超聲波清洗原理

超聲波清洗原理是由超聲波發(fā)生器發(fā)出的高頻振蕩信號(hào)，通過(guò)換能器轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振波而傳播到介質(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(dòng)而產(chǎn)生無(wú)數(shù)微小氣泡，當(dāng)液體被20 kHz以上的超聲波沖擊，其聲壓達(dá)到一定值時(shí)，液體中的微小氣泡(空化核)被正和負(fù)的壓力交替作用，迅速增長(zhǎng)后突然閉合，在氣泡閉合的瞬問產(chǎn)生沖擊波，在其周圍產(chǎn)生上千個(gè)大氣壓強(qiáng)，這個(gè)局部的壓力足以使分子內(nèi)的化學(xué)鍵斷裂，它的特征是反應(yīng)能力高，而且存在時(shí)間很短，它能使化學(xué)效應(yīng)較易進(jìn)行。當(dāng)氣泡破裂時(shí)產(chǎn)生的沖擊波作用于工件上，是工件上的附著物(污垢)得到剝離，最終達(dá)到清洗的目的，其過(guò)程如圖1所示。

超聲波清洗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

電鍍前處理所增加的超聲波清洗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要以浸入式為主，其主要由清洗槽、換能器(超聲振板)、發(fā)生器等組成。當(dāng)然根據(jù)清洗工藝要求也有在超聲波清洗系統(tǒng)槽內(nèi)增加加熱系統(tǒng)、過(guò)濾系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)等，使得清洗效果更明顯、更徹底。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2所示。

清洗槽一般采用不銹鋼材質(zhì)制作，也有采用PP或鈦材質(zhì)制作。主要用來(lái)盛放需要清洗溶液和工件，其四周或側(cè)面設(shè)置溢流槽口，使清洗掉的游離污漬溢流出去，或經(jīng)過(guò)濾凈化清洗槽內(nèi)溶液，保持高效清洗效果。

換能器(即超聲振板)，包括外殼、匹配層即聲窗、壓電陶瓷圓盤換能器、背襯、引出電纜等。主要由一定數(shù)量的換能振子布陣而成，現(xiàn)常用的換能振子通常為50 W 或100 W，其數(shù)量多少取決于配置清洗所對(duì)應(yīng)的功率數(shù)。超聲振板外殼基本上采用全不銹鋼機(jī)構(gòu)，加固密封焊接。放置方式有側(cè)壁式及槽底式(即側(cè)振及底振)，依清洗工件要求及槽體尺寸決定具體放置形式。

發(fā)生器為超聲波清洗系統(tǒng)的主要控制單元，它的作用是把我們的市電(220 V或380 V，50 Hz或60 Hz)轉(zhuǎn)換成與超聲波換能器相匹配的高頻交流電信號(hào)，通過(guò)高頻線與超聲振板連接。通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)生器上的開關(guān)及調(diào)頻旋鈕對(duì)超聲振板內(nèi)振子發(fā)出頻率信號(hào)，振子開始工作，清洗槽內(nèi)產(chǎn)生振波；一般超聲信號(hào)都是從低振幅狀態(tài)逐漸加高至正常工作狀態(tài)。發(fā)生器對(duì)每個(gè)陣子工作通過(guò)高頻線進(jìn)行跟蹤反饋，以保持每個(gè)振子都工作在諧振點(diǎn)上，避免振子產(chǎn)生沖擊， 使其保持超聲振板工作在較高穩(wěn)定狀態(tài)，延長(zhǎng)使用壽命。

加熱系統(tǒng)主要是考慮超聲清洗溶劑對(duì)溫度的要求，以更利于污垢在溶劑內(nèi)分解；增加過(guò)濾系統(tǒng)目的是為了清除在清洗過(guò)程中，清洗槽內(nèi)浮游污垢或雜質(zhì)，確保溶劑的再正常使用及清洗；噴淋系統(tǒng)是在工件出清洗槽后沖洗掉其表面的懸浮污垢，確保工件的清洗質(zhì)量及效果。