超聲波清洗設(shè)備是以超聲波作用于清洗工件，使得附著在工件上的顆粒、油污等隨超聲波的機(jī)械振動(dòng)而脫落或溶解或乳化等，達(dá)到洗凈工件的目的從原理上說，超聲波清洗設(shè)備中核心局部應(yīng)該是超聲波的作用。超聲波清洗機(jī)中的超聲波局部分為兩大部件;一個(gè)是超聲波換能器{或稱超聲波振頭)另一個(gè)是超聲波發(fā)生器，超聲波換能器是將超聲波發(fā)生器提供的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng).這篇文章只討論超聲波發(fā)生器，不對(duì)超聲波換能器作討論.超聲波發(fā)生器(以下簡稱發(fā)生器)實(shí)質(zhì)是一個(gè)功率信號(hào)發(fā)生器，發(fā)生一定頻率的正弦(或類似正弦)信號(hào)，超聲波發(fā)生器的發(fā)展與電力電子器件發(fā)展密切相關(guān)，一般可分為電子管、模擬式晶體管.開關(guān)式晶體管這幾個(gè)階段，下面分別敘述。
超聲波發(fā)生器的原理：
首先由信號(hào)發(fā)生器來發(fā)生一個(gè)特定頻率的信號(hào)，這個(gè)信號(hào)可以是正弦信號(hào)，也可以是脈沖信號(hào)，這個(gè)特定頻率就是換能器的頻率，一般在超聲波設(shè)備中使用到超聲波頻率為25KHz28KHz35KHz40KHz1OOKHz或以上現(xiàn)在尚未大量使用.但隨著以后精密清洗的不時(shí)發(fā)展。相信使用面會(huì)逐步擴(kuò)大.功率放大器可有多種形式，如電子管甲類放大器.甲乙類放大器;晶體管甲類或乙類放大器(均屬于模擬式)晶體管開關(guān)式放大器等，功率一般從50W5000W不等，由信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的頻率信號(hào)經(jīng)過功率放大器后需經(jīng)過阻抗匹配，使得輸出的阻抗與換能器相符，推動(dòng)換能器將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng).
比擬完善的超聲波發(fā)生器還應(yīng)有反饋環(huán)節(jié)，主要提供二個(gè)方面的反饋信號(hào)：第一個(gè)是提供輸出功率信號(hào)，知道當(dāng)發(fā)生器的供電電源(電壓)發(fā)生變化時(shí).發(fā)生器的輸出功率也會(huì)發(fā)生變化，這時(shí)反映在換能器上就是機(jī)械振動(dòng)忽大忽小，導(dǎo)致清洗效果不穩(wěn)定.因此需要穩(wěn)定輸出功率，通過功率反饋信號(hào)相應(yīng)調(diào)整功率放大器，使得功率放大穩(wěn)定。超聲波清洗設(shè)備是以超聲波作用于清洗工件，使得附著在工件上的顆粒、油污等隨超聲波的機(jī)械振動(dòng)而脫落或溶解或乳化等，達(dá)到洗凈工件的目的從原理上說，超聲波清洗設(shè)備中核心局部應(yīng)該是超聲波的作用。超聲波清洗設(shè)備中的超聲波局部分為兩大部件;一個(gè)是超聲波換能器{或稱超聲波振頭)另一個(gè)是超聲波發(fā)生器，超聲波換能器是將超聲波發(fā)生器提供的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng).這篇文章只討論超聲波發(fā)生器，不對(duì)超聲波換能器作討論.超聲波發(fā)生器(以下簡稱發(fā)生器)實(shí)質(zhì)是一個(gè)功率信號(hào)發(fā)生器，發(fā)生一定頻率的正弦(或類似正弦)信號(hào)，超聲波發(fā)生器的發(fā)展與電力電子器件發(fā)展密切相關(guān)，一般可分為電子管、模擬式晶體管.開關(guān)式晶體管這幾個(gè)階段。
超聲波是一種頻率超出人類聽覺范圍20 kHz以上的聲波。超聲波的傳播要依靠彈性介質(zhì)，其傳播時(shí),使彈性介質(zhì)中的粒子振蕩,并通過介質(zhì)按超聲波的傳播方向傳遞能量,這種波可分為縱向波和橫向波。在固體內(nèi),兩者都可以傳送,而在氣體和液體內(nèi),只有縱向波可以傳送。超聲波能夠引起質(zhì)點(diǎn)振動(dòng),質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的加速度與超聲頻
超聲波清洗
超聲波清洗
率的平方成正比。因此,幾十千赫茲的超聲會(huì)產(chǎn)生極大的作用力,強(qiáng)超聲波在液體中傳播時(shí),由于非線性作用,會(huì)產(chǎn)生聲空化。在空化氣泡突然閉合時(shí)發(fā)出的沖擊波可在其周圍產(chǎn)生上千個(gè)大氣壓力,對(duì)污層的直接反復(fù)沖擊,一方面破壞污物與清洗件表面的吸附,另一方面也會(huì)引起污物層的破壞而脫離清洗件表面并使它們分散到清洗液中。氣泡的振動(dòng)也能對(duì)固體表面進(jìn)行擦洗。氣泡還能“鉆入”裂縫中做振動(dòng),使污物脫落。對(duì)于有油脂性污物,由于超聲空化作用,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,固體粒子即脫落?？栈瘹馀菰谡駝?dòng)過程中會(huì)使液體本身產(chǎn)生環(huán)流,即所謂聲流。他可使振動(dòng)氣泡表面存在很高的速度梯度和粘滯應(yīng)力,促使清洗件表面污物的破壞和脫落,超聲空化在固體和液體表面上所產(chǎn)生的高速微射流能夠除去或削弱邊界污層,腐蝕固體表面,增加攪拌作用,加速可溶性污物的溶解,強(qiáng)化化學(xué)清洗劑的清洗作用。此外,超聲振動(dòng)在清洗液中引起質(zhì)點(diǎn)很大的振動(dòng)速度和加速度,亦使清洗件表面的污物受到頻繁而激烈的沖擊。
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影響清洗因素
清洗介質(zhì)：采用超聲波清洗，一般有兩類清洗劑即化學(xué)溶劑和水基清洗劑。清洗介質(zhì)的化學(xué)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(jié)合，依對(duì)物件進(jìn)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(qiáng)，速度越快，清洗效果越好，但對(duì)于精密的表面光潔度甚高的物件，采用長時(shí)間的高功率密度清洗會(huì)對(duì)物件表面產(chǎn)生空化、腐蝕。
超聲頻率：適用于工件粗、臟、初洗，頻率高則超聲波方向性強(qiáng)，適合于精細(xì)的物件清洗。
清洗高溫：一般來說，超聲波在50°C~60°C時(shí)的空化效果最好，清洗劑也不是溫度越高，作用越顯著，有可能會(huì)高溫失效，通常超聲波在超過85°C時(shí)，清洗效果已變差。所以實(shí)際應(yīng)用超聲波清洗時(shí)，采用50°C~70°C的工作溫度。
