超聲波是一種振動頻率高于聲波的機(jī)械波，由換能晶片在電壓的激勵下發(fā)生振動產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點(diǎn)。超聲波對液體、固體的穿透本領(lǐng)很大，尤其是在陽光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波，碰到活動物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。因此超聲波檢測廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國防、生物醫(yī)學(xué)等方面。
工作原理
全自動超聲波清洗機(jī)原理主要是將換能器，將功率超聲頻源的聲能，并且要轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動，通過清洗槽壁使之將槽子中的清洗液輻射到超聲波。由于受到輻射的超聲波，使之槽內(nèi)液體中的微氣泡能夠在聲波的作用下從而保持振動。當(dāng)聲壓或者聲強(qiáng)受到壓力到達(dá)一定程度時候，氣泡就會迅速膨脹，然后又突然閉合。在這段過程中，氣泡閉合的瞬間產(chǎn)生沖擊波，使氣泡周圍產(chǎn)生1012-1013pa的壓力及局調(diào)溫，這種超聲波空化所產(chǎn)生的巨大壓力能破壞不溶性污物而使他們分化于溶液中，蒸汽型空化對污垢的直接反復(fù)沖擊。一方面破壞污物與清洗件表面的吸附，另一方面能引起污物層的疲勞破壞而被駁離，氣體型氣泡的振動對固體表面進(jìn)行擦洗，污層一旦有縫可鉆，氣泡立即“鉆入”振動使污層脫落，由于空化作用，兩種液體在界面迅速分散而乳化，當(dāng)固體粒子被油污裹著而粘附在清洗件表面時，油被乳化、固體粒子自行脫落，超聲在清洗液中傳播時會產(chǎn)生正負(fù)交變的聲壓，形成射流，沖擊清洗件，同時由于非線性效應(yīng)會產(chǎn)生聲流和微聲流，而超聲空化在固體和液體界面會產(chǎn)生高速的微射流，所有這些作用，能夠破壞污物，除去或削弱邊界污層，增加攪拌、擴(kuò)散作用，加速可溶性污物的溶解，強(qiáng)化化學(xué)清洗劑的清洗作用。由此可見，凡是液體能浸到且聲場存在的地方都有清洗作用，其特點(diǎn)適用于表面形狀非常復(fù)雜的零件的清洗。尤其是采用這一技術(shù)后，可減少化學(xué)溶劑的用量，從而大大降低環(huán)境污染
一、功率的選擇
超聲波清洗效果不一定與(功率×清洗時間)成正比，有時用小功率，花費(fèi)很長時間也沒有清除污垢。而假如功率達(dá)到一定數(shù)值，有時很快便將污垢往除。若選擇功率太大，空化強(qiáng)度將大大增加，清洗效果是進(jìn)步了，但時使較精密的零件也產(chǎn)生蝕點(diǎn)，得不償失，而且清洗缸底部振動板處空化嚴(yán)重，水點(diǎn)腐蝕也增大，在采用三氯乙烯等有機(jī)溶劑時，基本上沒有題目，但采用水或水溶性清洗液時，易于受到水點(diǎn)腐蝕，假如振動板表面已受到傷痕，強(qiáng)功率下水底產(chǎn)生空化腐蝕嚴(yán)重，因此要按實(shí)際使用情況選擇超聲功率。
二、頻率的選擇
超聲清洗頻率從28kHz到120kHz之間，在使用水或水清洗劑時由空穴作用引起的物理清洗力顯然對低頻有利，一般使用28-40kHz左右。對小間隙、狹縫、深孔的零件清洗，用高頻(一般40kHz以上)較好，甚至幾百kHz。對鐘表零件清洗時，用400kHz。若用寬帶調(diào)頻清洗，效果更良好。
三、清洗籃的使用
在清洗小零件物品時，常使用網(wǎng)籃，由于網(wǎng)眼要引起超聲衰減，要特別引起留意。當(dāng)頻率為28khz時使用10mm以上的網(wǎng)眼為好。
四、清洗液溫度的選擇
