天津超聲波清洗機原理及其優越性
                 
一、超聲波清洗原理
    超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)清洗原理(li)：超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)清洗機(ji)是通過超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)發生器將高(gao)(gao)于20KHz頻率(lv)(lv)的(de)(de)(de)有(you)(you)震(zhen)(zhen)蕩(dang)信號進行(xing)電(dian)功率(lv)(lv)放(fang)大后經(jing)超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)換(huan)能(neng)器（震(zhen)(zhen)頭）的(de)(de)(de)逆壓電(dian)效應轉換(huan)成高(gao)(gao)頻 機(ji)械(xie)振動能(neng)量通過清洗介質中的(de)(de)(de)聲(sheng)(sheng)輻射(she)，使(shi)清洗液分子振動并產生無數微(wei)小(xiao)(xiao)氣(qi)(qi)(qi)泡(pao)。氣(qi)(qi)(qi)泡(pao)沿超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)傳播(bo)方(fang)向(xiang)在(zai)負(fu)壓區形(xing)成、生長，并在(zai)正壓區迅(xun)速閉合而(er)(er)(er)產生上千個大氣(qi)(qi)(qi) 壓的(de)(de)(de)瞬間(jian)高(gao)(gao)壓而(er)(er)(er)爆(bao)破，形(xing)成無數微(wei)觀(guan)高(gao)(gao)壓沖擊波(bo)作(zuo)用于被清洗工件表(biao)面(mian)。此(ci)即超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)清洗中的(de)(de)(de)“空(kong)化效應”。超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)清洗機(ji)就是基于“空(kong)化效應”的(de)(de)(de)基本原理(li)工作(zuo) 的(de)(de)(de)，也因(yin)此(ci)，超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)清洗對(dui)具有(you)(you)內外結構復雜、微(wei)觀(guan)不平表(biao)面(mian)、狹縫、小(xiao)(xiao)孔、拐角(jiao)、死(si)角(jiao)、元件密集等特點的(de)(de)(de)工件均具有(you)(you)卓越的(de)(de)(de)洗凈能(neng)力，是其他清洗方(fang)法(fa)無可比擬(ni) 的(de)(de)(de)。隨著超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)頻率(lv)(lv)的(de)(de)(de)提高(gao)(gao)，氣(qi)(qi)(qi)泡(pao)數量增(zeng)加而(er)(er)(er)爆(bao)破沖擊力減弱，設備因(yin)此(ci)，高(gao)(gao)頻超(chao)(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)特別適(shi)用於小(xiao)(xiao)顆粒(li)污垢的(de)(de)(de)清洗而(er)(er)(er)不破環(huan)其工件表(biao)面(mian)。

二、空化泡的擴大以及爆裂（內爆）
    氣泡是在液體中施加高(gao)頻(pin)（超(chao)(chao)聲(sheng)頻(pin)率）、高(gao)強度的(de)聲(sheng)波(bo)而產生的(de)。因此，任何超(chao)(chao)聲(sheng)清(qing)洗系統都必須具備三個基(ji)本元件：盛放清(qing)洗液的(de)槽、將電能轉化為機械(xie)能的(de)換能器(qi)以及產生高(gao)頻(pin)電信(xin)號的(de)超(chao)(chao)聲(sheng)波(bo)發(fa)生器(qi)。

