超聲波洗瓶機(jī)清洗的原理

超聲波洗瓶機(jī)清洗的原理
由超聲波發(fā)生器發(fā)出的高頻振蕩信號(hào)，通過(guò)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(wàn)計(jì)的微小氣泡。這些氣泡在超聲波縱向傳播的負(fù)壓區(qū)形成、生長(zhǎng)，而在正壓區(qū)迅速閉合。在這種被稱之為“空化”效應(yīng)的過(guò)程中，氣泡閉合可形成超過(guò) 1000 個(gè)氣壓的瞬間高壓，連續(xù)不斷地產(chǎn)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(dá)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(jié)在這一層鋼板下，通過(guò)超聲發(fā)生源產(chǎn)生一定頻率和電壓的交流電信號(hào)帶動(dòng)換能頭和不銹鋼板一起做高頻震動(dòng)，當(dāng)鋼板向上震動(dòng)時(shí)，將水向上推開，當(dāng)鋼板向下震動(dòng)時(shí)，水跟不上鋼板的震動(dòng)速度，在水和鋼板之間會(huì)形成一個(gè)空隙，這樣反復(fù)震動(dòng)就會(huì)有許多的氣泡形成，如圖所示：這種氣泡就是由“空化效應(yīng)”產(chǎn)生的，我們稱之為空化泡?？栈蓓樦饎?dòng)方向向水中傳播，如果水中正好有工件，空化泡撞擊到工件表面產(chǎn)生數(shù)千個(gè)大氣壓的撞擊力，帶動(dòng)工件表面的污垢脫落。
超聲波清洗的作用機(jī)理主要有以下幾個(gè)方面：
1. 因空化泡破滅時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊波，污垢層的一部分在沖擊波作用下被剝離下來(lái)，分散，乳化，脫落。
2. 因?yàn)榭栈F(xiàn)象產(chǎn)生的氣泡，由沖擊形成的污垢層與表層間的間隙和空隙滲透，由于這種小氣泡和聲壓同步膨脹，收縮，象剝皮一樣的物理力反復(fù)作用于污垢層，污垢層一層層被剝開，氣泡繼續(xù)向里滲透，直到污垢層被完全剝離。這是空化二次效應(yīng)。
3. 超聲波清洗中清洗液超聲震動(dòng)對(duì)污垢的沖擊。
4. 超聲波加速化學(xué)清洗劑對(duì)污垢的溶解過(guò)程，化學(xué)力與物理力相結(jié)合，加速清洗過(guò)程。
超聲波清洗的一些相關(guān)技術(shù)問(wèn)題
超聲波清洗的兩個(gè)主要參數(shù)：
頻率：≥20KHz
功率密度ρ = 發(fā)射功率 (W)/ 發(fā)射面積 (cm2) 通常ρ≥ 0.3W/CM2 ，我們常用的超聲波清洗機(jī)的功率密度都在0.5瓦/平方厘米以上。例如：DY-1200型超聲波清洗機(jī)，功率密度為0.5瓦/平方厘米，這也是國(guó)內(nèi)普通標(biāo)準(zhǔn)超聲波清洗機(jī)的平均水平，對(duì)于普通的工業(yè)應(yīng)用已經(jīng)可以達(dá)到要求。
· 清洗介質(zhì)：采用超聲波清洗，一般有兩類清洗劑：化學(xué)溶劑、水基清洗劑等。清洗介質(zhì)的化學(xué)作用，可以加速超聲波清洗效果，超聲波清洗是物理作用，兩種作用相結(jié)合，以對(duì)物件進(jìn)行充分、徹底的清洗。
· 功率密度：超聲波的功率密度越高，空化效果越強(qiáng)，速度越快，清洗效果越好。但對(duì)于精密的、表面光潔度甚高的物件，采用長(zhǎng)時(shí)間的高功率密度清洗會(huì)對(duì)物件表面產(chǎn)生“空化”腐蝕。
· 超聲波頻率：超聲波頻率越低，在液體中產(chǎn)生的空化越容易，產(chǎn)生的力度大，作用也越強(qiáng)，適用于工件（粗、臟）初洗。頻率高則超聲波方向性強(qiáng)，適合于精細(xì)的物件清洗。
· 清洗溫度：一般來(lái)說(shuō)，超聲波在 30-40攝氏度 時(shí)的空化效果較好。清洗劑則溫度越高，作用越顯著。通常實(shí)際應(yīng)用超聲波清洗時(shí)，采用 40-60攝氏度 的工作溫度。
· 清洗時(shí)工件的放置方式及清洗液量的選擇，一般清洗液的液面高于振動(dòng)面100mm以上，對(duì)于較大的工件，一般用不銹鋼的網(wǎng)籠清洗，網(wǎng)籠的網(wǎng)眼與超聲波的工作頻率有關(guān)，目前的工業(yè)清洗頻率要求一般網(wǎng)眼大于10mm以上。

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