詳解超聲波清洗機的作業原理和養護

發布時間：2017-03-20 16:11:42

一、原理

1、什么是超聲波：波可以分為三種，即次聲波、聲波、超聲波。次聲波的頻率為20Hz以下；聲波的頻率為20Hz~20kHz；超聲波的頻率則為20kHz以上。其中的次聲波和超聲波一般人耳是聽不到的。超聲波由于頻率高、波長短，因而傳播的方向性好、穿透能力強，這也就是為什么設計制作超聲波清洗機的原因。

2、超聲波如何完成清洗工作

超聲波清洗是利用超聲波在液體中的社會化作用、加速度作用及直進流作用對液體和污物直接、間接的作用，使污物層被分散、乳化、剝離而達到清洗目的。目前所用的超聲波清洗機中，空化作用和直進流作用應用得更多。

（1）空化作用：空化作用就是超聲波以每秒兩萬次以上的壓縮力和減壓力交互性的高頻變換方式向液體進行透射。在減壓力作用時，液體中產生真空核群泡的現象，在壓縮力作用時，真空核群泡受壓力壓碎時產生強大的沖擊力，由此剝離被清洗物表面的污垢，從而達到精密洗凈目的。

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，它對空化作用產生抑制作用降低清洗效率。只有液體中的空氣氣泡被完全脫走，空化作用的真空核群泡才能達到最佳效果。

（2）直進流作用：超聲波在液體中沿聲的傳播方向產生流動的現象稱為直進流。聲波強度在0.5W/cm2時，肉眼能看到直進流，垂直于振動面產生流動，流速約為10cm/s。通過此直進流使被清洗物表面的微油污垢被攪拌，污垢表面的清洗液也產生對流，溶解污物的溶解液與新液混合，使溶解速度加快，對污物的搬運起著很大的作用。

（3）加速度：液體粒子推動產生的加速度。對于頻率較高的超聲波清洗機，空化作用就很不顯著了，這時的清洗主要靠液體粒子超聲作用下的加速度撞擊粒子對污物進行超精密清洗。

3、超聲波清洗機的構成：超波清洗機主要由超聲波清洗槽和超聲波發生器兩部分構成。超聲波清洗槽用堅固彈性好、耐腐蝕的優質不銹鋼制成，底部安裝有超聲波換能器振子；超聲波發生器產生高頻高壓，通過電纜聯結線傳導給換能器，換能器與振動板一起產生高頻共振，從而使清洗槽中的溶劑受超聲波作用對污垢進行洗凈。

4、超聲波清洗原理

聲波清洗的原理是由超聲波發生器發出的高頻振蕩信號，通過換能器轉換成高頻機械振蕩而傳播到介質，清洗溶劑中超聲波在清洗液中疏密相間的向前輻射，使液體流動而產生數以萬計的微小氣泡，存在于液體中的微小氣泡（空化核）在聲場的作用下振動，當聲壓達到一定值時，氣泡迅速增長，然后突然閉合，在氣泡閉合時產生沖擊波，在其周圍產生上千個大氣壓力，破壞不溶性污物而使它們分散于清洗液中，當團體粒子被油污裹著而粘附在清洗件表面時，油被乳化，固體粒子即脫離，從而達到清洗件表面凈化的目的。由于超聲波固有的穿透力，所以可以清洗各種表面復雜，形狀特異的物件，對小孔和縫隙都有很好的清洗效果，對不吸音或吸音系數小的物體清洗效果最佳.

5、超聲波的兩個主要參數：頻率20KHz～33KHz，功率密度=發射功率（W）/發射面積（CM2）

6、超聲波清洗效果及相關數據
清洗介質：采用超聲波清洗，一般有兩類清洗劑即化學溶劑和水基清洗劑。清洗介質的化學作用可以加速超聲波清洗效果，超聲波清洗是物理作用，兩種作用相結合，以對物件進行充分、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，速度越快，清洗效果越好，但對于精密的表面光潔度甚高的物件，采用長時間的高功率密度清洗會對物件表面產生空化、腐蝕。

超聲波頻率：超聲波頻率越低，在液體中產生的空化越容易，產生的力度大，作用也越強，適用于工件粗、臟、初洗，頻率高則超聲波方向性強，適合于精細的物件清洗。

清洗溫度：一般來說，超聲波在30℃～40℃時的空化效果最好，清洗劑則溫度越高，作用越顯著，通常實際應用超聲波清洗時，采用40℃～60℃的工作溫度。超聲波清洗的優點

相比其他多種的清洗方式，超聲波清洗機顯示出了巨大的優越性，尤其在專業化、集團化的生產企業中，己逐漸用超聲波清洗機取代了傳統的浸洗、刷洗、壓力沖洗、振動清洗和蒸氣清洗等工藝方法，超聲波清洗機的高效率和高清潔度，得益于其聲波在介質中傳播時產生的穿透性和空化沖擊疚，所以很容易將帶有復雜外形，內腔和細空的零部件清洗干凈，對一般的除油、防銹、磷化等工藝過程，在超聲波作用下只需兩三分鐘即可完成，其速度比傳統方法可提高幾倍，甚至幾十倍，清潔度也能達到高標準，這在許多對產品表面質量和生產率要求較高的場合，更突出地顯示了用其它處理方法難以達到或不可取代的結果。