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功率超声清洗机设备性能影响因素分析
日期:2014-8-9 19:18:28    阅读:

 


 

  功率超声波清洗机是一款高洁度的清洗设备,超声波清洗机性能影响因素主要包括超声波功率,超声波频率,超声波功率密度,清洗介质,功率驱动和频率匹配等,超声波粘结结构形式等。

  超声波清洗机原理:清洗的超声波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,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。

  超声波功率,超声工程学的研究内容可分为功率超声和检测超声两大领域。其中,用超声波使物体和物性发生变化的功率应用,称为功率超声(powerultrasound)。 功率超声波技术室以物理、机械振动、电子材料等学科为基础的高新技术之一。它是以超声波能量使物体或物性某些状态变化的应用技术。 大功率超声波的生产,基本效应和技术应用的研究有较大的进展。

  功率超声波技术室以物理、机械振动、电子材料等学科为基础的高新技术之一。它是以超声波能量使物体或物性某些状态变化的应用技术。

  对提高产品质量、降低生产成本、防止环境污染、提高生产效率等具有具有特殊的潜在能力。]

  大功率超声波的生产,基本效应和技术应用的研究有较大的进展。工作频率除应用较广低频(60kHz以下)以外还发展了较高频率的大功率超声波换能器。功率容量为几十到几百千瓦,声强由每平方厘米几十到几千瓦。

  在功率超声波领域,声能的产生主要通过三种不同的方法:流体动力法、压电效应法、磁致伸缩效应法。

  超声波清洗机是功率超声最为重要的应用之一,百分比实际是说的他的功率因数,0.5W是单位面积的功率,单个声头的功率*个数/底面积,即所谓的功率密度。

  超声波频率是和超声波功率相伴的另外一种超声波参数,超声波是指任何声波或振动,其频率超过人类耳朵可以听到的最高阈值20千赫。超声波由于其高频特性而被广泛应用于众多领域。超声波是频率高于20000赫兹的声波,它方向性好,穿透能力强,易于获得较集中的声能,在水中传播距离远,可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。

  由于超声波频率很高,所以超声波与一般声波相比,它的功率是非常大的。空化作用──当超声波在液体中传播时,由于液体微粒的剧烈振动,会在液体内部产生小空洞。这些小空洞迅速胀大和闭合,会使液体微粒之间发生猛烈的撞击作用,从而产生几千到上万个大气压的压强。微粒间这种剧烈的相互作用,会使液体的温度骤然升高,起到了很好的搅拌作用,从而使两种不相溶的液体(如水和油)发生乳化,且加速溶质的溶解,加速化学反应。这种由超声波作用在液体中所引起的各种效应称为超声波的空化作用。

  超声波的两个主要参数:

  频率:F≥20KHz(在实际应用中因为效果相似,通常把F≥15K的声波也称为超声波);

  功率密度:p=发射功率(W)/发射面积(cm2);通常p≥0.3w/cm2; 在液体中传播的超声波能对物体表面的污物进行清洗,其原理可用“空化”现象来解释:超声波振动在液体中传播的音波压强达到一个大气压时,其功率密度为0.35w/cm2,这时超声波的音波压强峰值就可达到真空或负压,但实际上无负压存在,因此在液体中产生一个很大的压力,将液体分子拉裂成空洞一空化核。此空洞非常接近真空,它在超声波压强反向达到最大时破裂,由于破裂而产生的强烈冲击将物体表面的污垢撞击下来。这种由无数细小的空化气泡破裂而产生的冲击波现象称为“空化”现象。太小的声强无法产生空化效应。

  一般超声波频率范围在20-40千赫兹,这是指震荡频率,每秒钟含多少个波(或反复变化的次数),而功率是指这种震荡所具有的能量。物体受有同样能量,但频率不同的超声波作用时,结果可能不一样,当然,频率相同,而功率不同(所含能量不同的超声波作用,结果也是有区别的。

  超声波发生器的频率在部分设备中,是固定的(如超声波加湿器),只工作在设计频率,但可以调节输出功率大小;但在某些设备中,设置有一定的调整范围供使用者调整,就是说在这些设备中,超声波发生器的频率可以调整,并且在使用中应该调整:如在大型超声波清洗机使用时,为了让被清洗器件在清洗时处于共振状态,在设定了清洗功率后,配合微调输出超声波频率,使清洗效果达到最佳。

  超声波频率选择最主要的还是要看你的清洗物了,清洗粗糙、对物体表面没有严格要求的用低频就可以了,而对于一些网孔类的清洗最好用高频,这样能降低超声对工件的空化效应。其次要看清洗介质的选择,弱碱性的介质SUS304钢板就可以,弱酸性的还是不够要求,容易在声面形成酸化,钢板容易老化。 判断一台超声波清洗机的一般技术指标像待载老化程度和谐振、阻抗、感抗匹配都是在出厂前就已经调试好的,关键还是在于您拿来做什么。当然,现在对超声波清洗机及发生器的声音都采取了消音措施。振子的粘结方式一般是用特殊胶结的,采用螺栓紧固效果固然好,但不宜维修。 频率的选择是根据被清洗工件来决定的,一般材质或者对表面要求不是很高的,用28KHz就可以了,对清洗较严格、或精密零部件最好选用高频。这是因为,频率越低产生的气泡越大,当超声波频率大于800KHz时,就没有了空化气泡,这样对被清洗物的表面空化腐蚀的效果就最低。 补充一点,超声波的清洗就是用振子产生的空化气泡在瞬间爆破时产生的巨大压强来达到剥离污物的效果。

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