超声清洗的作用机理及其应用

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超声波清洗机工作原理及使用

超声波清洗机工作原理及使用

超声波清洗机工作原理及使用一、超声波清洗机概述超声波清洗机是一种利用超声波振动作用于清洗液中产生高频液流的清洗设备,它可以清洗掉微小尘埃、油脂、氧化层等表面脏污,常用于电子、仪器、航空等行业。

二、超声波清洗机的工作原理超声波清洗机主要由振子、发生器、清洗槽和管路系统等组成。

1.振子超声波清洗机中的振子是由射频电压变成高频机械振动的机械转换器。

能够将射频电压转换成机械振动的物质称为压电晶体,因此振子中使用压电晶体并利用其达到压力与变形相互之间的转换。

2.发生器超声波清洗机中的发生器是将AC电压变成高频射频电压的装置,采用电子功率放大装置作为发生器,将低频交流电压升高到射频电压。

3.清洗槽超声波清洗机中的清洗槽通常是由不锈钢制成的,污浊物质被清理掉后,容易在清洗槽中沉淀,通过泵、管路输送回收并处理。

4.管路系统超声波清洗机中的管路系统通常包括了清洗槽、加热器、废液回收器等设备,输入的液体通过管路输送到清洗槽中,清洗的物品通过管路输送到清洗槽中清洗。

三、超声波清洗机的使用方法超声波清洗机的使用是非常方便简单的,以下是使用步骤:1.打开超声波清洗机电源,确认电源灯亮起。

2.查看清洗槽里的水位,如液面过低,需添加清洗液。

3.到目标场所,取出要清理目标物。

4.把要清洗的物品放在清洗槽中,注意不能超过液面,否则容易造成电压被烧坏或污染液体。

5.确认已将管路系统正确连接上了,按下经序排列的操作按钮,设定好清洗时间、温度等参数。

6.收集废液并回收处理。

四、注意事项在使用超声波清洗机时,需要注意以下几点:1.不能接触投影仪口、麦克风口、喇叭口等易受损的部位,避免故障发生。

2.在使用过程中,尽量避免使用过高压力清洗,以免对清洗物品造成损伤。

3.注意清洗液的浓度,过低不能很好地清洗物品,过高又会引起腐蚀等问题。

4.清洗时要注意防止把手伸进水中,以免发生触电事故。

经过以上安全措施的加持,可以确保超声波清洗机的安全、便捷、高效地进行各种清洗作业。

超声波清洗机漂洗原理

超声波清洗机漂洗原理

超声波清洗机漂洗的原理
超声波清洗机漂洗的原理是基于超声波的振动作用。

当超声波清洗机工作时,超声波
发生器产生高频振动,通过换能器传递给清洗液。

这种振动使得清洗液中的微小气泡
受到周期性的压缩和扩张,形成“空化效应”,进一步增强了对被清洗物品表面的冲
击和刷洗作用,促使污渍从物体表面脱离。

在超声波的作用下,清洗液中的微小气泡会迅速扩张和收缩,形成一个局部的极高温
高压环境。

这种高温高压环境可以使得被清洗物品表面的污渍更容易被软化和剥离,
从而达到清洗的目的。

超声波清洗机中的清洗液可以与被清洗物品表面的污渍发生化学反应,从而将其分解
或溶解。

这种化学反应可以是酸碱反应、氧化还原反应或络合反应等,根据不同的污
渍类型和清洗液配方,可以选择适当的化学反应进行清洗。

超声波在清洗液中产生的高频振动会使得清洗液局部产生热量,提高清洗液的温度。

这种热能作用可以加速污渍的溶解和分解,同时也可以增强清洗液的渗透和扩散能力,进一步提高清洗效果。

超声波清洗机中的清洗液在振动作用下会产生流动冲刷作用。

这种流动冲刷可以带走
被清洗物品表面的污渍和杂质,并将其带离物体表面,从而达到清洗的目的。

同时,
流动冲刷还可以促进清洗液与被清洗物品表面的充分接触,提高清洗效果。

超声波清洗机漂洗的原理主要包括超声波振动、空化作用、化学反应、热能作用和流
动冲刷等方面。

这些原理相互作用,共同完成超声波清洗机的漂洗工作。

超声清洗原理

超声清洗原理

超声清洗原理超声波清洗是一种利用超声波在清洗液中产生的物理效应进行清洗的技术。