三、換能器和發生器
    超聲清洗系統最(zui)重要的(de)(de)部分是換(huan)能(neng)器(qi)。現存(cun)兩種(zhong)換(huan)能(neng)器(qi)，一(yi)(yi)種(zhong)是磁力(li)(li)換(huan)能(neng)器(qi)，由鎳(nie)或(huo)(huo)鎳(nie)合(he)金(jin)制(zhi)成；一(yi)(yi)種(zhong)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)電換(huan)能(neng)器(qi)，由鋯鈦酸鉛(qian)或(huo)(huo)其他陶瓷制(zhi)成。將壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)電材料 放入電壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)變(bian)化(hua)的(de)(de)電場(chang)中時，它(ta)會發(fa)生變(bian)形，這(zhe)就是所謂的(de)(de)'壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)電效應'。相(xiang)對(dui)來說，磁力(li)(li)換(huan)能(neng)器(qi)是用(yong)會在變(bian)化(hua)的(de)(de)磁場(chang)中發(fa)生變(bian)形的(de)(de)材料制(zhi)成的(de)(de)。 無論使用(yong)何種(zhong)換(huan)能(neng)器(qi)，通(tong)常最(zui)基本的(de)(de)因素為(wei)其產(chan)(chan)生的(de)(de)空(kong)化(hua)效應的(de)(de)強度。超聲波和(he)其它(ta)聲波一(yi)(yi)樣，是一(yi)(yi)系列(lie)的(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)點，即一(yi)(yi)種(zhong)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)縮和(he)膨(peng)脹交替的(de)(de)波。如果聲能(neng)足(zu)夠強， 液(ye)(ye)體在波的(de)(de)膨(peng)脹階段(duan)被推開(kai)，由此產(chan)(chan)生氣泡(pao)；而(er)在波的(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)縮階段(duan)，這(zhe)些(xie)氣泡(pao)就在液(ye)(ye)體中瞬(shun)間爆裂或(huo)(huo)內爆，產(chan)(chan)生一(yi)(yi)種(zhong)非常有效的(de)(de)沖擊力(li)(li)，特別適用(yong)於清洗。這(zhe)個過程被 稱做空(kong)化(hua)作用(yong)。

四、聲波的壓縮和膨脹
    從理論上分析，爆裂(lie)的(de)(de)空化(hua)(hua)(hua)泡(pao)會(hui)產生(sheng)(sheng)超(chao)過10,000 psi的(de)(de)壓(ya)力和(he)(he)20,000 °F (11,000 °C) 的(de)(de)高溫，并在(zai)其爆裂(lie)的(de)(de)瞬(shun)間沖擊波(bo)會(hui)迅速向外輻射。單個(ge)空化(hua)(hua)(hua)泡(pao)所(suo)釋放的(de)(de)能(neng)(neng)量很小(xiao)，但每秒鐘內有(you)幾百萬的(de)(de)空化(hua)(hua)(hua)泡(pao)同(tong)時爆裂(lie)，累(lei)計起來的(de)(de)效果(guo)將是非常強烈的(de)(de)，產生(sheng)(sheng) 的(de)(de)強大(da)的(de)(de)沖擊力將工件表面的(de)(de)污物剝落，這就(jiu)是所(suo)有(you)超(chao)聲(sheng)清(qing)洗(xi)的(de)(de)特點(dian)。如果(guo)超(chao)聲(sheng)能(neng)(neng)量足(zu)夠大(da)，空化(hua)(hua)(hua)現象會(hui)在(zai)清(qing)洗(xi)液各(ge)處產生(sheng)(sheng)，所(suo)以超(chao)聲(sheng)波(bo)能(neng)(neng)夠有(you)效清(qing)洗(xi)微小(xiao)的(de)(de)裂(lie)縫和(he)(he) 孔(kong)。空化(hua)(hua)(hua)作用也(ye)促進了化(hua)(hua)(hua)學反應并加速了表面膜(mo)的(de)(de)溶解。 然(ran)而只有(you)在(zai)某區(qu)域的(de)(de)液體(ti)壓(ya)力低于該(gai)氣(qi)泡(pao)內氣(qi)體(ti)壓(ya)力時才(cai)會(hui)在(zai)該(gai)區(qu)域產生(sheng)(sheng)空化(hua)(hua)(hua)現象，故由換(huan)能(neng)(neng)器產生(sheng)(sheng)的(de)(de)超(chao)聲(sheng)波(bo)振幅足(zu)夠大(da)時才(cai)能(neng)(neng)滿足(zu)這一條件。產生(sheng)(sheng)空化(hua)(hua)(hua)所(suo)需的(de)(de)最小(xiao) 功率被稱(cheng)做(zuo)空化(hua)(hua)(hua)臨(lin)界(jie)點(dian)。不同(tong)的(de)(de)液體(ti)存在(zai)不同(tong)的(de)(de)空化(hua)(hua)(hua)臨(lin)界(jie)點(dian)，故超(chao)聲(sheng)波(bo)能(neng)(neng)量必須超(chao)過該(gai)臨(lin)界(jie)點(dian)才(cai)能(neng)(neng)達到清(qing)洗(xi)效果(guo)。也(ye)就(jiu)是說，只有(you)能(neng)(neng)量超(chao)過臨(lin)界(jie)點(dian)才(cai)能(neng)(neng)產生(sheng)(sheng)空化(hua)(hua)(hua)泡(pao)， 以便(bian)進行超(chao)聲(sheng)清(qing)洗(xi)，

