功率超聲清洗機設(shè)備性能影響因素分析

功率超聲波清洗機是一款高潔度的清洗設(shè)備，超聲波清洗機性能影響因素主要包括超聲波功率，超聲波頻率，超聲波功率密度，清洗介質(zhì)，功率驅(qū)動和頻率匹配等，超聲波粘結(jié)結(jié)構(gòu)形式等。

　　超聲波清洗機原理：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，通過換能器轉(zhuǎn)換成高頻機械振蕩而傳播到介質(zhì)，清洗溶劑中超聲波在清洗液中疏密相間的向前輻射，使液體流動而產(chǎn)生數(shù)以萬計的微小氣泡，存在于液體中的微小氣泡(空化核)在聲場的作用下振動，當(dāng)聲壓達到一定值時，氣泡迅速增長，然后突然閉合，在氣泡閉合時產(chǎn)生沖擊波，在其周圍產(chǎn)生上千個大氣壓力，破壞不溶性污物而使它們分散于清洗液中，當(dāng)團體粒子被油污裹著而粘附在清洗件表面時，油被乳化，固體粒子即脫離，從而達到清洗件表面凈化的目的。

　　超聲波功率，超聲工程學(xué)的研究內(nèi)容可分為功率超聲和檢測超聲兩大領(lǐng)域。其中，用超聲波使物體和物性發(fā)生變化的功率應(yīng)用，稱為功率超聲(powerultrasound)。 功率超聲波技術(shù)室以物理、機械振動、電子材料等學(xué)科為基礎(chǔ)的高新技術(shù)之一。它是以超聲波能量使物體或物性某些狀態(tài)變化的應(yīng)用技術(shù)。 大功率超聲波的生產(chǎn)，基本效應(yīng)和技術(shù)應(yīng)用的研究有較大的進展。

　　功率超聲波技術(shù)室以物理、機械振動、電子材料等學(xué)科為基礎(chǔ)的高新技術(shù)之一。它是以超聲波能量使物體或物性某些狀態(tài)變化的應(yīng)用技術(shù)。

　　對提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、防止環(huán)境污染、提高生產(chǎn)效率等具有具有特殊的潛在能力。]

　　大功率超聲波的生產(chǎn)，基本效應(yīng)和技術(shù)應(yīng)用的研究有較大的進展。工作頻率除應(yīng)用較廣低頻(60kHz以下)以外還發(fā)展了較高頻率的大功率超聲波換能器。功率容量為幾十到幾百千瓦，聲強由每平方厘米幾十到幾千瓦。

　　在功率超聲波領(lǐng)域，聲能的產(chǎn)生主要通過三種不同的方法：流體動力法、壓電效應(yīng)法、磁致伸縮效應(yīng)法。

　　超聲波清洗機是功率超聲***為重要的應(yīng)用之一，百分比實際是說的他的功率因數(shù)，0.5W是單位面積的功率，單個聲頭的功率*個數(shù)/底面積,即所謂的功率密度。

　　超聲波頻率是和超聲波功率相伴的另外一種超聲波參數(shù)，超聲波是指任何聲波或振動，其頻率超過人類耳朵可以聽到的***高閾值20千赫。超聲波由于其高頻特性而被廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域。超聲波是頻率高于20000赫茲的聲波，它方向性好，穿透能力強，易于獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠，可用于測距、測速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。

　　由于超聲波頻率很高，所以超聲波與一般聲波相比，它的功率是非常大的。空化作用──當(dāng)超聲波在液體中傳播時，由于液體微粒的劇烈振動，會在液體內(nèi)部產(chǎn)生小空洞。這些小空洞迅速脹大和閉合，會使液體微粒之間發(fā)生猛烈的撞擊作用，從而產(chǎn)生幾千到上萬個大氣壓的壓強。微粒間這種劇烈的相互作用，會使液體的溫度驟然升高，起到了很好的攪拌作用，從而使兩種不相溶的液體(如水和油)發(fā)生乳化，且加速溶質(zhì)的溶解，加速化學(xué)反應(yīng)。這種由超聲波作用在液體中所引起的各種效應(yīng)稱為超聲波的空化作用。

　　超聲波的兩個主要參數(shù)：

　　頻率：F≥20KHz(在實際應(yīng)用中因為效果相似，通常把F≥15K的聲波也稱為超聲波);

　　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物體表面的污物進行清洗，其原理可用“空化”現(xiàn)象來解釋：超聲波振動在液體中傳播的音波壓強達到一個大氣壓時，其功率密度為0.35w/cm2，這時超聲波的音波壓強峰值就可達到真空或負壓，但實際上無負壓存在，因此在液體中產(chǎn)生一個很大的壓力，將液體分子拉裂成空洞一空化核。此空洞非常接近真空，它在超聲波壓強反向達到***大時破裂，由于破裂而產(chǎn)生的強烈沖擊將物體表面的污垢撞擊下來。這種由無數(shù)細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。太小的聲強無法產(chǎn)生空化效應(yīng)。

　　一般超聲波頻率范圍在20-40千赫茲，這是指震蕩頻率，每秒鐘含多少個波(或反復(fù)變化的次數(shù))，而功率是指這種震蕩所具有的能量。物體受有同樣能量，但頻率不同的超聲波作用時，結(jié)果可能不一樣，當(dāng)然，頻率相同，而功率不同(所含能量不同的超聲波作用，結(jié)果也是有區(qū)別的。

　　超聲波發(fā)生器的頻率在部分設(shè)備中，是固定的(如超聲波加濕器)，只工作在設(shè)計頻率，但可以調(diào)節(jié)輸出功率大小;但在某些設(shè)備中，設(shè)置有一定的調(diào)整范圍供使用者調(diào)整，就是說在這些設(shè)備中，超聲波發(fā)生器的頻率可以調(diào)整，并且在使用中應(yīng)該調(diào)整：如在大型超聲波清洗機使用時，為了讓被清洗器件在清洗時處于共振狀態(tài)，在設(shè)定了清洗功率后，配合微調(diào)輸出超聲波頻率，使清洗效果達到***佳。

　　超聲波頻率選擇***主要的還是要看你的清洗物了，清洗粗糙、對物體表面沒有嚴格要求的用低頻就可以了，而對于一些網(wǎng)孔類的清洗***好用高頻，這樣能降低超聲對工件的空化效應(yīng)。其次要看清洗介質(zhì)的選擇，弱堿性的介質(zhì)SUS304鋼板就可以，弱酸性的還是不夠要求，容易在聲面形成酸化，鋼板容易老化。 判斷一臺超聲波清洗機的一般技術(shù)指標像待載老化程度和諧振、阻抗、感抗匹配都是在出廠前就已經(jīng)調(diào)試好的，關(guān)鍵還是在于您拿來做什么。當(dāng)然，現(xiàn)在對超聲波清洗機及發(fā)生器的聲音都采取了消音措施。振子的粘結(jié)方式一般是用特殊膠結(jié)的，采用螺栓緊固效果固然好，但不宜維修。 頻率的選擇是根據(jù)被清洗工件來決定的，一般材質(zhì)或者對表面要求不是很高的，用28KHz就可以了，對清洗較嚴格、或精密零部件***好選用高頻。這是因為，頻率越低產(chǎn)生的氣泡越大，當(dāng)超聲波頻率大于800KHz時，就沒有了空化氣泡，這樣對被清洗物的表面空化腐蝕的效果就***低。 補充一點，超聲波的清洗就是用振子產(chǎn)生的空化氣泡在瞬間爆破時產(chǎn)生的巨大壓強來達到剝離污物的效果。