其原理是利用超声波的高频振动和声波在液体中的传播,产生的机械作用和声化学作用,使污垢从被清洗物体表面脱落并分散在清洗液中,从而达到清洗的目的。

超声波清洗的原理主要包括超声波作用、共振效应、空化效应和声流效应。

超声波是一种频率高于20kHz的声波,其振动速度快、能量高,能够产生很大的机械作用力。

当超声波传播到液体中时,会在液体中产生所谓的“超声波空化”现象。

当超声波传播到液体中的液体分子之间的间隙处时,由于超声波的振动作用,液体分子间的间隙被拉伸和压缩,当压缩力超过分子间力时,液体分子间的间隙会产生空化,形成微小的气泡。

当超声波传播到液体中的气泡时,由于气泡内外压力的变化,气泡会发生膨胀和收缩,产生强烈的破坏性冲击波。

这种强烈的冲击波可以将污垢从被清洗物体表面击落,并将其分散在清洗液中。

同时,由于气泡的膨胀和收缩也会产生微小的液流,这种液流可以进一步带走污垢,加速清洗的效果。

超声波清洗还可以利用共振效应来增强清洗效果。

当超声波的频率与被清洗物体的固有频率相同时,被清洗物体会发生共振,从而使污垢更容易脱落。

共振效应可以提高清洗的效率和质量。

除了以上的作用机制外,超声波清洗还可以利用声化学作用来清洗物体。

声化学作用是指超声波在液体中产生的化学反应。

由于超声波的高频振动和能量高,可以打破化学键,促使液体中的化学反应加速进行。

这种声化学作用可以在清洗液中产生更多的活性物质,进一步分解污垢,提高清洗的效果。

超声波清洗利用超声波的高频振动和声波在液体中的传播,产生的机械作用和声化学作用,能够有效地清洗物体表面的污垢。

超声波的作用机制主要包括超声波作用、共振效应、空化效应和声流效应。

这些作用机制相互作用,共同发挥作用,使超声波清洗成为一种高效、快速、无污染的清洗技术。

超声波清洗的原理

超声波清洗的原理

超声波清洗的原理一、概述超声波清洗的机理主要是由于在清洗液中引入了超声振动,使清洗液中产生了"空化作用"。

由"空化作用"产生的强大机械力将工件上黏附的机械杂质、各种污染等剥落。

超声清洗不仅仅具有空化作用,同时还伴随着较为复杂的种种物理、化学的作用。

所谓"空化作用"是指当超声波这种交变声压在液体中传播时出现稀疏密集状态。

在密集状态时,液体受到正压力(约几个大气压),而在稀疏状态时,液体受到拉力即负压力,一般液体中都有含有一定的气体,在稀疏状态时气泡增长,并吸收更多的液体中分解出来的气体;而当再压缩时,气泡不断缩小,在此过程中,液体质点的运动是与逐渐减小的气泡半径成反比的。

因此,当半径趋于零时,质量运动速度在理论上应趋于无穷大。

如果这一快速运动在气泡闭合时突然停止,则集中在微小容积内的动能就要释放出来,部分变为热能,部分变为压缩能。

此时,从闭合泡的中心向外传播一个球形冲击波。

在这一点压力有数千个大气压,若超声频率为20KHz,这种空化作用也每秒种进行两万次。

因此超声波具有强力清洗能力就不难理解了。

二、影响超声波清洗效果的有关因素1、超声波强度。

即单位面积超声功率。

超声清洗的效果好坏取决于空化作用,而空化作用的产生与超声波强度有关。

在通常情况下,单位面积超声功率超过0.3W/cm2(输出电功率一般大于1W)水溶液就能产生空化。

在一定范围内,超声波强度越大,空化作用越明显,也就说清洗效果越好。

但太高的功率密度会由于空化作用太强而引起对工件的表面侵蚀,使工件受损。

另外当功率密度增加到一定程度就会出现饱和现象,清洗效果反而会下降。

产生空化的功率密度临界点与频率还有关系,频率越高,产生空化的功率密度越大,例如16--20KHz时,功率密度临界点大约为0.3--0.4W/cm2;26--30KHz时,功率密度就选为0.5--0.8W/cm2;30--40KHz时,功率密度应选为1--1.2W/cm2 。

