㈠ 超聲波的應用
超聲波的應用:
超聲檢驗:超聲波的波長比一般聲波要短,具有較好的方向性,而且能透過不透明物質,這一特性已被廣泛用於超聲波探傷、測厚、測距、遙控和超聲成像技術。
超聲處理:利用超聲的機械作用、空化作用、熱效應和化學效應,可進行超聲焊接、鑽孔、固體的粉碎、乳化 、脫氣、除塵、去鍋垢、清洗、滅菌、促進化學反應和進行生物學研究等,在工礦業、農業、醫療等各個部門獲得了廣泛應用。
超聲波清洗:清洗的超聲波應用原理是由超聲波發生器發出的高頻振盪信號,通過換能器轉換成高頻機械振盪而傳播到介質,從而達到清洗件表面凈化的目的。
超聲波加濕器:理論研究表明,在振幅相同的條件下,一個物體振動的能量與振動頻率成正比,超聲波在介質中傳播時,介質質點振動的頻率很高,因而能量很大.在中國北方乾燥的冬季,如果把超聲波通入水罐中,劇烈的振動會使罐中的水破碎成許多小霧滴,再用小風扇把霧滴吹入室內,就可以增加室內空氣濕度,這就是超聲波加濕器的原理。
基礎研究:超聲波作用於介質後,在介質中產生聲弛豫過程,聲弛豫過程伴隨著能量在分子各自電度間的輸運過程,並在宏觀上表現出對聲波的吸收(見聲波)。通過物質對超聲的吸收規律可探索物質的特性和結構,這方面的研究構成了分子聲學這一聲學分支。研究超聲波的產生、傳播 、接收,以及各種超聲效應和應用的聲學分支叫超聲學。
超聲除蟎:科研人員發現,蟎蟲的聽覺神經系統很脆弱,對特定頻率的超聲非常敏感,針對蟎蟲的這種生理特性,已有科技公司的研究人員開發出了超聲波除蟎儀。
超聲除油:將黏附有油污的製件放在除油液中,並使除油過程處於一定頻率的超聲波場作用下的除油過程,稱為超聲波除油。
醫學超聲波檢查:醫學超聲波檢查的工作原理與聲納有一定的相似性,即將超聲波發射到人體內,當它在體內遇到界面時會發生反射及折射,並且在人體組織中可能被吸收而衰減。因為人體各種組織的形態與結構是不相同的,因此其反射與折射以及吸收超聲波的程度也就不同,醫生們正是通過儀器所反映出的波型、曲線,或影象的特徵來辨別它們。
工業自動化控制:利用聲波反射、衍射、多普勒效應,製造超聲波物位計、超聲波液位計、超聲波流量計等。
超聲波對化妝品的分散:為了更進一步提取葯物精華和粒子微細化,並節約生產成本,達到分散、乳化效果,使化妝品更深入滲透到肌膚里層,讓肌膚很好的吸收,發揮葯物的效力和作用,採用超聲波乳化可達到非常理想的效果。
超聲波對酒的醇化—催陳技術:酒的主要控制因素是化學變化即酸的形成,並進一步酯化,酯參與乙醇和水的締合。剛出廠的酒含有戍醇,有辛辣味,這種氣味要經過很長時間才能化解,這個緩慢變化稱酒的醇化。用功率1.6KW,頻率17.5-22KHZ的超聲波處理5-10min,可使酒的老熟時間縮短1/3到1/2。
(1)超聲波乾燥原理是什麼擴展閱讀:
超聲波是一種頻率高於20000赫茲的聲波,它的方向性好,穿透能力強,易於獲得較集中的聲能,在水中傳播距離遠,可用於測距、測速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。在醫學、軍事、工業、農業上有很多的應用。超聲波因其頻率下限大於人的聽覺上限而得名。
科學家們將每秒鍾振動的次數稱為聲音的頻率,它的單位是赫茲(Hz)。我們人類耳朵能聽到的聲波頻率為20Hz-20000Hz。因此,我們把頻率高於20000赫茲的聲波稱為「超聲波」。通常用於醫學診斷的超聲波頻率為1兆赫茲-30兆赫茲。
