功率超聲清洗機(jī)設(shè)備性能影響因素分析

超聲波清洗機(jī)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(hào)，通過(guò)換能器轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)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(dòng)而產(chǎn)生數(shù)以萬(wàn)計(jì)的微小氣泡，存在于液體中的微小氣泡(空化核)在聲場(chǎng)的作用下振動(dòng)，當(dāng)聲壓達(dá)到一定值時(shí)，氣泡迅速增長(zhǎng)，然后突然閉合，在氣泡閉合時(shí)產(chǎn)生沖擊波，在其周圍產(chǎn)生上千個(gè)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(tuán)體粒子被油污裹著而粘附在清洗件表面時(shí)，油被乳化，固體粒子即脫離，從而達(dá)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?jī)?nèi)容可分為功率超聲和檢測(cè)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(jī)械振動(dòng)、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(jìn)展。
功率超聲波技術(shù)室以物理、機(jī)械振動(dòng)、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(duì)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(jìn)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(qiáng)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(guò)三種不同的方法：流體動(dòng)力法、壓電效應(yīng)法、磁致伸縮效應(yīng)法。
超聲波清洗機(jī)是功率超聲最為重要的應(yīng)用之一，百分比實(shí)際是說(shuō)的他的功率因數(shù)，0.5W是單位面積的功率，單個(gè)聲頭的功率*個(gè)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(dòng)，其頻率超過(guò)人類耳朵可以聽(tīng)到的最高閾值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(qiáng)，易于獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠(yuǎn)，可用于測(cè)距、測(cè)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?？栈饔茅ぉぎ?dāng)超聲波在液體中傳播時(shí)，由于液體微粒的劇烈振動(dòng)，會(huì)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(huì)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(wàn)個(gè)大氣壓的壓強(qiáng)。微粒間這種劇烈的相互作用，會(huì)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(gè)主要參數(shù)：
頻率：F≥20KHz(在實(shí)際應(yīng)用中因?yàn)樾Ч嗨?，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(duì)物體表面的污物進(jìn)行清洗，其原理可用“空化”現(xiàn)象來(lái)解釋：超聲波振動(dòng)在液體中傳播的音波壓強(qiáng)達(dá)到一個(gè)大氣壓時(shí)，其功率密度為0.35w/cm2，這時(shí)超聲波的音波壓強(qiáng)峰值就可達(dá)到真空或負(fù)壓，但實(shí)際上無(wú)負(fù)壓存在，因此在液體中產(chǎn)生一個(gè)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(qiáng)反向達(dá)到最大時(shí)破裂，由于破裂而產(chǎn)生的強(qiáng)烈沖擊將物體表面的污垢撞擊下來(lái)。這種由無(wú)數(shù)細(xì)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(qiáng)無(wú)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(gè)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(shí)，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(jì)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(shuō)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(jī)使用時(shí)，為了讓被清洗器件在清洗時(shí)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(dá)到最佳。
超聲波頻率選擇最主要的還是要看你的清洗物了，清洗粗糙、對(duì)物體表面沒(méi)有嚴(yán)格要求的用低頻就可以了，而對(duì)于一些網(wǎng)孔類的清洗最好用高頻，這樣能降低超聲對(duì)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。