超声波清洗器的工作原理及使用【详细版】

超声波清洗器的工作原理及使用【详细版】

超声波清洗应用原理及正确使用超声波设备超声波清洗的应用原理超声波清洗的应用原理是由超声波发生器发出的高频振荡信号,通过换能器转换成高频机械振荡而传播到介质,清洗溶剂中超声波在清洗液中疏密相间的向前辐射,使液体流动而产生数以万计的微小气泡,存在于液体中的微小气泡(空化核)在声场的作用下振动,当声压达到一定值时,气泡迅速增长,然后突然闭合,在气泡闭合时产生冲击波,在其周围产生上千个大气压力,数百度的高温,利用闭合时的爆炸冲击波破坏不溶性污物而使它们分散于清洗液中,当团体粒子被油污裹着而粘附在清洗件表面时,油被乳化,固体粒子即脱离,从而达到清洗件表面净化的目的。

由于超声波固有的穿透力,所以可以清洗各种表面复杂,形状特异的物件,对小孔和缝隙都有很好的清洗效果,对不吸音或吸音系数小的物体清洗效果最佳。

正确使用超声波设备1、了解超声波用超声波可以分为三种,即次声波、声波、超声波。

次声波的频率为20Hz以下;声波的频率为20Hz~20kHz;超声波的频率则为20kHz以上。

其中的次声波和超声波一般人耳是听不到的。

超声波由于频率高、波长短,因而传播的方向性好、穿透能力强,这也就是为什么设计制作超声波清洗机的原因。

2、超声波如何完成清洗工作超声波清洗是利用超声波在液体中的社会化作用、加速度作用及直进流作用对液体和污物直接、间接的作用,使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的。