2014年1月,弗吉尼亞理工大學加里蘭研究所的科學家的一項新發現表明,將超聲波直接作用於腦部特定區域,能增強人們對觸覺的分辨能力。這項發現第一次證明了低強度、經顱聚焦超聲波能調節人類腦活動,提高覺察能力。相關論文在線發表於《自然·神經科學》上。
㈡ 【超聲波加濕器原理】工作原理介紹讓小白也能了解
導語:我們都知道室內空氣太乾燥會讓人產生口乾舌燥的感覺,而且體感極為不舒服,尤其是北方的冬季,室內一般都用暖氣或者地暖供熱,室內溫度非常乾燥。還有就是實驗室,比如電子實驗室乾燥的空氣非常容易產生靜電,對電子元器件的傷害非常大。所以在某些場合就需要加濕器來增加空氣的濕度。今天我們為大家介紹一種最新型的空氣加濕器:超聲波加濕器。
之前為了增加空氣的濕度,我們一般都撒點水,但是灑水能增加空氣中的濕度,但是不能控制空氣中的濕度。比如實驗室要求實驗環境濕度為40%-80%。沒有空氣加濕器,我們無法控制具體的濕度。還有比如人體感覺最舒適的濕度是68%,超聲波加濕器就可以輕松的解決這個問題。下面我們簡單介紹一下超聲波加濕器的工作原理。
超聲波加濕器看名字就知道和超聲波有關系。我們知道加濕器主要是想辦法把水撒到空氣中,達到加濕空氣的目的。一般都是根據內外壓力差來把水噴到空氣中。超聲波加濕器就是加濕器內置一個高頻振盪器,通過振動發出波形,而把水撒到空氣中去。加濕器中還有自來水軟化裝置,能把水軟化,使空氣中的濕度不至於讓人體感到不適。
那麼超聲波加濕器怎麼來控制室內濕度呢?加濕器都設有外置濕度感測器,大型的加濕器,感測器的數量比小型的要多。濕度感測器感受到空氣中的濕度,然後把濕度轉換成數字信號,也就是晶元能識別的信號。如果空氣中的濕度比預設濕度低,發出信號,是加濕器工作,噴灑出水霧,增加空氣中的濕度。如果濕度超過預設濕度,同樣發出信號,使加濕器停止工作。這樣形成一個封閉的循環。高級的感測器和晶元反應時間較快,可以更好的達到加濕效果。
通過以上介紹我們了解了超聲波感測器的加濕原理,和控制室內濕度的工作原理。通過自動化控制就變的非常簡單了,只需要一個單片機加上若干濕度感測器控制即可。不同的場合可以採用不同精度和不同體積的超聲波加濕器。一般家用的採用較小的較便宜的即可。而實驗室或者電子產品生產場合就要採用精度較高的加濕器。
㈢ 超聲波的應用原理
超聲波,頻率超出人耳聽覺范圍的高頻聲波,擁有優良的定向性、穿透力,並能有效集中聲能。在水域中,其傳播距離遠,廣泛應用於測距、測速、清洗、焊接、碎石及殺菌消毒等領域。超聲波技術在醫療、軍事、工業和農業等方面發揮著重要作用。
超聲波的命名源自其頻率下限超過人類聽覺的上限。頻率是指每秒振動的次數,單位為赫茲(Hz)。人耳能夠聽到的聲波頻率范圍是20Hz至20000Hz。因此,頻率超過20000赫茲的聲波被稱為超聲波。在醫療診斷中,常用的超聲波頻率范圍是1兆赫茲至30兆赫茲。
理論研究指出,在振幅保持不變的情況下,物體的振動能量與其振動頻率成正比。超聲波在介質中傳播時,由於介質質點振動頻率高,因此能量也大。例如,在中國北方乾燥的冬季,將超聲波應用於水罐中,可以使水破碎成微小的霧滴,通過風扇將這些霧滴吹入室內,以此增加室內濕度。這種原理也被應用於超聲波加濕器中。
此外,對於一些如咽喉炎、氣管炎等疾病,葯物通過血液循環難以到達患處。利用超聲波加濕器的原理,將葯液霧化後讓患者吸入,可以顯著提高治療效果。
