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濟(jì)寧科強(qiáng)超聲檢測(cè)儀器有限公司
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閱讀：5發(fā)布時(shí)間：2025-7-17
超聲波清洗機(jī)原理包括超聲波清洗原理和超聲波清洗機(jī)工作原理。超聲波清洗設(shè)備主要有：超聲波發(fā)生器、清洗水槽和粘在水槽底部的超聲波換能器。超聲波清洗機(jī)原理主要是通過(guò)換能器，將功率超聲頻源的聲能轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)，通過(guò)清洗槽壁將超聲波輻射到槽子中的清洗液。由于受到超聲波的輻射，使槽內(nèi)液體中的微氣泡能夠在聲波的作用下從而保持振動(dòng)。破壞污物與清洗件表面的吸附，引起污物層的疲勞破壞而被駁離，氣體型氣泡的振動(dòng)對(duì)固體表面進(jìn)行擦洗。
超聲波清洗機(jī)圖片
超聲波清洗機(jī)如何工作的原理及知識(shí)。超聲波是頻率高于20000赫茲的聲波，它方向性好，穿透能力強(qiáng)，易于獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠(yuǎn)，可用于測(cè)距、測(cè)速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。在醫(yī)學(xué)、軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)上有很多的應(yīng)用。超聲波因其頻率下限大約等于人的聽(tīng)覺(jué)上限而得名。超聲波清洗機(jī)原理主要是通過(guò)換能器，將功率超聲頻源的聲能轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)，通過(guò)清洗槽壁將超聲波輻射到槽子中的清洗液。由于受到超聲波的輻射，使槽內(nèi)液體中的微氣泡能夠在聲波的作用下從而保持振動(dòng)。
當(dāng)聲壓或者聲強(qiáng)受到壓力到達(dá)一定程度時(shí)候，氣泡就會(huì)迅速膨脹，然后又突然閉合。在這段過(guò)程中，氣泡閉合的瞬間產(chǎn)生沖擊波，使氣泡周?chē)a(chǎn)生1012-1013pa的壓力及局調(diào)溫，這種超聲波空化所產(chǎn)生的巨大壓力能破壞不溶性污物而使他們分化于溶液中，蒸汽型空化對(duì)污垢的直接反復(fù)沖擊。
一方面破壞污物與清洗件表面的吸附，另一方面能引起污物層的疲勞破壞而被駁離，氣體型氣泡的振動(dòng)對(duì)固體表面進(jìn)行擦洗，污層一旦有縫可鉆，氣泡立即“鉆入"振動(dòng)使污層脫落，由于空化作用，兩種液體在界面迅速分散而乳化，當(dāng)固體粒子被油污裹著而粘附在清洗件表面時(shí)，油被乳化、固體粒子自行脫落，超聲在清洗液中傳播時(shí)會(huì)產(chǎn)生正負(fù)交變的聲壓，形成射流，沖擊清洗件，同時(shí)由于非線性效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生聲流和微聲流，而超聲空化在固體和液體界面會(huì)產(chǎn)生高速的微射流，所有這些作用，能夠破壞污物，除去或削弱邊界污層，增加攪拌、擴(kuò)散作用，加速可溶性污物的溶解，強(qiáng)化化學(xué)清洗劑的清洗作用。由此可見(jiàn)，凡是液體能浸到且聲場(chǎng)存在的地方都有清洗作用，其特點(diǎn)適用于表面形狀非常復(fù)雜的零件的清洗。尤其是采用這一技術(shù)后，可減少化學(xué)溶劑的用量，從而大大降低環(huán)境污染。
第二超聲波在液體中傳播，使液體與清洗槽在超聲波頻率下一起振動(dòng)，液體與清洗槽振動(dòng)時(shí)有自己固有頻率，這種振動(dòng)頻率是聲波頻率，所以人們就聽(tīng)到嗡嗡聲。
另外，在超聲波清洗過(guò)程中，肉眼能看見(jiàn)的泡并不是真空核群泡，而是空氣氣泡，它對(duì)空化作用產(chǎn)生抑制作用降低清洗效率。只有液體中的空氣氣泡被拖走，空化作用的真空核群泡才能達(dá)到效果。
超聲波清洗機(jī)原理圖
超聲波清洗機(jī)空化效應(yīng)？
在液體中傳播的超聲波能對(duì)物體表面的污物進(jìn)行清洗，其原理可用“空化"現(xiàn)象來(lái)解釋：超聲波振動(dòng)在液體中傳播的音波壓強(qiáng)達(dá)到一個(gè)大氣壓時(shí)，其功率密度為0.35w/cm2，這時(shí)超聲波的音波壓強(qiáng)峰值就可達(dá)到真空或負(fù)壓，但實(shí)際上無(wú)負(fù)壓存在，因此在液體中產(chǎn)生一個(gè)很大的力，將液體分子拉裂成空洞一空化核。此空洞非常接近真空，它在超聲波壓強(qiáng)反向達(dá)到時(shí)破裂，由于破裂而產(chǎn)生的強(qiáng)烈沖擊將物體表面的污物撞擊下來(lái)。這種由無(wú)數(shù)細(xì)小的空化氣泡破裂而產(chǎn)生的沖擊波現(xiàn)象稱為“空化"現(xiàn)象。
下面本文就科強(qiáng)KQ系列超聲波清洗機(jī)設(shè)備工作原理和超聲波清洗應(yīng)用原理分別加以說(shuō)明：
科強(qiáng)KQ系列超聲波清洗機(jī)工作原理
1 、電源電路由開(kāi)關(guān)等動(dòng)力元件組成，將動(dòng)力電分配到整流電路和控制信號(hào)電路。