目前所用的超声波清洗机中,空化作用和直进流作用应用得更多。

(1)空化作用:空化作用就是超声波以每秒两万次以上的压缩力和减压力交互性的高频变换方式向液体进行透射。

在减压力作用时,液体中产生真空核群泡的现象,在压缩力作用时,真空核群泡受压力压碎时产生强大的冲击力,由此剥离被清洗物表面的污垢,从而达到精密洗净目的。

(2)直进流作用:超声波在液体中沿声的传播方向产生流动的现象称为直进流。

声波强度在0.5W/cm2时,肉眼能看到直进流,垂直于振动面产生流动,流速约为10cm/s。

超声波清洗原理

超声波清洗原理

超声波清洗原理超声波清洗是一种利用超声波的机械振动来清洁物体表面的技术。

在超声波清洗过程中,超声波通过液体传导到被清洗物体表面,产生的微小气泡爆破和振动将污垢从物体表面分离并彻底清除。

本文将详细介绍超声波清洗的工作原理及其应用。

一、超声波的产生超声波是频率超过人类听觉范围(20kHz)的一种声波。

它可以通过聚焦声能产生,通常使用压电传感器或石英晶体产生超声波。

这些材料在电场的作用下会发生机械振动,从而产生声波。

二、超声波的传播超声波在液体或气体介质中传播时,会引起介质分子之间的相互作用。

超声波的传播会导致压力波动和微小气泡的形成。

当传播到物体表面时,超声波的振动会对物体表面施加冲击力,使污垢颗粒从表面脱落。

三、超声波清洗的工作原理超声波清洗的工作原理是靠超声波的振动传导到清洗液中,将其转化为物理力量,对物体表面进行清洁。

具体过程如下:1. 液体传导:超声波通过液体传导到被清洗的物体表面。

清洗液中的分子会因超声波的振动而产生波动,从而形成大量微小气泡。

2. 气泡共振:当液体中的气泡达到合适的大小和形态时,它们会因为超声波的振动而不断扩大和收缩,最终导致气泡爆破。

这种现象称为气泡共振。

3. 污垢分离:气泡的爆破产生冲击力以及局部的高温和高压环境会对物体表面产生冲击和剪切力。

这些力量能够将污垢颗粒从物体表面分离,并悬浮于清洗液中。

4. 清洗液剪切:超声波产生的涡流和剪切力能够将清洗液有效地带到物体表面的微小裂缝和孔隙中,达到全面清洁的效果。

四、超声波清洗的优势超声波清洗具有以下优势:1. 高效清洁:超声波清洗能够将污垢从物体表面迅速分离,节约时间和人力成本。

2. 全面清洁:超声波传导液体能够进入被清洗物体的微小孔隙和裂缝中,彻底清洁物体的表面。

3. 无损清洗:超声波清洗过程中,不会对被清洗物体造成物理或化学损伤,适用于对表面敏感的物体清洗。

4. 环保节能:超声波清洗过程无需添加化学品,减少了对环境的污染,并节约了能源。

超声波清洗的原理及应用

超声波清洗的原理及应用

超声波清洗的原理及应用一、超声波清洗原理超声波清洗属物理清洗,把清洗液放入槽内,在槽内作用超声波。

由于超声波与声波一样是一种疏密的振动波,在传播过程中,介质的压力作交替变化。

在负压区域,液体中产生撕裂的力,并形成真空的气泡。

当声压达到一定值时,气泡迅速增长,在正压区域气泡由于受到压力挤破灭、闭合。

此时,液体间相互碰撞产生强大的冲击波。

虽然位移、速度都非常小,但加速度却非常大,局部压力可达几千个大气压,这就是所谓的空化效应。

二、影响清洗效果的几个因素1、与频率的关系:一般频率越低空化效果越明显,但噪音相对较高,适用于物体面相对平正的物体。

频率越高,空化效果越差,但噪音相对较低,适用于微孔盲孔效多的物体及电子晶体等。

2、与温度有关:一般30℃—50℃的介质温度清洗效果最好。

3、与声强有关:根据频率不同,声强一般选在1—2w/cm2左右。

4、与清洗液有关:一般来说,清洗液的粘度越低含气量越高,清洗效果越好。

5、与清洗液的深度及被清洗物的位置有关。

三、超声波清洗在各种领域的应用由于超声波清洗本身具有其它物理清洗或化学清洗无可比拟的优越性,因此广泛应用于服务业、电子业、医药业、实验室、机械业、硬质合金业、化学工业等诸多领域,下面就个别行业作简单介绍。

1、在服务业中的应用。

日常生产中,眼镜、首饰都可以用超声波进行清洗,速度快,无损伤,大型的宾馆、饭店用它清洗餐具,不仅清洗效果好,还具有杀灭病毒的作用。

2、超声波在微粉业的应用众所周知,要取得不同大小的颗粒,是把破碎料放在球磨机内研磨后,经过不同规格筛子层层筛分而得的。

筛子长时间使用后,筛孔会被堵塞(如金刚石筛),用其它方法刷洗会破坏筛子,且效果不理想,经过众多厂家的试验后,用超声波清洗,不仅不损坏筛子,而且筛子上面的堵塞颗粒完全被回收。

3、超声波在制药工业的应用超声波清洗技术经过众多制药企业的应用而得到广泛使用,特别是对西林瓶、口服液瓶、安瓶、大输液瓶的清洗以及对丁基胶塞、天然胶塞的清洗方面,已经得到首肯。

