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超声波清洗器工作原理

[导读]随着科学技术的高速发展, 超声波清洗技术被广泛应用于各领域。综述了超声波清洗的历史、优势、原理、影响超声波清洗效果的因素、超声波清洗设备的组成、超声波清洗的应用以及超声波技术的最新进展。

超声波是一种频率超出人类听觉范围20 kHz 以上的声波。超声波很像电磁波, 能折射、聚焦和反射, 然而和电磁波又不同, 电磁波可以在真空中自由传播, 而超声波的传播要依靠弹性介质。其传播时,使弹性介质中的粒子振荡, 并通过介质按超声波的传播方向传递能量, 这种波可分为纵向波和横向波。在固体内, 两者都可以传送, 而在气体和液体内, 只有纵向波可以传送。


超声波能够引起质点振动, 质点振动的加速度与超声频率的平方成正比。因此,几十千赫兹的超声会产生极大的作用力, 强超声波在液体中传播时, 由于非线性作用, 会产生声空化。在空化气泡突然闭合时发出的冲击波可在其周围产生上千个大气压力, 对污层的直接反复冲击, 一方面破坏污物与清洗件表面的吸附, 另一方面也会引起污物层的破坏而脱离清洗件表面并使它们分散到清洗液中。气泡的振动也能对固体表面进行擦洗。气泡还能“钻入”裂缝中做振动, 使污物脱落。对于有油脂性污物, 由于超声空化作用, 两种液体在界面迅速分散而乳化, 当固体粒子被油污裹着而粘附在清洗件表面时, 油被乳化, 固体粒子即脱落。空化气泡在振动过程中会使液体本身产生环流, 即所谓声流。


他可使振动气泡表面存在很高的速度梯度和粘滞应力, 促使清洗件表面污物的破坏和脱落, 超声空化在固体和液体表面上所产生的高速微射流能够除去或削弱边界污层, 腐蚀固体表面, 增加搅拌作用, 加速可溶性污物的溶解, 强化化学清洗剂的清洗作用。此外, 超声振动在清洗液中引起质点很大的振动速度和加速度, 亦使清洗件表面的污物受到频繁而激烈的冲击 。由上述超声清洗原理可知, 凡是液体浸到空化产生的地方都有清洗作用, 不受清洗件表面复杂形状的限制, 如部件表面的空穴、凹槽、狭缝和深孔、微孔都能得到清洗, 而这些部件用一般刷洗方法是不能清洗干净的。


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