超声波清洗的机制及影响要素

       超声空化

　　当超声在清洗液中传达时,会发生空化、辐射压、声流等物理效应,这些效应对污物有机械剥落作用,一起能促进清洗液与污物的化学反应,其中,空化在超声波清洗中起首要作用。

　　液体中有声波传达时,液体中各个质点就存在着替换改变的声压。当声压为正时,液体遭到压缩;当声压为负时,液体遭到拉伸。如果拉伸力超越液体的抗拉强度,液体就呈现决裂,然后构成空泡,这种现象叫做空化。激发空化所需的最小声压叫做空化网。空泡生成后,在声场作用下,能够作振动运动,或许作闭合运动。在闭合时,能够发生达几千个大气压的局部高压(在微观条件下的分析与计算的成果)。

　　超声波清洗的机制

　　超声波清洗机的首要机制即使用“超声空化”,频率为20～80kHz。常用20～25kHZ。选用水、弱酸、弱碱做清洗介质,作业温度维持在60～70℃。因为“空化”,液体在高速微射流的作用下对钢丝外表环流冲刷随同发生搅拌等归纳效应,使钢丝外表氧化层中的金属化合物和有机污物瞬时从钢丝外表掉落。因为钢丝外表氧化层中的金属氧化物或金属化合物往往是细密地猫附在钢丝外表,为了使钢丝的外表在数秒钟内达到抱负的洁净状况,选用低浓度弱酸溶液或碱性溶液做清洗介质,通过化学反应将金属氧化物和有机化合物溶解。将超声波清洗与化学清洗有机地结合在一起,构成超声化学清洗,强化了清洗作用。

　　影响超声清洗功率的要素

　　声强

　　空化朗以上,声强愈大,空化愈激烈。但声强达到必定值后,空化趋于饱和,如再添加功率,空化强度反而下降。此外,高声强情况下,换能器辐射面与被洗物件外表易发生空化腐蚀现象,因而,要求功率挑选要适中。

　　频率

　　在水中发生空化所需声强与频率的关系如图1所示。由图1可知,频率愈低,空化愈简单发生。一起,在低频情况下,压缩与稀少的时间较长,也即液体受压与受拉的时间长。因而,空泡生长的时间也长,体积较大。而空化泡闭合时发生的冲击力的巨细又直接比例于空化泡的巨细,所以制品生产中超声清洗的频率挑选20～25kHz。此外,从图1还能够看出,含气的水比去气的水空化阅值低,清洗介质含气能够下降超声功率。

　　声场散布

　　研讨表明,在液体中发生一个稳定的驻波场是空化的最好条件。当液体中构成驻波场后,其中的空化强度散布不均匀。把铝箔放在40kHz的清洗槽内,能够观察到空化在铝箔上打孔的图样,如图2所示。铝箔腐蚀多的地方表明空化强。铝箔在每隔19.1mm处被严重腐蚀,这与40kHz超声波在水中传达的半波长相对应(铝箔是垂直放在清洗槽中心),因而在设计清洗槽时,将钢丝的走线高度处理在相应频率波长的12/处比较合理。

　　波形

　　超声波的发生是一个电声转换的过程。电子线路将工频(50Hz)的交流电转换成高频振动电流(20～25kHZ),通过功率扩大器扩大,组成所谓“超声波发生器”。功率高频负载到换能器上即发生机械振动。现代的超声波发生器,功率扩大都选用“丁类扩大”电路,作业处于开关状况,所以它的输出是矩形波。矩形波输出的功率达卯%以上,比正弦波作用更好,因而,频率改变规模增大,清洗作用变好。

　　温度

　　温度影响空化强度和清洗中化学反应的速度。不同的液体介质对应最大的空化强度都有一个适宜的温度。但是超声波作用于介质往往有一部分能量转化成热量,引起清洗介质的温度天然升高,所以一般均不需求外加热。因为循环泵的作用使介质的温度能够得到平衡。

　　介质的外表张力和钻滞性

　　清洗液的外表张力越大,空化强度越高。但太大的外表张力,会阻止空化的构成。豁滞性对空化强度的影响表现为:乳滞性愈大,空化强度愈弱,勃滞性愈大,传达超声所需的能量也大,所以在装备清洗液时,通过添加剂操控清洗介质的外表张力与猫度。实践应用中,以上各参数的挑选是一个非常重要的问题。挑选的根据首要是污物的类型,污物与被清洗外表的结合强度等。

　　文章源自：开平超声波清洗机       http://www.kpzfcsb.com/