超声波清洗机原理

文章出处：人气：发表时间：2023-05-20 17:02

超声波清洗机原理

1. 什么是超声:声波可以分为三种类型，即次声、声和超声。次声波频率低于20Hz;声波频率在20Hz ~ 20kHz之间;超声波的频率在20kHz以上。其中，次声波和超声波一般人耳听不到。超声波由于其频率高、波长短，具有良好的传播方向和很强的穿透能力，因此设计制造了超声波清洗机。

2. 如何用超声波清洗

超声波清洗是利用超声波在液体中的空化、加速和直接流入，直接或间接地影响液体和污垢，使污垢层被分散、乳化和剥落，达到清洗目的。目前，在超声波清洗机中，汽蚀和直接流动的应用更为广泛。

(1)空化:空化是超声波在压缩力和降压作用下每秒超过20000次的高频变换。当压力降低时，液体中会产生真空核心组气泡现象。当压力被压缩时，真空核心组的气泡被压力压碎时会产生强大的冲击力，从而将被清洗对象表面的污垢剥离掉，从而达到精确清洗的目的。

在超声波清洗过程中，肉眼可见的气泡不是真空核心组气泡，而是气泡，气泡可以抑制空化，降低清洗效率。只有完全去除液体中的气泡，抽真空核心组气泡才能达到最佳效果。

(2)直接流入:超声波在液体中沿声音传播方向流动的现象称为直接流入。当声波的强度为0.5 w / cm2,直接流可以被肉眼看到,流是垂直于表面振动,流速是大约10 cm / s。通过这个直接流入,微观表面的油脂和污垢清洗对象是搅拌,和清洁液体表面的污垢也会产生对流。溶解后的污垢与新液体混合，使溶解速度加快，对污垢的输送起着很大的作用。

(3)加速度:液体颗粒推进产生的加速度。对于高频超声波清洗机，空化效果不明显。此时，清洗主要依靠液体颗粒在超声波冲击下的加速度对颗粒进行超精密清洗。

3.超声波清洗机组成:超声波清洗机主要由超声波清洗槽和超声波发生器组成。超声波清洗罐采用实心、弹性、耐腐蚀的优质不锈钢，底部安装超声波换能器振动器;超声波发生器产生高频、高压，通过电缆连接线传给换能器，换能器与振动板产生高频共振，使清洗槽内的溶剂被超声波清洗干净。

超声波清洗机械原理

1、超声波清洗原理:超声波清洗机的原理主要是基于超声波在液体中振动产生的交变激波和空化。超声波清洗时，换能器将电源提供的电能转化为超声波机械振动，并将振动传递到清洗液中。当声波在液体中传播时，会产生空化现象。空化核心会在周围产生数千个大气压，破坏不溶性污垢，使其分散在清洗液中。蒸汽汽蚀对脏层的直接而反复的冲击，一方面会破坏脏层的吸收和清洗零件表面的清洁，另一方面也会造成脏层的破坏和断裂。气泡的振动可以摩擦固体表面。一旦脏层有裂缝，就可以钻。气泡也可以“钻”入裂缝中振动，使污物层脱落。由于超声空化作用，两种液体在界面迅速分散，发生乳化。当固体颗粒被油包裹并粘附在清洁部分表面时，油被乳化。固体颗粒即声流和辐射压力是大振幅波在煤质中传播的非线性现象。空化泡在振荡过程中会在液体介质本身产生一种循环，称为声流。它会使运动气泡表面产生高的速度梯度和应力，促进清洗件表面污垢的损伤和脱落。因为超声空化产生的高速微射流对固体和液体的界面可以消除或削弱边界脏层,固体表面腐蚀,增加搅拌效果,加快溶解可溶性污垢,加强化学清洗剂的清洗效果,此外,超声振动起着很大的振动速度和加速度的粒子在液体清洗,它还能使被洗零件表面的污垢被频繁而强烈地冲洗掉。上述机理可以理解为超声波清洗在传播过程中，会产生空化、辐射压力、声流等物理效应。物理作用对污垢有机械剥离作用，能促进清洗液与污垢之间的化学反应。空化效应在超声清洗过程中起着重要的作用。

2、超声波清洗机工作原理:超声波清洗机原理:简单的超声波清洗机由两部分组成:超声波发生器和清洗机(罐)。高频振荡器产生超声频率电流，并将其传输到换能器(由线圈缠绕的环形镍块组成)。当超声频率电流通过换能器线圈时，产生电磁场。在电磁场作用下，换能器镍环的直径周期性变化，振动频率约为20千周。超声波振动通过与换能器相连的液体容器底部传递到液体中，对产品进行清洗。

3、影响超声波清洗机清洗效果的因素:一般来说，超声波效果与超声波条件(如功率、频率、温度、压力)、超声波时间以及清洗液的选择有关。例如，在外延生长之前，用清洗液、硫酸和水对硅片进行超声波清洗，当超声波功率大于250W时，清洗效果更好。

4、超声波清洗机的使用:不同类型的超声波清洗机在使用上有不同的要求。应按照清洗机的使用说明进行安装和使用。用法如下:

1. 首先连接发电机和清洗池，并连接电源。
2. 将干净的水倒入清洗池中，深度约20-40mm。
3.打开电源开关，指示灯亮，预热1-2分钟后开始工作(有些机器需要先打开低压开关，预热10分钟后再打开高压开关)。
4. 转动电源调节旋钮使振动和气泡变大，指示安培计的读数也接近大。然后调整电源，使洗衣机正常工作。
5. 将盛有硅片和清洗液的烧杯放入清洗槽中清洗硅片。

任何超声清洗系统必须具备三个基本要素:

1. 清洁液

2. 将电能转换成机械能的转换器

3.产生高频电信号的超声波发生器。

超声波主要参数:

频率:F≥20kHz;

功率密度:P =发射功率(W) /发射面积(cm2);一般P≥0.3w/cm2。

超声波换能器原理:

超声波清洗机的工作原理是将换能器、功率超声波频率源的声能转换为机械振动，通过清洗罐壁将罐内的清洗液辐射到超声波上。由于超声波的辐射作用，液体中的微泡在声波的作用下保持振动。当声压或强度达到一定程度时，气泡会迅速膨胀，然后突然闭合。在此过程中，气泡闭合时产生冲击波，在气泡周围产生压力和局部温度1012-1013pa。超声空化产生的巨大压力可以破坏不溶性污垢，使其分化为溶液。蒸汽汽蚀对污垢的直接反作用力。它一方面可以破坏污垢的吸附和清洗部件的表面，另一方面会造成污垢层的疲劳损伤和被驳斥。超声波在液体中传播，使液体与清洗槽在超声波频率下共同振动。当液体和清洗槽振动时，它们有自己的固有频率，也就是声波的频率，所以人们能听到嗡嗡声。

清洗过程是清洗介质、污染物与工件表面相互作用的过程，是一个复杂的物理化学过程。清洗不仅与污染物的性质、类型、形式和附着程度、清洗介质的理化性质、清洗性能、工件材料、表面状态等有关，还与清洗条件如温度、压力、附加超声振动、机械外力等因素有关。因此，必须对清洗工艺的选择进行科学合理的分析。
超声波清洗机原理的利用

超声波清洗机是应用于社会的，它直接影响着液体和土壤的流动。超声波清洗机将直接和间接利用液体进行分散、乳化和分层污垢层，达到清洗污垢的目的。在目前的超声波清洗机中，空化和直流电动机得到了广泛的应用。另外，国内销售领先的超声波清洗机的原理是什么?

原则1:空化

空化是指超声波在每秒不同压力或压缩的高频变换液体中相互作用传递。超声波清洗机减压时，会在液体中产生核心组的真空气泡。超声波清洗机在压力作用下，核心组的真空气泡会在压力作用下产生强大的冲击力，从而减少待清洗物体表面的污垢，达到准确清洗的目的。

原则2:直接流入

超声波沿着声音传播的方向流进液体的现象称为直流电。实际电流是一种液体，肉眼可见，垂直于振动面流动。超声波清洗机将被清洗对象表面的微小油污沿直线流动，油污表面的清洁液体也产生对流。将溶解的污垢溶液与新溶液混合，以加快溶解速度。

原则3:加速度

液体粒子推动加速度。在高频超声清洗机的情况下，空化效应可以忽略不计，但此时清洗主要取决于液体颗粒的超声加速度，对颗粒产生影响。清洗污垢超精准，清洗效果也非常明显。

超声波清洗机质量好、性能好，能将高频振荡的电信号转化为高频机械振荡，并随清洗液的纵波形式发射出来。这些现象称为空化效应。空化的持续作用下,工件的表面杂质或隐藏部分破碎剥落。与此同时,超声波清洗机的作用下,清洁液的冷却将加强和脉冲搅拌将会加剧,溶解、分散乳化,所以工件将彻底清洗

超声波清洗机在真空中的原理
设备组成:东脱真空烃源设备清洗由清洗烘干机本体、超声波系统、真空脱气系统、循环过滤系统、机械臂系统、真空干燥系统、真空蒸馏回收系统、HC浓度监控系统、自动灭火系统、电气控制系统组成。

超声波真空碳氢清洗机的工作原理:清洗剂中残留气体较多，空气含量是水的8-10倍。超声波振子发射的高周波遇气体(残余氧)会衰减，影响超声波的精密清洗效果。超声空化效应难以产生，需要真空脱气。首先，清洗篮进入清洗槽。这时,汽缸驱动箱盖自动关闭清洗罐,真空脱气系统开始,尾气的空气罐,在真空状态下,气体的窄隙产品清洗和清洁剂中包含的气体可以提取,超声波开始,摇摆设备开始,驱动洗涤篮子旋转,所以清洁剂可以完全消除;设定时间后，释放真空，打开气缸盖，清洁篮进入下一罐。

超声波真空碳氢化合物清洁器

真空蒸馏的回收原理

1)超声波真空碳氢清洗机加热:采用导热油间接加热。罐体下部装有加热油袋，箱外设有导热油加热箱，加热功率12kW。首先通过加热管对导热油进行加热，然后将导热油泵入加热油包中。热交换后，传热油被送回加热箱加热，使其循环。加热油包有独立的温度控制系统，油温从R.T. ~ 140℃可调

2)将超声波真空烃清洁器回收的清洗剂(溶剂1)泵入真空蒸馏回收罐中。在进入真空回收罐之前，首先进入换热筒，与蒸馏回收的HC蒸汽管进行换热。吸尘后，清洗剂迅速沸腾蒸发，产生HC蒸汽。然后在冷凝区进行冷凝和回收。回收的纯清洗剂排放到储罐中循环使用。具有自动补液、循环、冲洗功能。

3)强大的真空减压系统，配有真空减压泵，真空显示仪表。真空电机采用西门子电磁阀。真空蒸馏的回收能力为200L / h。在常温常压下，碳水化合物的沸点为172℃。在减压的情况下，沸点可以降低。高温碳水化合物在较低的压力下迅速形成HC蒸汽，通过真空泵将HC蒸汽一起从回收罐中抽出，然后在冷却箱内形成液体。活性炭过滤后称为再生液，可回收利用。

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