超声波清洗原理及应用范围

超声波清洗原理及应用范围

超声波清洗原理及应用范围一、前言超声波清洗是一种高效、环保的清洗方法,已广泛应用于工业生产和实验室研究领域。

本文将详细介绍超声波清洗的原理及应用范围。

二、超声波概述超声波是指频率高于20kHz的机械振动波,其频率范围为20kHz-1GHz。

在空气中传播时,由于能量损失较大,因此在工业生产中主要应用于液体介质中。

超声波具有穿透性强、能量密度高、易聚焦等特点,在清洗、分散、乳化等方面具有广泛的应用。

三、超声波清洗原理1. 超声振荡器超声波清洗的核心设备是超声振荡器,它将电能转换成机械振动能,并通过换能器将机械振动传递到液体介质中。

换能器通常采用压电陶瓷材料制成,当加上电场时会发生压缩或膨胀,进而产生机械振动。

2. 声束形成当换能器发出机械振动时,会在液体中产生一系列压缩波和稀疏波,这些波会在液体中传播,并在不同介质界面上发生反射和折射。

当声束遇到杂质或污染物时,会产生局部的高压、低压区域,从而使污垢分解、剥离。

3. 气化作用超声波清洗还可以利用气化作用来清洗物体表面。

当声束遇到液体表面时,会产生高压区域,使液体分子受到拉伸力,并形成小气泡。

随着声压的增加,气泡逐渐增大,直至破裂释放出能量。

这种气化作用可以将污垢从物体表面上剥离下来。

四、超声波清洗应用范围1. 电子元器件清洗电子元器件在生产过程中需要进行清洗以去除灰尘、油脂等污染物。

超声波清洗可以快速有效地完成这项工作,并且不会对元器件造成损害。

2. 精密仪器清洗精密仪器通常需要进行高精度的清洗以保证其正常运行。

超声波清洗可以将污垢从仪器表面彻底清除,同时不会对仪器造成损害。

3. 医疗器械清洗医疗器械需要进行高效、彻底的清洗以保证其无菌。

超声波清洗可以快速有效地去除污垢和细菌,并且不会对器械造成损害。

4. 汽车零部件清洗汽车零部件在生产过程中需要进行清洗以去除油脂、铁屑等污染物。

超声波清洗可以快速有效地完成这项工作,并且不会对零部件造成损害。

5. 实验室玻璃仪器清洗实验室玻璃仪器通常需要进行高精度的清洗以保证实验结果的准确性。

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3.2.4含气种类与含气量 3.2.5液体的润湿性 3.3环境参数 3.3.1时间 3.3.2温度 3.3.3静水压 3.3.4物体表面粗糙度和表面硬度 4.与超声清洗工艺有关的问题 4.1预处理 4.2超声频率的选择 4.3清洗液的选择 a.清洗剂对空化的影响 b.空化对清洗剂的影响 4.4超声灭菌 4.5与其他物理方法联合 4.6噪声污染
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a热分解 b自由基氧化 c超临界水氧化反应
2.1.2气泡外部16J
在气泡外部,由于气泡的剧烈塌缩、崩溃,会 产生强烈的向外辐射的冲击波,激波速度可达几个 马赫。同时,气泡内部高压的释放、高温急剧降落, 可以形成极大的雎力梯度和温度变化率。 在不涉及声致发光现象机理条件下,可以粗略 认为:空化过程中气泡内部以化学效应为主,气泡 外部以物理效应为主,气泡溃灭后两者联合发生作 用。
2.2.2空化微射流口】
理论和实验给出:微射流的作用方向垂直于固 体表面;微射流的直径很小,与空化泡的大小有关, 从几微米到几十微米不等;流速几十至几百米/秒; 作用时问几个微秒:其冲击力可达上百兆帕。这样 强的冲击作用像锤m尖钉一样反复敲打同体表面, 足以使同体表面的附着物被击碎、脱落,甚至固体 表面被破坏,造成所谓‘空化腐蚀’。
3影响超声空化的因素n’1¨孔M坫J司
3.1声学参数 3.1.1声压 3.1.2声强 3.1.3超声频率 3.1.4声场分布
3.2液体物理性质
3.2.1饱和蒸汽压 3.2.2粘滞性 3.2.3表面张力
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2.3非线性效应
高强度声波作用于液体介质时,由于有限振幅 波的非线性效应,在液体中还会产生声辐射压和声 流等■阶效应,对超声清洗有着重要影响。
2.3.1声辐射压‘7'8,9I
声辐射爪起源于有限振幅声波中介质的乐力、 密度的非线性以及声波运动过程中所不能忽略的 对流加速度。对于超卢清洗而青,声辐射压可以促 进清洗过程中气泡向工件表面的输送,使气泡在固 体肇面实现空化,产生微射流。
2009年功率超声论文集
超声清洗的作用机理及其应用
邓京军
(中国科学院声学研究所北京100190)
l引言
超声清洗和处理是半个多世纪以来功率超声 技术应用最为广泛、深入、成功的一个方面。超声 清洗是一种物理清洗方法,其特点是速度快、质景 好、高效率且易于实现清洗过程的自动化。在现有 各种清洗方法中,超卢清洗是最理想、最为有效的 一种方法。超声清洗尤其适用于清洗具有复杂形状 的物体,对丁:其他清洗方法尤法或很难处理的孔 穴,狭缝,凹槽、微孔等,利用超声清洗可获得理 想的效果。除此之外,超声清洗还可以不用或少用 化学清洗剂、与其他清洗方法比较,在相同洗净度 下用水茕相对较少且基本上无■次污染,对于降低 环境污染和节能减排有较好的社会和经济效益。 超声清洗是功率超卢应用的一个分支,其作用 机理比较复杂,它涉及1F线性声学、气泡动力学、 流体力学、化学等多个学科,至今仍有许多问题还 为人们所不知。闪此,研究、揭示超声清洗的作用 机理应当受到重视。

