超聲波清洗機(jī)的超聲原理簡(jiǎn)述

【導(dǎo)讀】：實(shí)驗(yàn)室難免會(huì)有一些大不同，形態(tài)復(fù)雜，有對(duì)清潔度有很高要求的工件需要清洗，手工清洗機(jī)已經(jīng)不能滿(mǎn)足需求，超聲波清洗機(jī)就顯得非常的有必要。那么超聲波清洗機(jī)是如果洗干凈這些工件的呢，下面小編就為大家介紹下超聲波清洗機(jī)的工作原理。

超聲波清洗機(jī)工作原理

超聲波主要具有機(jī)械效應(yīng)、熱效應(yīng)和空腔效應(yīng)。其中空腔效應(yīng)是聲化學(xué)的應(yīng)用理論基礎(chǔ)，也最為重要?？涨恍?yīng)由成核、微泡生長(zhǎng)、空腔塌陷三步組成。在反應(yīng)體系中，液體內(nèi)存在張力弱區(qū)，即液體內(nèi)溶有氣體或在塵埃的液固界面上存在氣體—作為氣核，在超聲波作用下，氣核膨脹長(zhǎng)大，并為周?chē)囊后w蒸氣或氣體充滿(mǎn)，由于內(nèi)外壓力懸殊使空腔塌陷、破裂，把集中的聲場(chǎng)能量在極短的時(shí)間和極小的空間內(nèi)釋放出來(lái)，使介質(zhì)局部形成幾百到幾千K的高溫和超過(guò)數(shù)百個(gè)大氣壓的高壓環(huán)境，并產(chǎn)生出很大的沖擊力，起到激烈攪拌的作用，同時(shí)生成大量微泡。它們又作為新的氣核，使該循環(huán)繼續(xù)下去，這就是空腔效應(yīng)。 

不是液體中所有的氣核都能產(chǎn)生空腔效應(yīng)，只有當(dāng)外加的超聲波頻率與氣核的固有頻率相同時(shí)，空腔效應(yīng)才能發(fā)生。同時(shí)也受到其它如聲波的強(qiáng)度、液體介質(zhì)的溫度以及介質(zhì)的蒸汽壓等的影響。誘導(dǎo)產(chǎn)生空腔效應(yīng)的超聲波頻率以20kHz～80kHz最為適當(dāng)。過(guò)高的頻率不易產(chǎn)生空腔效應(yīng)，即使產(chǎn)生也需要大量的能量，而且其中大部分能量被轉(zhuǎn)化為熱能，使介質(zhì)溫度明顯提高。低強(qiáng)度超聲波的應(yīng)用不會(huì)引起介質(zhì)的任何狀態(tài)變化，只有高強(qiáng)度超聲波的應(yīng)用才可能對(duì)介質(zhì)有強(qiáng)烈的影響，引發(fā)空腔效應(yīng)。對(duì)大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)來(lái)說(shuō)，反應(yīng)速度均隨聲強(qiáng)的增加而增加。但是，超聲波強(qiáng)度的作用受介質(zhì)溫度的影響極大。研究表明，隨著液體溫度的提高，聲強(qiáng)的影響明顯下降，在50℃水中發(fā)生的空腔效應(yīng)最大。

當(dāng)超聲波電源將50Hz的日常供電頻率改變?yōu)?8KHz后，通過(guò)輸出電纜線(xiàn)將其輸送給粘接在盛放清洗溶液的清洗槽底部的超聲波發(fā)生器(換能器)，由換能器將高頻的電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)并發(fā)射至清洗液中，當(dāng)高頻的機(jī)械振動(dòng)傳播到液體里后，清洗液內(nèi)即產(chǎn)生上述空化現(xiàn)象，達(dá)到清洗的目的。由于超聲波的頻率很高，在液體中所產(chǎn)生的空化作用可以達(dá)到28000次/秒，幾乎可以說(shuō)是不斷地在進(jìn)行，在液體中由于空化現(xiàn)象所產(chǎn)生的氣泡數(shù)量眾多且無(wú)所不在，因此對(duì)于工件的清洗可以非常徹底，即使是形狀復(fù)雜的工件內(nèi)部，只要能夠接觸到溶液，就可以得到徹底的清洗，又因?yàn)槊總€(gè)氣泡的體積非常微小，因此雖然它們的破裂能量很高，但對(duì)于工件和液體來(lái)說(shuō)，不會(huì)產(chǎn)生機(jī)械破壞和明顯的溫升。

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