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超声波清洗机的原理和考虑因素


发布日期:[2019-07-31] 共阅[113]次

超声波清洗是利用超声波在液体中的空化作用、加速度作用及直进流作用对液体和污物直接、间接的作用,使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的。目前所用的超声波清洗机中,空化作用和直进流作用应用得更多。

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 清洗件表面是,油被乳化,固体粒子及脱离,从而达到清洗件净化的目的。在这种被称之为“空化”效应的过程中,气泡闭合可形成几百度的高温和超过1000个气压的瞬间高压,连续不断地产生瞬间高压就象一连串小“爆炸”不断地冲击物件表面,使物件的表面及缝隙中的污垢迅速剥落,从而达到物件表面清洗净化的目的。

第二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。

另外,在超声波清洗过程中,肉眼能看见的泡并不是真空核群泡,而是空气气泡,它对空化作用产生抑制作用降低清洗效率。只有液体中的空气气泡被完全脱走,空化作用的真空核群泡才能达到效果。

选择清洗液时,应考虑以下三个因素:

1. 清洗效率:选择有效的清洗溶剂时,一定要作实验。如在现有的清洗工艺中引入超声,所使用的溶剂一般不必变更;

2. 操作简单:所使用的液体应安全无毒、操作简单且使用寿命长;

3. 成本:廉价的清洗溶剂的使用成本并不一定低。使用中必须考虑到溶剂的清洗效率、安全性、一定量的溶剂可清洗多少工件利用率高等因素。当然,所选择的清洗溶剂必须达到清洗效果,并应与所清洗的工件材料相容。水为普通的清洗液,故使用水基溶液的系统操作简便、使用成本低、应用广泛。然而对於某些材料以及污垢等并不适用於水性溶液,那么还有许多溶剂可供选用。

清洗件处理

超声清洗的另一个考虑因素是清洗件的上、下料或者说是放置清洗件的工装的设计。清洗件在超声清洗槽内时,无论清洗件还是清洗件篮都不得触及槽底。清洗件总的横截面积不应超过超声槽横截面积的70%。橡胶以及非刚化塑料会吸收超声波能量,故将此类材料用於工装时应谨慎。绝缘的清洗件也应引起特别注意。工装篮设计不当,或所盛工件太重,纵使好的超声清洗系统的效率也会被大大降低。任何材料,如果网眼高於50目,对于超声波就表现出实体的性能,将超声波反射回去。当网眼大於1/4英寸时,对於超声波才表现出开放式材料的性能。钩子、架子以及烧杯都可用来支持清洗件。

 
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