2009年功率超声论文集 容变/切变粘滞系数比和频率的平方。在有限振幅波 的情况下,由于非线性吸收效应,不管媒质是否具 有粘滞性,均可产生声流。 具有一定速度的声流可产生巨大的切应力。超 声清洗时,器壁上所产生的微卢流能够擦除表面附 着的污染物,增加搅拌和扩散作用,加速可溶性污 染物的溶解,而声流的法向速度分罩阻止了清洗下 来的污物重新附着在器壁上,得到高质量的清洁表 面。
and Use of Ultrasound in
Chemistry,Ellis Horwood
k S.Suslick:Sonochemistry,Science,247,1439.1445(19901. al:Acoustic Cavitation N.Yoshio, O.Hiroshi,et
in
Water and

超声清洗的作用机理及其应用
作者: 作者单位: 邓京军 中国科学院声学研究所,北京,100190
本文链接:/Conference_7236769.aspx
under
Rare
Gas
Atmosphere.Chem.
Lett.,V01.30,(2001),No.2,142—143(2001). 【4】D.Drijvers,H.van Langenhove,M.Beckers:Decomposition
process,Wat.Res.33(5),l l 87一l 1 94(1 999).
2.1.1气泡内部及气泡外部极小的空间区域
内‘1'2,3舻l
气泡在闭合、崩溃之前,在气泡内部会产生高 温、高压、声致发光等现象,泡内的高温、高骶会 使气泡内的气体产生常温下难以发生的物理化学 变化,主要包括:
2.3.2声流08,9,lO,lll
声流是由于传播过程中媒质吸收能景,导致声 场中产生能茕密度筹引起的,是媒质通过声吸收从 声波中"--10 cm/s量级,正比于声强、
2.2机械效应 2.2.1机械振动
激烈而快速变化的机械运动,对于附着在同体表面 的灰尘等不溶性同体颗粒物,强大的剪切作用足以 使同体颗粒从待清洗物体表面上脱落下来,从而 达到清洗的目的。
2超声清洗机理的探讨
2.1声空化
空化是液体介质中普遍存在的一种自然现象。 当声波或超声波作用于液体介质时,液体介质中某 点会经历周期性的压缩、膨胀过程。当处一J:膨胀相 时,如果此时声压的幅值小。j:该点所在温度的液体 饱和蒸汽压与静水压,即出现负压,则在液体中的 薄弱Ⅸ域会产生所谓‘液体断裂’现象,出现空穴; 或者原来溶解在液体中的气体会以气核形式析出, 这些空穴(气核)通常称为空化核。空化核在负压 作用下,在声波膨胀相内迅速长大,直径几个微米 至数十微米不等;在随后到来的水缩相中,这些气 泡在正压的作用下气泡体积急剧减小,继而产生非 线性振荡(稳态窄化),或者声压达到某一阈值(空 化阈值)后快速闭合直至崩溃(瞬态空化)。一般 称这种现象为声空化。声空化的作用土要表现在下 述两个方面。
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