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超声波 清洗的原理及影响清洗的因素

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浏览:- 发布日期:2018-02-01 15:00:40【

超声波 在液体中传播能够形成空化作用,用来清 洗物件特别实用。

超声清洗的原理

超声波 清洗主要是利用超声波在液体中的空化作用。超声波 在液体传播过程中,当其声 波压强达到一个大气压时,超声波 的功率密度约为0.35W/cm2,这时在 液体中传播的超声波的声波压强峰值在液体中会产生一个很大的力,将液体拉裂成空洞(空化核),此空洞 为真空或非常接近真空。在信号电压值(或超声波压强)下一个 半周达到最大时,由于周 围的压力的增大而被压碎,这些无 数细小而密集的气泡破裂时产生冲击波的现象被称之为“空化”作用,空化泡崩溃时,在极短 的时间和极小的空间内,形成局部热点,可产生高达5000 K的高温和108Pa的高压,温度变化率高达109K/s,并伴随 有强烈的冲击波和时速达400km的射流[12]。在此作用下,液体分 子激烈碰撞产生非常强大的冲击力,将被清 洗物体表面的污物撞击下来。空化作 用也在固体与液体的交界处产生一种剪切力,也使污垢脱落,因而两种力的作用下,对于浸 入超声波作用下的液体中的物体外表面具有超乎寻常的清洗作用。另外,由于超 声波具有很强的穿透固体的作用,所以这种“空化”作用对 浸入超声波作用下的液体中物体(如管件)内表面 也能得到一定程度的清洗,这是超 声波清洗优于其它清洗手段的重要方面。

影响清洗的因素

1.超声波频率:超声波频率越低,在液体 中产生空化越容易,作用也越强。频率高 则超声波方向性强,适合于 精细物体的清洗。根据频率不同,声强一般选在12w/cm2左右。

2.功率密度:超声波 的功率密度越高,空化效果越强,速度越快,清洗效果越好。但对于精密的、表面光 洁度甚高的工件,采用长 时间的高功率密度清洗会对物体表面产生“空化”腐蚀。

3.清洗介质:采用超声波清洗,一般有两种清洗剂:化学溶 剂和水基清洗剂。清洗介质的化学作用,加上超 声波清洗的物理作用,两种作用相结合,以对物体进行充分,彻底的清洗。

4.清洗温度:一般来说,超声波在30℃~40℃时空化效果最好。清洗剂是温度越高,作用越显著。但随着液温的上升,液体中 生存的气泡会遮断声波,使超声波减弱。通常实 际应用超声波清洗时,采用40℃~60℃的工作温度。

5.工作放置方式:因为将 清洗物置于驻波压力最大的位置,可获得 最佳的清洗效果,所以工 件在清洗槽内上下、左右缓慢的摆动,则清洗越均匀、彻底,清洗效果越好。

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