2、整流電路采用進(jìn)口優(yōu)質(zhì)整流橋，將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姟?/p>
3、控制信號(hào)電路由集成電路產(chǎn)生高頻控制信號(hào)。
4、高頻振蕩由進(jìn)口大功率模塊和功放電路組成，在振蕩回路中產(chǎn)生高頻振蕩交變電流。
5、匹配部分由電感和輸出變壓器組成，用于抵消超聲波換能器中的電抗分量，使其工作在頻率。
6、超聲波換能器由進(jìn)口特種粘合劑粘接在不銹鋼殼體上，將超聲頻電能轉(zhuǎn)換為超聲頻機(jī)械能。
超聲波清洗機(jī)工作原理圖
超聲波清洗原理
以上簡(jiǎn)單說(shuō)明了超聲波清洗機(jī)工作原理，下面本文就說(shuō)一下超聲波清洗過(guò)程中應(yīng)用到的原理。人們一般意義上說(shuō)的超聲波清洗機(jī)原理常指這個(gè)原理：一般理論認(rèn)為,超聲波清洗通過(guò)超聲空化效應(yīng)實(shí)現(xiàn)，其中還伴隨著一些其它效應(yīng)如加速度效應(yīng)，直流進(jìn)水效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)等。
超聲波發(fā)生器提供給超聲波換能器一定頻率的電磁振蕩能量,換能器在超聲波發(fā)生器的激勵(lì)下發(fā)生共振,將電磁振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為換能器的超聲振動(dòng),進(jìn)而推動(dòng)與其機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)相連接的水介質(zhì)振動(dòng),向水中輻射超聲波.當(dāng)聲壓或者聲強(qiáng)受到壓力到達(dá)一定程度時(shí)候，氣泡就會(huì)迅速膨脹，然后又突然閉合。在這段過(guò)程中，氣泡閉合的瞬間產(chǎn)生沖擊波，使氣泡周?chē)a(chǎn)生1012-1013pa的壓力及局調(diào)溫，這種超聲波空化所產(chǎn)生的巨大壓力能破壞不溶性污物而使他們分化于溶液中。空化對(duì)污垢的直接反復(fù)沖擊，一方面破壞污物與清洗件表面的吸附，另一方面能引起污物層的疲勞破壞而被駁離，氣體型氣泡的振動(dòng)對(duì)固體表面進(jìn)行擦洗，污層一旦有縫可鉆，氣泡立即“鉆入"振動(dòng)使污層脫落，由于空化作用，兩種液體在界面迅速分散而乳化，當(dāng)固體粒子被油污裹著而粘附在清洗件表面時(shí)，油被乳化、固體粒子自行脫落，超聲在清洗液中傳播時(shí)會(huì)產(chǎn)生正負(fù)交變的聲壓，形成射流，沖擊清洗件，同時(shí)由于非線性效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生聲流和微聲流，而超聲空化在固體和液體界面會(huì)產(chǎn)生高速的微射流，所有這些作用，能夠破壞污物，除去或削弱邊界污層，增加攪拌、擴(kuò)散作用，加速可溶性污物的溶解，強(qiáng)化化學(xué)清洗劑的清洗作用。
超聲波清洗主要作用原理是物理作用原理，即前面所說(shuō)的空化作用，另外清洗過(guò)程中還有一些見(jiàn)解效應(yīng)如直流進(jìn)水和加速度效應(yīng)，下面本文就對(duì)這兩個(gè)效應(yīng)作簡(jiǎn)單說(shuō)明：直進(jìn)流作用:超聲波在液體中沿聲的傳播方向產(chǎn)生流動(dòng)的現(xiàn)象稱為直進(jìn)流。聲波強(qiáng)度在0.5W/cm2時(shí)，肉眼能看到直進(jìn)流，垂直于振動(dòng)面產(chǎn)生流動(dòng)，流速約為10cm/s。通過(guò)此直進(jìn)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(chǎn)生對(duì)流，溶解污物的溶解液與新液混合，使溶解速度加快，對(duì)污物的搬運(yùn)起著很大的作用。加速度:液體粒子推動(dòng)產(chǎn)生的加速度。對(duì)于頻率較高的超聲波清洗機(jī)，空化作用就很不顯著了，這時(shí)的清洗主要靠液體粒子超聲作用下的加速度撞擊粒子對(duì)污物進(jìn)行超精密清洗。
超聲波清洗效果影響因素
超聲波清洗作用過(guò)程中有幾個(gè)影響清洗效果的主要因素，包括超聲波功率密度:功率密度根據(jù)不同清洗工藝不同，并非越大或越小越好，詳細(xì)情況可致電濟(jì)寧科強(qiáng)超聲；超聲波頻率:頻率越低,空化越好,頻率越高,折反射效果越好。對(duì)于簡(jiǎn)單表面宜采用低頻，對(duì)于復(fù)雜表面及深孔盲孔宜采用高頻。 (20KHz/28KHz/40KHz/80KHz/0.8MHz) 一般實(shí)驗(yàn)室常用40KHz，工業(yè)上多用20KHz/28KHz；清洗溫度:超聲波在40℃~50℃時(shí)空化。溫度越高，越有利于污物分解，但當(dāng)溫度達(dá)到70℃~80℃以后，便影響超聲波發(fā)揮作用，降低清洗效果； 清洗時(shí)間:清洗時(shí)間根據(jù)清洗工件不同而不同，應(yīng)根據(jù)具體清洗工藝和實(shí)際清洗經(jīng)驗(yàn)而定，一般比常規(guī)清洗能縮短一半時(shí)間；清洗溶液和溶劑:一半常用水基清洗溶液和容劑，一些特殊行業(yè)根據(jù)清洗工藝選擇清洗溶液和容劑。
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