳細(xì)情況可致電濟(jì)寧科強(qiáng)超聲；超聲波頻率:頻率越低,空化越好,頻率越高,折反射效果越好。對(duì)于簡(jiǎn)單表面宜采用低頻，對(duì)于復(fù)雜表面及深孔盲孔宜采用高頻。 (20KHz/28KHz/40KHz/80KHz/0.8MHz) 一般實(shí)驗(yàn)室常用40KHz，工業(yè)上多用20KHz/28KHz；清洗溫度:超聲波在40℃~50℃時(shí)空化。溫度越高，越有利于污物分解，但當(dāng)溫度達(dá)到70℃~80℃以后，便影響超聲波發(fā)揮作用，降低清洗效果； 清洗時(shí)間:清洗時(shí)間根據(jù)清洗工件不同而不同，應(yīng)根據(jù)具體清洗工藝和實(shí)際清洗經(jīng)驗(yàn)而定，一般比常規(guī)清洗能縮短一半時(shí)間；清洗溶液和溶劑:一半常用水基清洗溶液和容劑，一些特殊行業(yè)根據(jù)清洗工藝選擇清洗溶液和容劑。