㈣ 超聲波用途
超聲波因其頻率高於人耳可聽范圍,通常在20000赫茲以上,而被廣泛應用於多種技術中。它有兩個顯著特點:能量強大和沿直線傳播。
根據物理學原理,物體振動的能量與其振動頻率的平方成正比。因此,超聲波在介質中的能量特別大。例如,在冬季乾燥的日子裡,將超聲波引入裝有水的罐子中,罐內劇烈的振動會使水破碎成小霧滴,再通過小風扇將這些霧滴吹入室內,可以顯著提高空氣濕度,這就是超聲波加濕器的原理。
對於咽喉炎、氣管炎等疾病,葯物很難直接作用於病灶。通過超聲波將葯液霧化,病人吸入後可有效提升治療效果。此外,超聲波的巨大能量還能用於擊碎人體內的結石。
在日常清潔中,超聲波也是一種高效的工具。例如,將金屬零件、玻璃和陶瓷製品放入清洗液中,通入超聲波可以產生強烈的振動沖擊污垢,從而快速清潔物品。
聲波能夠繞過障礙物,而超聲波由於波長較短,這種繞射現象並不明顯。因此,超聲波可以沿直線傳播,實現定向發射。例如,漁船配備水下超聲波發生器,通過旋轉發射超聲波,探測魚群的位置,這種儀器被稱為聲納。聲納還可用於探測水下暗礁、敵方潛艇以及測量海水深度。
超聲波的這種特性同樣適用於檢查固體材料內部是否存在氣泡、空洞或裂紋。通過檢查這些材料反射的超聲波,可以發現潛在的問題。例如,「B超」技術根據人體內臟反射的超聲波進行造影,幫助醫生診斷內部疾病。
許多動物也具有發射和接收超聲波的能力。例如,以昆蟲為食的蝙蝠,通過不斷發出超聲波脈沖,依靠昆蟲反射的波來定位食物。海豚則擁有完善的「聲納」系統,能夠在渾濁的水中精確定位遠處的小魚。這些動物的超聲定位系統體積小,僅幾分之一克,但精度和抗干擾能力遠超現代的無線電定位器。
深入研究動物身上各種器官的功能和構造,將這些知識應用於改進現有設備或創造新設備,形成了一門新興學科——仿生學。這一學科的研究成果不僅推動了技術的進步,也為人類帶來了許多創新的解決方案。
㈤ 超聲波基本原理的基本原理
超聲波是聲波的一部分,是人耳聽不見、頻率高於20KHZ的聲波,它和聲波有共同之處,即都是由物質振動而產生的,並且只能在介質中傳播;同時,它也廣泛地存在於自然界,許多動物都能發射和接收超聲波,其中以蝙蝠最為突出,它能利用微弱的超聲回波在黑暗中飛行並捕捉食物。但超聲還有它的特殊性質'如具有較高的頻率與較短的波長,所以,它也與波長很短的光波有相似之處。 超聲波是彈性機械振動波,它與可聽聲相比還有一些特點:傳播的方向較強,可聚集成定向狹小的線束;在傳播介質質點振動的加速度非常之大;在液體介質中當超聲強度達到一定值後便會發生空化現象。
一、束射特性
從聲源發出的聲波向某一方向(其他方向甚弱)定向地傳播,稱之為束射。 超聲波由於它的波長較短,當它通過小孔(大於波長的孔)時,會呈現出集中的一束射線向一定方向前進。又由於超聲方向性強,所以可定向採集信息。同樣當超聲波傳播的方向上有一障礙 物的直徑大於波長時,便會在障礙物後產生「聲影」。這些猶如光線通過小孔和障礙物一樣,所以超聲波具有和光波相似的束射特性。
超聲波的束射性的好壞,一般用發散角的大小來衡量(習慣上
用半發射角臼表示)。以平面圓形活塞式聲源為例,其大小決定
