影響功率超聲清洗機設(shè)備性能的因素
功率超聲波清洗機是一款高潔度的清洗設(shè)備,超聲波清洗機性能影響因素主要包括超聲波功率,超聲波頻率,超聲波功率密度,清洗介質(zhì),功率驅(qū)動和頻率匹配等,超聲波粘結(jié)結(jié)構(gòu)形式等。
超聲波清洗機原理: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,通過換能器轉(zhuǎn)換成高頻機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,使液體流動而產(chǎn)生數(shù)以萬計的微小氣泡,存在于液體中的微小氣泡(空化核)在聲場的作用下振動,當(dāng)聲壓達到一定值時,氣泡迅速增長,然后突然閉合,在氣泡閉合時產(chǎn)生沖擊波,在其周圍產(chǎn)生上千個大氣壓力,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,固體粒子即脫離,從而達到清洗件表面凈化的目的。
超聲波功率,超聲工程學(xué)的研究內(nèi)容可分為功率超聲和檢測超聲兩大領(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、機械振動、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展。
功率超聲波技術(shù)室以物理、機械振動、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)生主要通過三種不同的方法:流體動力法、壓電效應(yīng)法、磁致伸縮效應(yīng)法。
超聲波清洗機是功率超聲最為重要的應(yīng)用之一,百分比實際是說的他的功率因數(shù),0.5W是單位面積的功率,單個聲頭的功率*個數(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,其頻率超過人類耳朵可以聽到的最高閾值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,易于獲得較集中的聲能,在水中傳播距離遠,可用于測距、測速、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,由于液體微粒的劇烈振動,會在液體內(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)生幾千到上萬個大氣壓的壓強。微粒間這種劇烈的相互作用,會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。
超聲波的兩個主要參數(shù):
頻率:F≥20KHz(在實際應(yīng)用中因為效果相似,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物體表面的污物進行清洗,其原理可用“空化”現(xiàn)象來解釋:超聲波振動在液體中傳播的音波壓強達到一個大氣壓時,其功率密度為0.35w/cm2,這時超聲波的音波壓強峰值就可達到真空或負壓,但實際上無負壓存在,因此在液體中產(chǎn)生一個很大的壓力,將液體分子拉裂成空洞一空化核。此空洞非常接近真空,它在超聲波壓強反向達到最大時破裂,由于破裂而產(chǎn)生的強烈沖擊將物體表面的污垢撞擊下來。這種由無數(shù)細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。太小的聲強無法產(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,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使用時,為了讓被清洗器件在清洗時處于共振狀態(tài),在設(shè)定了清洗功率后,配合微調(diào)輸出超聲波頻率,使清洗效果達到最佳。