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超声波清洗机的原理

工业超声波清洗机清洗的原理
把液体放入清洗槽内,给槽内作用超声波。由于超声波与声波一样是一种疏密的振动波,介质的压力作交替变化。如果对液体中某一确定点进行观察,这点的压力如图4-14曲线A所示。以静压(一般一个大气压)为中心,产生压力的增减若依次增强超声波的强度,则压力振幅也随着增加,像图4-14曲线B那样,并产生负的压力。



实际上负的压力是不存在的,所谓负压是在液体中产生撕裂的力,且形成真空的空泡,并被后面的压缩力压挤而破灭。这种在声场作用下的振动,当声压达到一定值时,气泡将迅猛增长,然后又突然闭合,在气泡闭合时,由于液体间相互碰撞产生强大的冲击波,在其周围产生上千个大气压的压力。这也就是所说的“超声空化”。超声清洗就是利用了空化作用的冲波,其清洗过程中由下列四个因素作用所引起。
(1)因空泡破灭时产生强大的冲击波,污垢在冲击波的作用下被剥离下来即分散及脱落。
(2)因空化现象产生气泡。由冲击形成的污垢层与表面之间的间隙和空隙渗透,由于这种小气泡与声压同步膨胀、收缩,产生像剥皮那样的物理力重复作用于污垢层,污垢一层层被剥开,小气泡再继续向前推进,直到污垢层被剥下为止。这就是空化二次效应
(3)超声清洗中清洗液的超声振动本身对清洗的作用。例如:20kHz,2W/cm2的超声波在清洗液中传播时,它将引起质点的振动,位移幅度1.321Lm,速度016m/s,加速度为2.04×104m/s,声压为1.45×105Pa,这表明清洗物表面的污垢层每秒将遭到2万次的激烈冲击。
(4)清洗剂也溶解了污垢,产生乳化分散的化学力。
既然空化是主要的,那么如何产生空化呢?一般来说,空化不仅由介质特性决定,而且也与声场有关。空化阈的高低受到多因素制约,主要有如下几个因素:

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