五、頻率的重要性
    當工(gong)(gong)作(zuo)頻(pin)(pin)(pin)率很(hen)低（在人的(de)(de)(de)(de)(de)聽覺(jue)范圍(wei)內）就會產生(sheng)噪(zao)音。當頻(pin)(pin)(pin)率低於20kHz時(shi)，工(gong)(gong)作(zuo)噪(zao)音不僅變得(de)很(hen)大，而(er)且可(ke)能(neng)(neng)(neng)(neng)超出(chu)職業安(an)全與保健法或(huo)(huo)其(qi)(qi)他條例(li)所規定(ding) 的(de)(de)(de)(de)(de)安(an)全噪(zao)音的(de)(de)(de)(de)(de)限(xian)度(du)。在需(xu)要高(gao)(gao)功率去除(chu)污垢而(er)不用(yong)(yong)考慮工(gong)(gong)件(jian)表面損(sun)傷(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)中，通(tong)常(chang)選(xuan)擇從(cong)20kHz到30kHz范圍(wei)內的(de)(de)(de)(de)(de)較低清(qing)洗(xi)頻(pin)(pin)(pin)率該頻(pin)(pin)(pin)率范圍(wei)內的(de)(de)(de)(de)(de)清(qing)洗(xi)頻(pin)(pin)(pin)率 常(chang)常(chang)被(bei)用(yong)(yong)于(yu)清(qing)洗(xi)大型(xing)、重型(xing)零(ling)件(jian)或(huo)(huo)高(gao)(gao)密度(du)材料的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)件(jian)。高(gao)(gao)頻(pin)(pin)(pin)通(tong)常(chang)被(bei)用(yong)(yong)于(yu)清(qing)洗(xi)較小(xiao)(xiao)(xiao)、較精密的(de)(de)(de)(de)(de)零(ling)件(jian)，或(huo)(huo)清(qing)除(chu)微(wei)小(xiao)(xiao)(xiao)顆(ke)粒(li)。高(gao)(gao)頻(pin)(pin)(pin)還被(bei)用(yong)(yong)于(yu)被(bei)工(gong)(gong)件(jian)表面不允(yun)許損(sun)傷(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)。使 用(yong)(yong)高(gao)(gao)頻(pin)(pin)(pin)可(ke)從(cong)幾(ji)個方面改善(shan)清(qing)洗(xi)性能(neng)(neng)(neng)(neng)。隨著頻(pin)(pin)(pin)率的(de)(de)(de)(de)(de)增加，空(kong)化泡(pao)(pao)的(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)量呈(cheng)線形增加，從(cong)而(er)產生(sheng)更多更密集的(de)(de)(de)(de)(de)沖擊波(bo)使其(qi)(qi)能(neng)(neng)(neng)(neng)進(jin)入到更小(xiao)(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)縫(feng)隙中。如(ru)果功率保持不變，空(kong) 化泡(pao)(pao)變小(xiao)(xiao)(xiao)，其(qi)(qi)釋(shi)放(fang)的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)量相(xiang)應(ying)減(jian)(jian)(jian)少(shao)，這(zhe)樣有(you)效地減(jian)(jian)(jian)小(xiao)(xiao)(xiao)了對工(gong)(gong)件(jian)表面的(de)(de)(de)(de)(de)損(sun)傷(shang)。高(gao)(gao)頻(pin)(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)另(ling)一(yi)個優勢(shi)在于(yu)減(jian)(jian)(jian)小(xiao)(xiao)(xiao)了粘滯邊界(jie)層（泊努里效應(ying)），使得(de)超聲波(bo)能(neng)(neng)(neng)(neng)夠(gou)'發(fa)現'極細 小(xiao)(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)粒(li)。

深(shen)圳僑波超聲新設備有(you)限公(gong)司提(ti)供了一系列(lie)頻(pin)率(lv)的產品，有(you)28KHz、32KHz、40kHz。

六、超聲清洗的優越性
    高(gao)精(jing)度： 由于超(chao)聲(sheng)波(bo)的(de)能量能夠穿透細微的(de)縫隙和小孔(kong)，故可(ke)以應用(yong)與任何零部(bu)件或(huo)裝(zhuang)配件清(qing)(qing)洗。被清(qing)(qing)洗件為(wei)精(jing)密部(bu)件或(huo)裝(zhuang)配件時，超(chao)聲(sheng)清(qing)(qing)洗往往成為(wei)能滿(man)足其特殊技術要求的(de)唯(wei)一的(de)清(qing)(qing)洗方式；