於聲源的宜徑(D)和聲波的波長(λ)。由此看出,要使發聲體發射出方向性有較好的超聲波,必須使θ角盡量小,發射體(聲源)的直痙D必須很大或發射的頻率f也必須很高才能得到,否則將適得其反。由於超聲波的波長要比可聽聲的波長短,所以它就比可聽聲波有較好的束射特性,頻率愈高的超聲波,波長愈短,這種向一定方向傳播的特性就愈顯著。 超聲波在各種介質傳播時,隨著傳播距離的增加,超聲強度會漸漸減弱,能量逐漸消耗,這種能量被介質吸收掉的特性,稱之為聲吸收。1845年斯托克斯(Stoke。G.G.)發現:當聲波通過液體,因液體質點相對運動而產生的內摩擦(即粘滯作用)導致聲吸收,因而導出了由介質的內摩擦或粘性引起的液體中聲吸收公式。還有,當聲波在液體介質中傳播時,壓縮區的溫度將高於平均溫度;相反,稀疏區的溫度低於平均溫度,因此,由於熱傳導使聲波的壓縮和稀疏部分之間進行熱交換,從而引起聲波能量的減少1868年基爾霍夫(Kirchhoff G.)導出了由熱傳導引起的聲吸收公式。
由此看出,吸收系數a與聲波頻率的平方成正比,當頻率增加10倍,則吸收系數就增大100倍。即頻率愈高,吸收愈大,因而聲波傳播的距離愈小。在氣體中,1920年愛因斯坦提出了由聲頻散來確定締合氣體的反應率,從而促進了對氣體分子熱弛豫吸收機制延伸到液體的研究,得出了由於介質中的分子相互之間的碰撞引起分子熱弛豫吸收。所以低頻聲波在空氣中可以傳播很遠距離,而高頻聲波在空氣中很快的衰減了。
在固體中,聲吸收在很大程度上取決於固體的實際結構。
由以上看出引起不同介質對聲吸收的原因很多,但主要原因是介質的粘滯性、熱傳導、介質的實際結構及介質的微觀動力學過程中引起的弛豫效應等,這些介質中的聲吸收都隨著聲的頻率而變化。超聲波是高頻率的聲波,在同一介質中傳播時,隨著頻率的增大,被介質吸收的能量就愈大。例如頻率為105Hz的超聲波在空氣中被吸收的能量比頻率為104Hz的聲波大100倍;對同一頻率的超聲波因傳播的介質不同。如在氣體、液體、固體中傳播時,其吸收分別為最厲害、較弱、最小。所以超聲波在空氣中傳播距離最短。
超聲波在均勻介質中傳播時,由於介質的吸收,而影響聲強度隨距離的增加而減弱,這就是聲波衰減。
當超聲波起始強度為J0,經過x米距離後,其強度為
Jx= Joe-2ax「 』
式中a為吸收系數(衰減系數)。
由上可得在各種介質中聲波的吸收系數,
由此看出超聲強度是以指數而衰減的。例如頻率為106Hz的超聲波在離開聲源以後,在空氣中經過0. 5m距離,其強度就要減弱一半;在水中傳播,要經過500m的距離後才使強度減弱一半,
可看出在水中傳播的距離相當於在空氣中傳播距離的1000倍。隨著頻率的增高,衰減越快。如頻率為1011Hz的超聲在空氣中傳播,當在離開聲源的一剎那間就會全部消失得無影無蹤。在粘度很大的液體中,超聲被吸收得更快。例如在200C時,使頻率為300kHz的超聲的強度減至一半,只需0.4m厚的空氣就夠了,至
於在水中就要經過440m,在變壓器油中就要傳播100m左右,而在石蠟中只需傳播3m左右。因此,粒度極大的物質(橡皮、膠木、瀝青)則是超聲波良好的絕緣體。 超聲波傳播的能量比可聽聲大得多。因為當聲波到達某一物質時,由於聲波的作用使物質中的分子也跟著振動,振動的頻率和聲波頻率一樣,所以分子振動頻率決定了分子振動的速度,頻率越高速度越大。從而物質的分子由振動而獲得了能量,其能量除了與分子的質量有關外,還與分子的振動速度的平方成正比,而振動速度又與分子振動的頻率有關,所以聲波的頻率越高,也就是物質分子得到的能量越高。超聲波的頻率比聲波的頻率可高得多,所以超聲波可使物質分子獲得更大的能量。由此說明超聲波本身可