水清洗液較為適宜的清洗溫度為40-60℃，尤其在天冷時若清洗液溫度低空化效應(yīng)差，清洗效果也差。因此有部分清洗機(jī)在清洗缸外邊繞上加熱電熱絲進(jìn)行溫度控制，當(dāng)溫度升高后空化易發(fā)生，所以清洗效果較好。當(dāng)溫度繼續(xù)升高以后，空泡內(nèi)氣體壓力增加，引起沖擊聲壓下降，反應(yīng)出這兩因素的相乘作用。
五、清洗液量的多少和清洗零件的位置的確定
一般清洗液液面高于振動子表面100mm以上為佳。由于單頻清洗機(jī)受駐波場的影響，波節(jié)處振幅很小，波幅處振幅大造成清洗不均勻。因此較佳選擇清洗物品位置應(yīng)放在波幅處。
六、超聲清洗工藝及清洗液的選擇
在購買清洗系統(tǒng)之前，應(yīng)對被清洗件做如下應(yīng)用分析：明確被洗件的材料構(gòu)成、結(jié)構(gòu)和數(shù)目，分析并明確要清除的污物，這些都是決定所要使用什么樣的清洗方法，判定應(yīng)用水性清洗液還是用溶劑的先決條件。終極的清洗工藝還需做清洗實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。只有這樣，才能提供合適的清洗系統(tǒng)、設(shè)計公道的清洗工序以及清洗液。考慮到清洗液的物理特性對超聲清洗的影響，其中蒸汽壓、表面張力、黏度以及密度應(yīng)為最顯著的影響因素。溫度能影響這些因素，所以它也會影響空化作用的效率。任何清洗系統(tǒng)必須使用清洗液。
選擇清洗液時，應(yīng)考慮以下三因素：
1、清洗效率：選擇比較有效的清洗溶劑時，一定要做實(shí)驗(yàn)。如在現(xiàn)有的清洗工藝中引進(jìn)超聲，所使用的溶劑一般不必變更;
2、操縱簡單：所使用的液體應(yīng)安全無毒、操縱簡單且使用壽命長;
3、本錢：較為廉價的清洗溶劑的使用本錢并不一定最低。使用中必須考慮到溶劑的清洗效率、安全性、一定量的溶劑可清洗多少工件利用率最高等因素。當(dāng)然，所選擇的清洗溶劑必須達(dá)到清洗效果，并應(yīng)與所清洗的工件材料相容。水為最普通的清洗液，故使用水基溶液的系統(tǒng)操縱簡便、使用本錢低、應(yīng)用廣泛。然而對某些材料以及污垢等并不適用于水性溶液，那么還有很多溶劑可供選用。
那么用戶在選擇超聲波清洗器時需要考慮哪些因素呢？下面為大家介紹幾個主要的檢驗(yàn)超聲波清洗器性能的因素：
1、工藝：超聲波清洗、鼓泡清洗和高壓噴淋清洗相互組合，亦可以單獨(dú)使用，具體視工件和污漬而設(shè)計不同的工藝。
2、清洗槽尺寸：根據(jù)工件大小和清洗量決定。
3、清洗劑：以傳統(tǒng)方法用到的清洗劑是一樣的，不需要更換。
4、頻率：常規(guī)的是28KHZ和40KHZ,28KHZ的特點(diǎn)是超聲威力大，超聲次數(shù)少，適合清洗清潔度有一定要求的工件。40KHZ的特點(diǎn)是超聲威力小，超聲次數(shù)多，適合清洗清潔度要求不高的工件。
5、功率：根據(jù)清洗槽的尺寸來確定功率大小。每個50W的換能器之間的距離為80mm，根據(jù)這個行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，可以算出功率大小。
6、配件：韓國逸山超聲波換能器、第六代超聲波發(fā)生器、SUS304槽體、進(jìn)口膠水和種釘雙重固定。
7、清洗液溫度：常溫-100度，具備恒溫系統(tǒng)，一直保持這樣的溫度。比如：可以在60度的時候，去油效果更佳。
8、安裝方式：超聲波安裝方式有：底部安裝、兩側(cè)安裝、底部和兩側(cè)三面同時安裝。底部安裝又叫做底震式，超聲波的有效作用高度為500mm，兩側(cè)安裝是側(cè)震，超聲波的有效作用長度為1000mm，有效作用高度與換能器的位置有關(guān)。底部和兩側(cè)三面同時安裝，是三面震，超聲波的有效作用長度不能超過1000mm，高度可以調(diào)整。
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