超声波清洗原理是什么(超声波原理图详细解析)
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2022 / 07 / 02
随着科学技术的高速发展,超声波技术越来越多地应用于人们生产和生活的各个领域。 从超声测厚到超声诊断、治疗、超声焊接,已为人们所熟知。 然而,超声波清洗机的应用,尚不十分清楚和了解。
超声波清洗技术最早出现在20世纪30年代初。 当时,位于美国新泽西州的美国无线公司实验室的技术人员试图用自制的简陋超声波清洗系统清洗某些东西,但实验没有成功。 在此基础上,超声波清洗技术在20世纪50年代得到了很大的发展,当时使用的超声波的工作频率为20~40kHz。 此范围内的超声波应用于数千种不同的工作场合,大多是另一种清洗手段无法顺利发挥作用的情况。 超声波可以为工件提供非常大的能量,特别适用于去除牢固附着在基底上的污垢。 但是,在某些情况下,超声波的强大能量也会附着污垢而损伤脆弱的基材。 过去十几年,超声波领域出现了一些技术革新,提高了清除敏感基底污垢的安全系数。 在此期间,超声波技术特别是中高频超声波清洗技术有了新的发展,成为了行业的亮点。 近年来,根据超声波的频率,使用兆频( 40kHz以下的通常或低频超声波,1000kHz以上的也称为高频超声波、兆频、兆频)进行清洗,从而去除半导体材料表面的超微细的污垢的微粒,且不损伤基材的表面现在,这项技术正在迅速普及。
超声波清洗机主要由发生器、换能器和清洗槽三部分组成。 发生器是电源,产生电磁振动信号,提供能量; 作为振子的膜片是超声波清洗的重要部分,它将发生器产生的电磁振动转化为振子自身的超声波振动,传递到清洗槽中产生空化作用,通常放置在槽底部; 清洗槽用于收容清洗液和要清洗的工件。 超声波清洗原理超声波是频率在人类听觉范围20kHz以上的声波。 超声波与电磁波非常相似,能折射、聚焦、反射,但与电磁波不同,电磁波可以在真空中自由传播,但超声波的传播取决于弹性介质。 在其传播时,使弹性介质中的粒子振动,通过介质向超声波的传播方向传递能量。 这个波浪分为纵波和横波。 在固体内,两者都可以传递,但在气体和液体内,只有纵向的波可以传递。 超声波可以引起质点的振动,质点振动的加速度与超声波频率的平方成正比。 因此,几十千赫兹的超声波产生非常大的力,强超声波在液体中传播时,通过非线性作用产生声空化。 空化气泡突然关闭时产生的冲击波,使其周围产生成千上万个大气压,反复直接冲击污染层,一方面破坏污染物与洗涤物表面的吸附,另一方面引起污染物层的破坏,脱离洗涤物表面,分散在洗涤液中。 气泡的振动也可以擦洗固体表面。 气泡也可以“钻入”裂缝中振动,去除污垢。 如果有油脂性污垢,在超声波空化作用下,两种液体在界面处迅速分散乳化,当固体颗粒被油污包裹并附着在洗涤材料表面时,油被乳化,固体颗粒脱落。 空化气泡在振动过程中会使液体本身产生环流,即所谓的声流。 他使振动气泡表面存在高速度梯度和粘滞应力,促进洗涤物表面污垢的破坏和脱落,超声空化在固体和液体表面产生的高速微射流消除或减弱边界污染层,腐蚀固体表面,增加搅拌作用,加速可溶性污垢的溶解,强化化学洗涤剂的洗涤作用另外,超声波振动会在清洗液中引起质点的较大振动速度和加速度,对清洗材料表面的污垢产生频繁且剧烈的冲击。 根据以上超声波清洗的原理可知,液体浸渍在产生气穴的地方时,具有清洗作用,可以不受用通常的刷洗方法无法清洗的部件表面的空洞、槽、狭缝、深孔、细孔等复杂形状的限制进行清洗。
超声波清洗本身具有其他物理清洗和化学清洗无法比拟的优势,因此被广泛应用于日常生活、电子业、制药工业、实验室、机械业、金属工业、化工等诸多领域。 日常生活
在日常生活中,眼镜、饰品可超声波清洗,速度快,无损伤。 在酒店、酒店、家庭日常清洗餐具,不仅清洗效果好,而且有杀灭病毒的作用。 制药工业
超声波清洗技术经过多家制药企业的应用得到广泛使用,尤其是西林瓶、口服液瓶、氨瓶、大输液瓶的清洗以及丁基橡胶塞、天然橡胶塞的清洗得到肯定。 瓶类清洗是用超声波清洗技术代替传统的毛刷机,经过翻转注水、超声波清洗、内外清洗、吹气、翻转等流程实现的。 电子工业
焊接印刷电路板后,焊剂的残留物多多少少都会附着在电路板上。 这些残留物会对基板产生不良影响,包括短路、漏电、腐蚀、接触不良等。 对电子制造业产生质量上的影响。 采用超声波清洗技术,可以大幅度降低残留物的量,进一步提高清洁度。 金属行业
众所周知,将金属棒材挤出纺丝后,金属线外侧往往附着有炭化膜和油,用酸洗等清洗方法很难去除污垢。 超声波纺丝机是根据实际生产需要设计的连续纺丝,是一种高效的清洗设备,粗清洗部分由清洗液罐、换能器、循环泵、过滤器、辅助管路系统组成,金属线由超声波粗清洗后,整个被干燥的设备统一控制。 精密光学仪器
光学仪器的透镜表面在切片、抛光等加工过程中,表层往往被碎屑、油污等污染,有的甚至渗透到表层显微组织内,采用其他工艺清洗效果不佳,但要切换到高效超声清洗并不容易。 以上就是超声波清洗的原理及其实际应用内容,超声波清洗具有广泛的应用领域和应用价值,相信随着科学技术的进步,超声波清洗将在清洗领域得到迅速的发展。
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