以供給物質足夠大的能量。
我們平常人耳能聽到的聲波頻率低、能量小。如高聲談話聲約等於50uW/cm2的強度。但超聲波所具有的能量就比聲波大得多。例如頻率為106Hz的超聲振動所具有的能量,比振幅相同而頻卒為103Hz的聲波振動的能量要大100萬倍,因為聲波的能量與頻率的平方成正比。由此看出,主要是超聲波的巨大機械能量
使物質質點產生了極大的加速度。
在一般工作中,正常響度的揚聲器的聲強為2·10-9W/cm2;炮的射擊聲的聲強為10 - 3W/cm2;中等響度的聲音使水的質點所獲得的加速度只有重力加速度(980cm/s2)的百分之幾,所以不會對水產生影響。然而如果把超聲作用於水中,使水質點所達到的加速度可能比重力加速度大幾十萬倍甚至幾百萬倍,所以就會使
水質點產生急速運動。它在超聲提取中有著極其重要的作用。 空化現象是液體中常見的一種物理現象。在液體中由於渦流或超聲波等物理作用,致使液體的某些地方形成局部的負壓區,從而引起液體或液體一固體界面的斷裂,形成微小的空泡或氣泡。液體中產生的這些空泡或氣泡處於非穩定狀態,有初生、發育、隨後迅速閉合的過程,當它們迅速閉合破滅時,會產生一種微激波,使局部區域有很大的壓強。這種空泡或氣泡在液體中形成和隨後迅速閉合的現象,稱為空化現象。
關於空化基本過程以及空化與沸騰的區別簡述如下:當液體在恆壓下加熱或在恆溫下用靜力或動力方法減壓時,可達到茌液體中有蒸氣空泡或充滿氣體的空泡(或空穴)開始出現並發育,隨後又閉合。這一狀態若由溫度升高所引起,稱之為「沸騰」;若溫度基本不變而由局部壓力下降所引起,稱之為「空化」。
由以上空化基本過程看出空化有以下特徵:空化是一種液體中出現的現象,在任何正常環境下,固體或氣體都不會發生空化;空化是液體減壓的結果,因此大體上可由控制減壓程度來控制空化現象;空化是一種動力學現象,它涉及空泡的發育與閉合。
超聲空化是強超聲在液體中傳播時,引起的一種特有的物理現象,也是引起液體中空腔的產生、長大、壓縮、閉合、反跳快速重復性運動的特有的物理過程。在空泡崩潰閉合時產生局部高壓、高溫,由於聲場中的頻率、聲強和液體的表面張力、粘度以及周圍環境的溫度和壓力等影響,液體中的微小氣核在聲場的作用下響應可能是緩和的,也可能是強烈的。故人們將聲空化分為穩態和瞬態兩種空化類型。
穩態空化主要是指那些內含氣體和蒸氣的空化泡的動力學行為,是一種較長壽命的氣泡振動。這種空化過程一般在小於1W/cm2聲強時產生,空化氣泡振動時間長,且持續幾個聲波周期。在聲場中這種振動氣泡,由於在膨脹時氣泡的表面積比壓縮時大,使膨脹時擴散到泡內的氣體比壓縮時擴散到泡外的多,而使氣泡在振動過程中增大。當振動振幅足夠大時,會使氣泡由穩態轉變為瞬態空化,繼而發生崩潰。
瞬態空化一般指在大於1W/cm2的聲強時所產生的空化氣泡,振動只在一個聲周期內完成。這種在聲場中振動的氣泡,當聲強足夠高、聲壓為負半周時,液體受到大的拉力,氣泡核迅速脹大,可達到原來尺寸的數倍;繼而在聲壓正半周時,氣泡受到壓縮因突然崩潰而裂解成許多小氣泡,以構成新的空化核。在氣泡迅速收縮時,泡內的氣體或蒸氣被壓縮,而在空化泡崩潰的極短時間,泡內產生約5000K的高溫,類似太陽表面的溫度;局部產生約500大氣壓的高壓,相當於深海底的壓力;溫度變化率高達109K/s;並伴隨產生強烈的沖擊波和時速達400km的射流、發光現象,也可聽到小的爆裂聲。可見空化所提供的能量,使局部產生高壓、高溫、高梯度流動,為葯材中難以提取的成分提供了一種新的提取途徑。
