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、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。
二.超聲波的兩個(gè)主要參數(shù):
?、兕l率:F≥20KHz(在實(shí)際應(yīng)用中因?yàn)樾Ч嗨?,通常?/span>F≥15K的聲波也稱為超聲波);
?、?/span>功率密度:p=發(fā)射功率(W)/發(fā)射面積(cm2);通常p≥0.3w/cm2;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)很大的壓力,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垢撞擊下來(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。太小的聲強(qiáng)無(wú)法產(chǎn)生空化效應(yīng)。
三.超聲波清洗原理
清洗的超聲波應(yīng)用原理是由超聲波發(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,存在于液體中的微小氣泡(空化核)在聲場(chǎng)的作用下振動(dòng),當(dāng)聲壓達(dá)到一定值時(shí),氣泡迅速增長(zhǎng),然后突然閉合,在氣泡閉合時(shí)產(chǎn)生沖擊波,在其周圍產(chǎn)生上千個(gè)大氣壓力,破壞不溶性污物而使它們分散于清洗液中,當(dāng)團(tuán)體粒子被油污裹著而粘附在清洗件表面時(shí),油被乳化,固體粒子即脫離,從而達(dá)到清洗件表面凈化的目的。
四.采用超聲波清洗的優(yōu)勢(shì):
相比其他多種的清洗方式,顯示出了巨大的優(yōu)越性,尤其在專業(yè)化、集團(tuán)化的生產(chǎn)企業(yè)中,己逐漸用超聲波清洗機(jī)取代了傳統(tǒng)的浸洗、刷洗、壓力沖洗、振動(dòng)清洗和蒸氣清洗等工藝方法,超聲波清洗機(jī)的率和高清潔度,得益于其聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)產(chǎn)生的穿透性和空化沖擊疚,所以很容易將帶有復(fù)雜外形,內(nèi)腔和細(xì)空的零部件清洗干凈,對(duì)一般的除油、防銹、磷化等工藝過(guò)程,在超聲波作用下只需兩三分鐘即可完成,其速度比傳統(tǒng)方法可提高幾倍,甚至幾十倍,清潔度也能達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn),這在許多對(duì)產(chǎn)品表面質(zhì)量和生產(chǎn)率要求較高的場(chǎng)合,更突出顯示了用其他處理方法難以達(dá)到或不可取代的結(jié)果。
五.技術(shù)特點(diǎn)
清洗效果好,清潔度高且全部工件清潔度一致。
清洗速度快,提高生產(chǎn)效率,不須人手接觸清洗液,安全可靠。
對(duì)深孔、細(xì)縫和工件隱蔽處亦可清洗干凈。
對(duì)工件表面無(wú)損傷,節(jié)省、熱能、工作場(chǎng)地和人工。
超聲波清洗方式超過(guò)一般以的常規(guī)清洗方法,特別是工件的表面比較復(fù)雜,象一些表面凹凸不平,有盲孔的機(jī)械零部件,一些特別小而對(duì)清潔度有較高要求的產(chǎn)品如:鐘表和精密機(jī)械的零件,電子元器件,電路板組件等,使用超聲波清洗都能達(dá)到很理想的效果。超聲清洗的原理是由超聲波發(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)—清洗中,超聲波在清洗液中疏密相同的向前輻射,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。在這種被稱為“空化”效應(yīng)的過(guò)程中,氣泡閉合可形成超過(guò)1000大氣壓的瞬間高壓,連續(xù)不斷地產(chǎn)生瞬間高壓就象一連串小“”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。
超聲波清洗的作用機(jī)理主要有以下幾個(gè)方面: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。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,污垢層一層層被剝離,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)。超聲波清洗中清洗液超聲振動(dòng)對(duì)污垢的沖擊。超聲加速化學(xué)清洗劑(RT-808超聲波清洗劑)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。