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，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?，F(xiàn)在，一起跟著小編來學(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，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遺。
3、玉石、飾物加工行業(yè)：在研磨拋光等加工過程中，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)合無水酒精淸洗，可得到極佳的無塵無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)禁無清洗液開機(jī)，即清洗缸沒有加一定數(shù)量的淸洗液，不得合超聲波開關(guān)。
3、有加熱設(shè)備的淸洗設(shè)備嚴(yán)禁無液時(shí)打開加熱開關(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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