對超聲空化的研究,始於20世紀30年代,在Monnesco和Frenzel等發現聲發光(SL)後,由追索發光起因引起的對超聲空化氣泡運動的研究及對其基本效應的測量。他們採用對液體中超聲空化群體氣泡進行測量,研究丁「多泡空化」;到20世紀60年代中國科學院汪承灝、張德俊等在應崇福院士指導下,研究了用動力式方法產生的單一空化氣泡的完整運動過程,並實驗證明了空化的光輻射和電磁輻射均發生於氣泡閉合時刻,他們還研究了空化的
乳化作用及機械效應。20世紀80年代美國Gaitan和Crum等人採用聲懸浮技術將單一氣泡「囚禁」在容器的駐波場波腹處,使之與外加超聲場同步產生周期性的空化過程,並進行了測量。這些成果都為超聲在工農業、醫學等方面的應用提供了理論基礎,也為超聲空化的測量提供了條件。
空化強度的測量
根據目前的報導,超聲空化強度還沒有一種絕對的測定方法,但超聲在實際中的應用效果在某些方面是與空化強度有著直接關系,所以想方設法測量空化強度在實際應用中有著重要的意義。而空化強度不但和空化泡閉合時所產生的壓力大小、單位體積中的空化泡數量有關,還與各種類型的空化泡有關,所以只能測量相對強度。目前主要是從超聲清洗的角度研究,以直接衡量超聲清洗的效果,其方法有:
腐蝕法:將厚度約20um的鋁、錫或鉛箔置於聲場中一定距離上受空化腐蝕,在一定的時間內取出,稱出腐蝕樣的重量,以衡量相對的空化強度,這種方法稱之為膺蝕法。這種方法可測量由液體表面到不同深度的相對空化強度。測量的方法是要求金屬樣品表面光潔度一致,進行多次測量,以求出平均值。
化學法:將碘化鈉置於四氯化碳中,在聲空化作用下以釋放出碘的多少,來衡量相對的空化強度,這種方法稱為化學法。這種方法是用分光光度計或者放射性示蹤方法作釋放碘的定量測定。因為在超聲強度5 -30 W/cm2,處理1 min,碘的釋放量隨聲強的增加而增加,故以釋放量的大小,測定其空化強度。
清除污物法:用帶有放射性污物的工件作為清洗樣品,用超聲清洗後,定量測量污物除去的數量,以此衡量超聲清洗的效果或相對的空化強度,這種方法稱之為清除污物法。在實際應用中還有測量空化雜訊的方法等,在此不多述了。
超聲空化的消極作用及應用
由於聲空化現象產生氣泡的非線性振動以及它們破滅時產生爆破壓力,所以伴隨空化現象能產生許多物理和化學效應。這些效應有消極方面的作用,但也有在工程技術中得到應用的方面。如艦船用的高速旋轉的螺旋槳槳葉的表面,常受到空化產生的壓力打擊作用,「腐蝕」成一些斑痕。空化嚴重時,大量氣泡的出現會影響螺旋槳的推力。在民用工業中,空化「腐蝕」會損壞管道和器件。然而,利用空化產生的激波打擊作用,或氣泡閉合的局部高溫可以在工業中得到有益的利用。如超聲清洗,就是利用聲波復雜構造異形的孔道,藉助超聲空化能對放在洗滌劑中的機件微型機件清洗;也可在鍋爐中進行超聲除垢和防水垢沉積;還可利用空化對葯劑生產過程進行乳化,在工業上制備油一水之類混合溶液的乳劑;進行超聲焊接(破壞金屬表面氧化層,促金屬焊接);利用超聲空化促進某些化學反應過程;打破植物細壁,促進化學成分向溶劑中溶解,提高化學成分提出率等應用。
