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超聲波清洗機(jī)技術(shù)與進(jìn)展
點(diǎn)擊次數(shù):1183 更新時間:2019-08-29

超聲清洗屬于物理力清洗,其本身為綠色清洗,若在清洗液中添加適宜的清洗劑則屬組合清洗,更具明顯的清洗效果。超聲清洗與現(xiàn)代科技發(fā)展及先進(jìn)制造工藝密切相關(guān),是目前功率超聲中應(yīng)用為廣泛的領(lǐng)域之一。超聲清洗在各種化學(xué)、物理以及機(jī)械的清洗中是較為有效的一種手段,它被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、光學(xué)、電子、輕工、紡織、化工、航空航天、船舶、原子能以及醫(yī)療醫(yī)藥等工業(yè)部門。

  技術(shù)洗凈技術(shù)2.超聲波清洗技術(shù)的特點(diǎn)與機(jī)理超聲波清洗與其它清洗相比具有洗凈率高、殘留物少(見表1)、清洗時間短,清洗效果好的優(yōu)點(diǎn)(見)。凡是能被液體浸到的被清洗件,超聲對它都有清洗作用,不受清洗件表面形狀限制,例如深孔、狹縫、凹槽,都能得到清洗。由于超聲波發(fā)生器采用D類工作放大,換能器的電聲效率高,因此超聲清洗具有節(jié)能的特點(diǎn),是一種真正高速、高質(zhì)量、易實(shí)現(xiàn)自動化的清洗技術(shù)。若清洗劑采用非ODS清洗劑,則具有綠色環(huán)保清洗作用。超聲清洗對玻璃、金屬等反射強(qiáng)的物體清洗效果好,而不適宜紡織品、多孔泡沫塑料、橡膠制品等聲吸收強(qiáng)的材料。

  超聲清洗效果比較超聲清洗槽內(nèi)液體的某一點(diǎn)受壓情況超聲波清洗機(jī)理分兩種情況,一種情況是超聲清洗在中、低頻時,即頻率在20kHz130kHz范圍內(nèi),特別是在20kHz40kHz情況下,把液體放入清洗槽內(nèi),槽內(nèi)作用超聲波。由于超聲波與聲波一樣,是一種疏密的振動波,介質(zhì)中的壓力作交替變化。如對液體中某一確定點(diǎn)進(jìn)行觀察,這點(diǎn)的壓力如曲線A所示。以靜壓(一般為一個大氣壓)為中心,產(chǎn)生壓力的增減,若依次增加超聲波強(qiáng)度,壓力振幅也隨著增加。像曲線B所示,并產(chǎn)生所謂負(fù)的壓力。在此區(qū)域液體中會產(chǎn)生一種撕拉的力,且形成真空的空泡,并又被后面的壓縮力壓擠而破滅。這種在聲場作用下的振動,當(dāng)聲壓達(dá)到一定值時,氣泡將迅速增長,然后又突然閉合。在氣泡閉合時,由于液體相互碰撞,將產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊波,其大的壓強(qiáng)Pmax由(1)式表示。

  其中P0為靜水壓,Rm為空穴的初始半徑,R為空穴半徑,根據(jù)(1)式估算,局部壓強(qiáng)可達(dá)到上千個大氣壓。這就是平常所說的超聲空化。超聲空化有一個閾值,其含義為使液體產(chǎn)生空化的低聲強(qiáng)或聲壓幅值??栈揚(yáng)c可由式(2)表示:其中。為表面張力系數(shù),Pv為蒸氣壓,R0為氣泡核半徑,可見空化閾值隨液體不同而不同。同一種液體,在不同的壓力下,其空化閾值不一樣,它隨著壓力增加而增加,與液體粘滯系數(shù)有關(guān)。粘度大,表面張力大,空化閾值高。空化閾值還與工作頻率有關(guān),頻率越高其空化閾值也越高,產(chǎn)生空化越難。氣泡在聲場下作振動,但不一定破裂,只有當(dāng)聲波的頻率低于氣泡的諧振頻率時才可使氣泡破滅。氣泡的諧振頻率由式(3)給出。

  空化閾值與頻率的關(guān)系曲線如所示。空化技術(shù)洗凈技術(shù)閾值還與液體含氣量有關(guān),含氣量愈少,空化閾值愈高。空化閾值與超聲波作用時間長短時間有關(guān),超聲波輻射時間愈長空化閾值愈低??栈撝蹬c清洗液溫度有關(guān),清洗液溫度升高,對空化有利,但溫度過高時,氣泡中蒸汽壓增大,因此氣泡閉合期增強(qiáng)了緩沖作用而使空化減弱。對于水清洗液,較適宜的溫度為60C左右。根據(jù)以上中低頻超聲清洗機(jī)理,可選擇佳工作狀態(tài),從而得到佳清洗效果。