超声波清洗机的原理

1)什么是超声波

波可以分为三种,即次声波、声波、超声波。次声波的频率为20Hz以下;声波的频率为20Hz~20kHz;超声波的频率则为20kHz以上。其中的次声波和超声波一般人耳是听不到的。超声波由于频率高、波长短,因而传播的方向性好、穿透能力强,这也就是为什么设计制作超声波清洗机的原因。

2)超声波如何完成清洗工作

由超声波发生器发出的高频振荡信号,通过换能器转换成高频机械振荡而传播到介质--清洗溶剂中,超声波在清洗液中疏密相间的向前辐射,使液体流动而产生数以万计的微小气泡。这些气泡在超声波纵向传播的负压区形成、生长,而在正压区迅速闭合。在这种被称之为“空化”效应的过程中,气泡闭合可形成超过 1000 个气压的瞬间高压,连续不断地产生瞬间高压就象一连串小“爆炸”不断地冲击物件表面,使物件的表面及缝隙中的污垢迅速剥落,从而达到物件表面净化的目的。

在中间是一层一定厚度的不锈钢板,换能头沾结在这一层钢板下,通过超声发生源产生一定频率和电压的交流电信号带动换能头和不锈钢板一起做高频震动,当钢板向上震动时,将水向上推开,当钢板向下震动时,水跟不上钢板的震动速度,在水和钢板之间会形成一个空隙,这样反复震动就会有许多的气泡形成,如图所示:这种气泡就是由“空化效应”产生的,我们称之为空化泡。空化泡顺着震动方向向水中传播,如果水中正好有工件,空化泡撞击到工件表面产生数千个大气压的撞击力,带动工件表面的污垢脱落。

超声波清洗是利用超声波在液体中的空化作用、加速度作用及直进流作用对液体和污物直接、间接的作用,使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的。目前所用的超声波清洗机中,空化作用和直进流作用应用得更多。

● 空化作用:空化作用就是超声波以每秒两万次以上的压缩力和减压力交互性的高频变换方式向液体进行透射。在减压力作用时,液体中产生真空核群泡的现象,在压缩力作用时,真空核群泡受压力压碎时产生强大的冲击力,由此剥离被清洗物表面的污垢,从而达到精密洗净目的。在超声波清洗过程中,肉眼能看见的泡并不是真空核群泡,而是空气气泡,它能对空化作用产生抑制作用从而降低清洗效率。只有液体中的空气气泡被完全脱走,空化作用的真空核群泡才能达到最佳的效果。

● 直进流作用:超声波在液体中沿声的传播方向而产生流动的现象称为直进流。声波强度在0.5W/cm2时,肉眼能看到直进流,垂直于振动面产生流动,流速约为10cm/s。通过此直进流使被清洗物表面的微油污垢被搅拌,污垢表面的清洗液也产生对流,溶解污物的溶解液与新液混合,使溶解速度加快,对污物的搬运起着很大的作用。

● 加速度:液体粒子推动产生的加速度。对于频率较高的超声波清洗机,空化作用就很不显著了,这时的清洗主要靠液体粒子超声作用下的加速度撞击粒子对污物进行超精密清洗。

3)超声波清洗机的构成:超声波清洗机主要由超声波清洗槽和超声波发生器两部分构成。超声波清洗槽采用坚固、弹性好、耐腐蚀的优质不锈钢制成,底部安装有超声波换能器振子;超声波发生器产生高频高压,通过电缆连接线传导给换能器,换能器与振动板一起产生高频共振,从而使清洗槽中的溶剂受超声波作用对污垢进行洗净。

超声波清洗机的正常使用

1)使用:超声波清洗机的使用应严格按以下要求分部骤操作:

● 连接好清洗槽与发生器之间的电缆;

● 将清洗液倒入清洗槽中(倒入清洗液的量就为放入被清洗物时,液面的位置约为整体的四分之三为佳);

● 将被清洗物放入清洗槽;

● 插上电源插头;

● 设立清洗时间,开机。

2)注意事项

● 在清洗槽中没有倒入清洗液或水时,严禁开机,否则可能损坏仪器。

● 电缆连接器在使用前必需确立连接头是否受潮,如有受潮现象,应先处理干燥后,方可使用。

● 勿使清洗液及水流到发生器中,以免损坏仪器。

3)使超声波清洗效果最佳的方式

● 超声波清洗槽的温度最好为30~50℃。

● 根据不同的清洗对象正确选择清洗剂。清洗剂一般分为水基(碱性)清洗剂、有机溶剂清洗剂和化学反应清洗剂。通常使用最多的为水基清洗剂。

● 根据被清洗物的污染程度和污垢性质,选用不同的清洗时间。

4)超声波清洗机的清洗剂循环使用和超声波清洗方式可以节约大量的清洗剂,每次使用完清洗机后,最好将清洗液放入容器中,下次使用时再倒入清洗槽,余下的沉淀物可处理掉。如清洗液的浓度不够时,适量加入一点即可重复使用。