一、 超聲原理概述超聲波清洗的原理是發生器產的高頻振盪電信號。通過換能器轉換成高頻的機械振動,傳播到清洗液中,對工件實施高效的清洗。其工作機理是運用空化作用成倍或十幾售地提高清洗效果。當把液體放入清洗機內,施加超聲波後,由於超聲波在清洗液中是一種疏密相間,輻射傳播的高頻波,從而使液體高速往復振動。在振動的負壓區由於周圍的液體來不及補充,形成無數的微小真空氣泡,而在正壓區,微小氣泡在壓力下突然閉合,在閉合過程中由於液體間相互碰撞產生強大的沖擊波形成最高可達幾千個大氣壓的瞬時高壓,作用在被清洗的工件上。吸附在工件上的油膩、雜質在連續不斷的瞬時高壓作用下迅速脫離工件。從而達到清潔的目的。 超聲波的兩個主要參數 超聲波的兩個主要參數: 頻率:F≥20KHz; 功率密度:p=發射功率(W)/發射面積(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,由於破裂而產生的強烈沖擊將物體表面的污物撞擊下來。這種由無數細小的空化氣泡破裂而產生的沖擊波現象稱為「空化」現象。 太小的聲強無法產生空化效應。 超聲波清洗機由三個主要部分組成: (1)裝載清洗液的不銹鋼清洗缸 (2)超聲波發生器(3)超聲波換能器 超聲波清洗機具有清潔度高,機器噪音小、設備壽命長等優點。並能對幾何形狀比較復雜,例如有各種盲孔、微孔、深孔等用其他清洗方法難以清洗的零件進行高效清洗。由於具有以上獨特的性能,所以越來越被人們認識和接受。二、 設備特點當超聲波清洗機注滿水接通電源後,電路把50赫茲的交流電轉換成超聲波頻率的交流電、產生振盪,這種振盪的形成就是通過電感及換能器電容組成諧振電路,並將振盪信號通過反饋持繼不斷地進行下去。經晶體管進行放大後再送給串聯諧振電路。這個諧振頻率在機器出廠前精確地調整在換能器固有諧振頻率上,以發揮換能器最佳效果。 換能器是通過螺柱和強力粘合劑粘結在不銹鋼清洗槽底面上的,換能器將超聲波機械能通過槽底傳施給槽內液體,然後作用於液體中的被清洗工件,從而實現了超聲波清洗的功能。 大功率晶體管是工作在開關飽和工作狀態,所以其輸出波形為方形。當方波進入諧振電路後,經電感和電容的濾波後,就成為正弦波,所以實際上作用在換能器上的電流波形,已成為正弦波。 超聲波清洗機的超聲波電源發生器有兩種,一種是自激電路,另一種是他激電路。自激電路結構簡單、實用、經濟性好;他激電路功率大,具有頻率跟蹤和限流,發熱等多種保護,兩種電路分別適合不同層次企業和更廣泛的客戶需要。三、 使用方法1. 將發生器與清洗槽連接電纜接好。2. 將槽內注入選用的清洗液。3. 將發生器接入220V±10% 50赫茲交流電源。4. 打開發生器電源開關,電源指示燈亮(此時槽內液體開始振動空化)。四、 注意事項1. 為了延長使用壽命,建議將設備放在通風、乾燥的區域,發生器後側的風扇孔應定期清潔。發生器四面留有通風口,以使氣流暢通無阻。2. (1)清洗槽必須放入液體後才能開機工作,最低水位高度>100mm(底振式)且水平放置,換能器在側面時,為清洗槽槽沿100mm處,如在空氣狀態開機會損壞機器。(2)當清洗缸體溫度為常溫時,切勿將高溫液體直接注入缸內,以免導致換能器松動而影響機器正常使用 。(3)當清洗液因污染而需要更換時,切勿將低溫液體直接注入高溫缸體內,這同樣可導致換能器脫落,同時應當關閉加熱器開關,以免加熱器因槽內無液體而損壞。(4)定期檢查換能器,切勿使其變潮及撞擊,以免造成不必要的損失。3. 使用完畢後,應關閉總電源。4. 關機後不要立刻重新開機,間隙時間應在1分鍾以上。