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超聲波清洗的工作原理

文章出處: 人氣：發(fā)表時間：2018-02-19 16:17

超聲波清洗原理

一、清洗原理概述
超聲波清洗的原理主要是由於在清洗液中引入了超聲振動，使清洗液中產(chǎn)生了"空化作用"。由"空化作用"產(chǎn)生的強大機械力將工件上黏附的機械雜質(zhì)、各種汙物等剝落。超聲波清洗不僅僅具有空化作用，同時還伴隨著較為複雜的種種物理、化學的作用。
所謂"空化作用"是指當超聲波這種交變聲壓在液體中傳播時出現(xiàn)稀疏密集狀態(tài)。在密集狀態(tài)時，液體受到正壓力（約幾個大氣壓），而在稀疏狀態(tài)時，液體受到拉力即負壓力，一般液體中都含有一定的氣體，在稀疏狀態(tài)時氣泡增長，並吸收更多的液體中分解出來的氣體；而當再壓縮時，氣泡不斷縮小，在此過程中，液體質(zhì)點的運動是與逐漸減小的氣泡半徑成反比的。因此，當半徑趨於零時，質(zhì)量運動速度在理論上應趨於無窮大。如果這一快速運動在氣泡閉合時突然停止，則集中在微小容積內(nèi)的動能就要釋放出來，部分變?yōu)闊崮?，部分變?yōu)閴嚎s能。此時，從閉合泡的中心向外傳播一個球形沖擊波。在這一點壓力有數(shù)千個大氣壓，若超聲頻率為 28KHz，則這種空化作用每秒種進行兩點捌萬次。因此超聲波具有強力清洗能力就不難理解了。

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STQ系列超聲波清洗機的功率密度≈0.5w/cm²（發(fā)射功率/發(fā)射面積）：

二、影響超聲波清洗效果的有關因素
1、超聲波強度。即單位面積超聲功率。超聲波清洗的效果好壞取決於空化作用，而空化作用的產(chǎn)生與超聲波強度有關。在通常情況下，單位面積超聲功率超過 0.3W/cm2（輸出電功率一般大於1W）水溶液就能產(chǎn)生空化作用。在一定范圍內(nèi)，超聲波強度越大，空化作用越明顯，也就說清洗效果越好。但太高的功率密度會由於空化作用太強而引起對工件的表面侵蝕，使工件受損。另外當功率密度增加到一定程度就會出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，超聲波清洗效果反而會下降。
產(chǎn)生空化作用的功率密度臨界點與頻率還有關系，頻率越高，產(chǎn)生空化作用的功率密度越大，例如16--20KHz時，功率密度臨界點大約為 0.3--0.4W/cm2；26--30KHz時，功率密度就選為0.5--0.8W/cm2；30--40KHz時，功率密度應選為1--1.2W /cm2 。
2、超聲波頻率。超聲波振動頻率對於清洗效果有很大影響，這是由於超聲波頻率對於空化作用影響很大的緣故。實踐證明同等功率情況下，低頻時易於激發(fā)空化。即頻率越低，空化作用效果越好，但噪音越大。反之，頻率越高，空化作用效果越差，噪音越小。
3、清洗液溫度。清洗的溫度是影響清洗速度的重要因素，適當提高清洗液的溫度，可增強空化能力，縮短清洗時間，但超過一定的溫度，由於蒸汽壓力相應增加反而使空氣作用降低，因此必須保持一定的溫度范圍，如水溶劑清洗液一般在45℃左右，三氯烯清洗液在75℃左右。選擇清洗液必須考慮選擇的清洗液粘度要小，表面張力要小，以利於清洗液的空化。

(責任編輯：強榮機械)

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