超聲波清洗機的原理

1)什么是超聲波

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、波長短,因而傳播的方向性好、穿透能力強,這也就是為什么設計制作超聲波清洗機的原因。

2)超聲波如何完成清洗工作

由超聲波發生器發出的高頻振蕩信號,通過換能器轉換成高頻機械振蕩而傳播到介質--清洗溶劑中,超聲波在清洗液中疏密相間的向前輻射,使液體流動而產生數以萬計的微小氣泡。這些氣泡在超聲波縱向傳播的負壓區形成、生長,而在正壓區迅速閉合。在這種被稱之為“空化”效應的過程中,氣泡閉合可形成超過 1000 個氣壓的瞬間高壓,連續不斷地產生瞬間高壓就象一連串小“爆炸”不斷地沖擊物件表面,使物件的表面及縫隙中的污垢迅速剝落,從而達到物件表面凈化的目的。

在中間是一層一定厚度的不銹鋼板,換能頭沾結在這一層鋼板下,通過超聲發生源產生一定頻率和電壓的交流電信號帶動換能頭和不銹鋼板一起做高頻震動,當鋼板向上震動時,將水向上推開,當鋼板向下震動時,水跟不上鋼板的震動速度,在水和鋼板之間會形成一個空隙,這樣反復震動就會有許多的氣泡形成,如圖所示:這種氣泡就是由“空化效應”產生的,我們稱之為空化泡??栈蓓樦饎臃较蛳蛩袀鞑?,如果水中正好有工件,空化泡撞擊到工件表面產生數千個大氣壓的撞擊力,帶動工件表面的污垢脫落。

超聲波清洗是利用超聲波在液體中的空化作用、加速度作用及直進流作用對液體和污物直接、間接的作用,使污物層被分散、乳化、剝離而達到清洗目的。目前所用的超聲波清洗機中,空化作用和直進流作用應用得更多。

● 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行透射。在減壓力作用時,液體中產生真空核群泡的現象,在壓縮力作用時,真空核群泡受壓力壓碎時產生強大的沖擊力,由此剝離被清洗物表面的污垢,從而達到精密洗凈目的。在超聲波清洗過程中,肉眼能看見的泡并不是真空核群泡,而是空氣氣泡,它能對空化作用產生抑制作用從而降低清洗效率。只有液體中的空氣氣泡被完全脫走,空化作用的真空核群泡才能達到最佳的效果。

● 直進流作用:超聲波在液體中沿聲的傳播方向而產生流動的現象稱為直進流。聲波強度在0.5W/cm2時,肉眼能看到直進流,垂直于振動面產生流動,流速約為10cm/s。通過此直進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生對流,溶解污物的溶解液與新液混合,使溶解速度加快,對污物的搬運起著很大的作用。

● 加速度:液體粒子推動產生的加速度。對于頻率較高的超聲波清洗機,空化作用就很不顯著了,這時的清洗主要靠液體粒子超聲作用下的加速度撞擊粒子對污物進行超精密清洗。

3)超聲波清洗機的構成:超聲波清洗機主要由超聲波清洗槽和超聲波發生器兩部分構成。超聲波清洗槽采用堅固、彈性好、耐腐蝕的優質不銹鋼制成,底部安裝有超聲波換能器振子;超聲波發生器產生高頻高壓,通過電纜連接線傳導給換能器,換能器與振動板一起產生高頻共振,從而使清洗槽中的溶劑受超聲波作用對污垢進行洗凈。

超聲波清洗機的正常使用

1)使用:超聲波清洗機的使用應嚴格按以下要求分部驟操作:

● 連接好清洗槽與發生器之間的電纜;

● 將清洗液倒入清洗槽中(倒入清洗液的量就為放入被清洗物時,液面的位置約為整體的四分之三為佳);

● 將被清洗物放入清洗槽;

● 插上電源插頭;

● 設立清洗時間,開機。

2)注意事項

● 在清洗槽中沒有倒入清洗液或水時,嚴禁開機,否則可能損壞儀器。

● 電纜連接器在使用前必需確立連接頭是否受潮,如有受潮現象,應先處理干燥后,方可使用。

● 勿使清洗液及水流到發生器中,以免損壞儀器。

3)使超聲波清洗效果最佳的方式

● 超聲波清洗槽的溫度最好為30~50℃。

● 根據不同的清洗對象正確選擇清洗劑。清洗劑一般分為水基(堿性)清洗劑、有機溶劑清洗劑和化學反應清洗劑。通常使用最多的為水基清洗劑。

● 根據被清洗物的污染程度和污垢性質,選用不同的清洗時間。

4)超聲波清洗機的清洗劑循環使用和超聲波清洗方式可以節約大量的清洗劑,每次使用完清洗機后,最好將清洗液放入容器中,下次使用時再倒入清洗槽,余下的沉淀物可處理掉。如清洗液的濃度不夠時,適量加入一點即可重復使用。