超声波清洗机原理及常见问题

时间:2018-09-18 浏览:

超声波清洗机近几年已经频繁出现在人们的生活中,不管是商业酒店还是家庭住宅,对于会享受生活的人,几乎是必备良品。为什么超声波清洗机这么好用,这其实和它的设计原理有着不可磨灭的功劳。

一、超声波清洗机工作原理

超声波换能器工作原理是将高频振荡电讯号转换成高频机械振荡,以纵波的形式在清洗液中辐射。在辐射波扩张时,清洗液的致密性会损坏并形成无数直径50-500的气泡。这种气泡含有蒸汽。在压缩的半波间,气泡闭合,生成上百Mpa的局部液压撞击。这种现象称为;空化效应。在空化效应的连续作用下,工件表面或隐蔽处的污垢被爆裂。同时,在超声的作用下,清洗液的渗透作用加强;脉动搅拌加剧;溶解、分散和乳化加速;从而达到清洗效果。

超声波清洗机结构图
超声波清洗机结构图

二、超声波清洗机的构造

超声波清洗机主要由清洗槽,超声换能器,发生器等三部分组成。

超声波发生器的主要结构基本相同,主要由信号发生电路、功率放大电路、匹配电路(匹配电容电路、匹配电感)、保护电路组成。为了调节功率,可加入匹配变压器;根据实际需求可加入电机控制电路,电压、电流、温度等反馈电路。

换能器和发生器

换能器是超声波系统中重要的部分。换能器,一种是磁力换能器,由镍或镍合金制成;一种压电换能器,由锆钛酸铅或其他陶瓷制成。 将压电材料放入的电场中时,形状会发生改变,这就是压电效应。磁力换能器是由在变化的磁场中发生变形的材料制成的。

无论用什么换能器,通常很基本的因素是产生空化效应的强度。超声波和其它声波一样,是一系列的压力点,即一种压缩和膨胀交替的波。如果声能够大,液体在波的膨胀阶段被推开,产生气泡;而在波的压缩过程中,这些气泡在液体中爆裂,产生强大的冲击,特别适用实验清洗要求。这个过程被称做空化作用。

爆裂的空化泡会产生超过10,000 psi的压力和20,000 ;F (11,000;C) 的高温,在瞬间击破以及粉碎。单个空化泡所释放的能量虽然很小,但每秒钟内有几百万的空化泡同时爆裂,总体效果是非常强烈的,巨大的冲击力将工件表面的污物震除,这就是原理的效果。

如果超声能量足够大,空化现象就会在清洗液各处产生,所以超声波能清洗产品微小的裂缝和孔。空化作用同时也促进化学反应并加速了表面膜的溶解。

然而只有在某些区域的液体压力低于该气泡内气体压力时才会在该区域产生空化现象,所以要换能器足够强大才能满足要求。产生空化所需的最小功率被称做空化临界点。不同的液体存在不同的空化临界点,超声波能量必须超过该临界点才能达到清洗效果。

超声波清洗机常见问题
常见问题

三、超声波清洗机常见问题

超声波清洗机发出嗡嗡的声音是什么原因?

发出嗡嗡声的原因:超声波在液体中传播,使液体,与清洗槽在超声波频率下一起振动,液体与清洗槽振动时有自己固有频率,这种振动频率是声波频率,所以人们就听到嗡嗡声。

这种嗡嗡的声音是频率20-20000Hz的声波信号,高于20000Hz的声波称之为超声波。

超声波清洗机常见误区?

1、很多时候人们认为超声波清洗机功率越大,换能器数目越多,其性能肯定会越好,清洗工件肯定会越干净,有的甚至以此来论价格,这些认识是不会面的。因为换能器布得过密级,功率密度过大,不但不会达到清洗效果,还使超声波清洗机槽底易空化腐蚀。

2、超声波清洗工件时,所标的功率大多是声频功率而不是电功率。一般超声波清洗机所标,是指消耗工频功率,而超声波清洗质量优劣是由效率来判断。如果效率低,在同样清洗效果时则会耗电大,这样反而增加了用户的费用。

总之,超声波清洗机不是功率越大清洗工件就会越干净,买超声波清洗机时因根据工件要求选择合适的功率。

超声波清洗机要不要用水?

有些是用水,有些使用有机溶剂,具体看说明书。对超声波清洗机原理由超声波发生器发出的高频振荡信号,通过换能器转换成高频机械振荡而传播到介质--清洗溶剂中,超声波在清洗液中疏密相间的向前辐射,使液体流动而产生数以万计的直径为50-500μm 的微小气泡,存在于液体中的微小气泡在声场的作用下振动。

这些气泡在超声波纵向传播的负压区形成、生长,而在正压区,当声压达到一定值时,气泡迅速增大,然后突然闭合。并在气泡闭合时产生冲击波,在其周围产生上千个大气压,破坏不溶性污物而使他们分散于清洗液中,当团体粒子被油污裹着而黏附在清洗件表面时,油被化,固体粒子及脱离,从而达到清洗件净化的目的。