科潔盟:淺析超聲波清洗機(jī)的工作原理
所謂超聲波,是指人耳聽不見的聲波。正常人的聽覺可以聽到20-20000赫茲(HZ)的聲波,低于20赫茲的聲波稱為次聲波或亞聲波,超過20000赫茲的聲波稱為超聲波。
一、超聲波的主要參數(shù):
頻率:F≥20KHz;
功率密度:p=發(fā)射功率(W)/發(fā)射面積(cm2);通常p≥0.3w/cm2。
二、超聲波清洗機(jī)工作原理
超聲波清洗機(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),通過清洗槽壁使之將槽子中的清洗液輻射到超聲波。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,蒸汽型空化對污垢的直接反復(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)會產(chǎn)生聲流和微聲流,而超聲空化在固體和液體界面會產(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。由此可見,凡是液體能浸到且聲場存在的地方都有清洗作用,其特點(diǎn)適用于表面形狀非常復(fù)雜的零件的清洗。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。
第二超聲波在液體中傳播,使液體與清洗槽在超聲波頻率下一起振動(dòng),液體與清洗槽振動(dòng)時(shí)有自己固有頻率,這種振動(dòng)頻率是聲波頻率,所以人們就聽到嗡嗡聲。
另外,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,它對空化作用產(chǎn)生抑制作用降低清洗效率。只有液體中的空氣氣泡被完全拖走,空化作用的真空核群泡才能達(dá)到最佳效果。
超聲波清洗機(jī)的特點(diǎn):“超聲波清洗工藝技術(shù)”是指利用超聲波的空化作用對物體表面上的污物進(jìn)行撞擊、剝離,以達(dá)到清洗目的。它具有清洗潔凈度高、清洗速度快等特點(diǎn)。特別是對盲孔和各種幾何狀物體,獨(dú)有其他清洗手段所無法達(dá)到的洗凈效果。