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專(zhuān)業(yè)超聲波清洗機(jī)供應(yīng)商

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清洗技術(shù)

廠(chǎng)家告訴你超聲波清洗機(jī)的原理和危害是什么?

超聲波清洗原理

一、描述:

在我們了解超聲波清洗機(jī)工作原理的時(shí)候我們應(yīng)該了解什么是超聲波?眾所周知,人們所聽(tīng)到的聲音是頻率20~20000Hz的聲波信號(hào),高于20000Hz的聲波稱(chēng)之為超聲波,聲波的傳遞依照正弦曲線(xiàn)縱向傳播,即一層強(qiáng)一層弱,依次傳遞,當(dāng)弱的聲波信號(hào)作用于液體中時(shí),會(huì)對(duì)液體產(chǎn)生一定的負(fù)壓,使液體內(nèi)形成許許多多微小的氣泡,而當(dāng)強(qiáng)的聲波信號(hào)作用于液體時(shí),則會(huì)對(duì)液體產(chǎn)生一定的正壓,因而,液體中形成的微小氣泡被壓碎。經(jīng)研究證明:超聲波作用于液體中時(shí),液體中每個(gè)氣泡的破裂會(huì)產(chǎn)生能量極大的沖擊波,相當(dāng)于瞬間產(chǎn)生幾百度的高溫和高達(dá)上千個(gè)大氣壓,這種現(xiàn)象被稱(chēng)之為“空化效應(yīng)”,超聲波清洗正是應(yīng)用液體中氣泡破裂所產(chǎn)生的沖擊波來(lái)達(dá)到清洗和沖刷工件內(nèi)外表面的作用。

超聲波清洗機(jī)工作原理圖片

超聲波清洗機(jī)工作原理

二、工作原理:

超聲波清洗機(jī)是利用高于20KHZ的超音頻信號(hào),通過(guò)換能器轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振蕩而傳入清洗液中,超聲波在清洗液中疏密相間地向前輻射,使液體流動(dòng)并產(chǎn)生數(shù)以萬(wàn)計(jì)的微小氣泡,這些氣泡是在超聲波縱向傳播形成的負(fù)壓區(qū)形成生長(zhǎng),而在正壓區(qū)迅速閉合,這些氣泡的形成生長(zhǎng)及迅速閉合被稱(chēng)為空化現(xiàn)象。在空化現(xiàn)象中,這些氣泡的閉合形成超過(guò)1000個(gè)大氣壓的瞬間高壓,連續(xù)不斷地瞬間高壓就象一連串小的“爆炸”不停地轟擊物體表面,使物體表面及縫隙之中的污垢迅速剝落,達(dá)到迅速清洗效果;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,這就是超聲波清洗機(jī)原理。

超聲波清洗機(jī)工作原理圖

超聲波清洗機(jī)工作原理圖

三、超聲波清洗空化作用主要表現(xiàn)哪些形式:

1.存在于液體中的微氣泡(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),氣泡將迅速變大,然后溘然閉合,在氣泡閉合時(shí)產(chǎn)生的沖擊水波能在其附近產(chǎn)生上千個(gè)大氣壓的壓力,破壞不溶解性污物而使它們分解在清洗液中。

2.蒸汽型空化對(duì)污物層的直接反復(fù)沖擊,一方面破換污物與清洗件表面的吸附,另一方面也會(huì)引起污物層的疲憊破壞而清洗件表面脫離。

3.氣體型氣泡的振動(dòng)對(duì)固體表面進(jìn)行擦洗,污物一旦有縫可鉆,氣泡就可以“鉆入”裂痕中振動(dòng),使污層脫落。例如工件上的氧化層就可以比較等閑被氣泡剝離。

4.對(duì)于有油污包裹住的固體粒子,因?yàn)槌暱栈淖饔。兩種液體在界面迅速分散而乳化,固體粒子即行脫落。

5.空化氣泡本身在振蕩過(guò)程中,將伴跟著一系列二階段現(xiàn)象發(fā)生,如輻射扭力。輻射扭力在平均液體中作用于液體本身,從而導(dǎo)致液體本身的環(huán)境,即稱(chēng)之為聲流。這個(gè)聲流可以作用于量級(jí)較大的范圍,也可限于μm量級(jí)較小的范內(nèi),后者場(chǎng)稱(chēng)為微聲流,它可以使振動(dòng)氣泡表面處在很高的速度梯度和粘滯應(yīng)力,這種應(yīng)力有時(shí)高達(dá)100Pa以上,足以使工件表面污物造成破壞而使其脫落。

6.超聲空化在固體和液體界面上所產(chǎn)生的高速微射流能夠除去或削弱邊界污層,增加攪拌作用,加快可溶性污物的溶解,強(qiáng)化化學(xué)清洗劑的清洗作用。

超聲波清洗機(jī)震動(dòng)原理圖

超聲波清洗機(jī)震動(dòng)原理圖

四、工作特性:

第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(xiàn)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完全拖走,空化作用的真空核群泡才能達(dá)到最佳效果。上圖是一個(gè)在水中工作的換能器剖面圖:在中間是一層一定厚度的不銹鋼板,換能頭沾結(jié)在這一層鋼板下,通過(guò)超聲發(fā)生源產(chǎn)生一定頻率和電壓的交流電信號(hào)帶動(dòng)換能頭和不銹鋼板一起做高頻震動(dòng),當(dāng)鋼板向上震動(dòng)時(shí),將水向上推開(kāi),當(dāng)鋼板向下震動(dòng)時(shí),水跟不上鋼板的震動(dòng)速度,在水和鋼板之間會(huì)形成一個(gè)空隙,這樣反復(fù)震動(dòng)就會(huì)有許多的氣泡形成,如圖所示:這種氣泡就是由“空化效應(yīng)”產(chǎn)生的,我們稱(chēng)之為空化泡。空化泡順著震動(dòng)方向向水中傳播,如果水中正好有工件,空化泡撞擊到工件表面產(chǎn)生數(shù)千個(gè)大氣壓的撞擊力,帶動(dòng)工件表面的污垢脫落。

超聲波清洗機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

超聲波清洗機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

五、超聲波的危害

人長(zhǎng)期受到超聲的影響,會(huì)引起人體組織輕微的發(fā)熱;當(dāng)頻率更高時(shí),發(fā)熱就會(huì)越發(fā)厲害,使人體內(nèi)水分子被燒,周?chē)慕M織遭到破壞,長(zhǎng)時(shí)間如此就有危險(xiǎn)。因此大功率高強(qiáng)度的超聲波持續(xù)作用于人體是有害的;小功率超聲波間歇作用于人體卻是有益的。就相當(dāng)于有人給你輕輕捶背你會(huì)感到舒服,但重?fù)裟銜r(shí)你會(huì)感到疼痛甚至是傷害。

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