快速： 超聲(sheng)清(qing)(qing)洗相對常規清(qing)(qing)洗方法在工件(jian)除(chu)塵除(chu)垢方面要快得多(duo)。裝配件(jian)無須拆卸即可(ke)(ke)清(qing)(qing)洗。超聲(sheng)清(qing)(qing)洗可(ke)(ke)節省(sheng)勞動(dong)力的優點往往使其成(cheng)為(wei)最(zui)經濟的清(qing)(qing)洗方式(shi)；

 一致：無(wu)論被清洗件是(shi)大是(shi)小，簡(jian)單(dan)還是(shi)復雜，單(dan)件還是(shi)批量或在自動流水(shui)線上，使用超聲清洗都(dou)可以獲得手工清洗無(wu)可比擬(ni)的均一的清潔度。

七、超聲清洗工藝及清洗液的選擇
    在購買(mai)清(qing)洗(xi)(xi)(xi)系(xi)統之前，應對被清(qing)洗(xi)(xi)(xi)件(jian)(jian)做(zuo)如(ru)下應用(yong)分析(xi)： 明確(que)被洗(xi)(xi)(xi)件(jian)(jian)的(de)(de)材(cai)料構成(cheng)、結構和數量(liang)， 分析(xi)并明確(que)要(yao)清(qing)除的(de)(de)污(wu)物，這(zhe)些(xie)都(dou)是(shi)決定所要(yao)使用(yong)什么樣的(de)(de)清(qing)洗(xi)(xi)(xi)方(fang)法，判(pan)斷應用(yong)水(shui)性清(qing)洗(xi)(xi)(xi)液還(huan)是(shi)用(yong)溶(rong)劑的(de)(de)先決條件(jian)(jian)。最終的(de)(de)清(qing)洗(xi)(xi)(xi)工(gong)藝還(huan)需做(zuo)清(qing)洗(xi)(xi)(xi)實(shi)驗(yan)(yan)來驗(yan)(yan)證。只有這(zhe) 樣，才(cai)能提(ti)供合適的(de)(de)清(qing)洗(xi)(xi)(xi)系(xi)統、設計合理(li)的(de)(de)清(qing)洗(xi)(xi)(xi)工(gong)序以(yi)及(ji)清(qing)洗(xi)(xi)(xi)液。

八、清洗液的選擇
    考(kao)慮到(dao)清(qing)洗(xi)液(ye)(ye)的物理特性對超(chao)聲清(qing)洗(xi)的影響，其中蒸(zheng)汽壓、表面張力、黏度以及密度應為最顯著(zhu)的影響因素。溫度能影響這(zhe)些因素，所以它也(ye)會影響空化作用的效(xiao)率。 任(ren)何清(qing)洗(xi)系統必(bi)須使用清(qing)洗(xi)液(ye)(ye)。

選擇清洗液(ye)時，應考慮以下三(san)個因素：

 1．清洗(xi)效率：選(xuan)擇最有效的清洗(xi)溶劑時，一定要做(zuo)實驗。如在現有的清洗(xi)工(gong)藝中引入超聲，使用(yong)的溶劑一般(ban)不(bu)必變更；

2．操作簡單(dan)(dan)：所使用(yong)的(de)液(ye)體應安全無毒、操作簡單(dan)(dan)且(qie)使用(yong)壽命長；

3．成(cheng)本(ben)：最(zui)廉價的(de)清(qing)(qing)(qing)洗溶劑(ji)(ji)的(de)使用(yong)成(cheng)本(ben)并(bing)不一(yi)定最(zui)低(di)。使用(yong)中必(bi)須(xu)考慮到溶劑(ji)(ji)的(de)清(qing)(qing)(qing)洗效率、安全性、一(yi)定量的(de)溶劑(ji)(ji)可(ke)清(qing)(qing)(qing)洗多(duo)少工(gong)件利用(yong)率最(zui)高(gao)等(deng)(deng)因素(su)。當(dang) 然，所選(xuan)擇的(de)清(qing)(qing)(qing)洗溶劑(ji)(ji)必(bi)須(xu)達到清(qing)(qing)(qing)洗效果，并(bing)應與所清(qing)(qing)(qing)洗的(de)工(gong)件材(cai)料相容。水(shui)為最(zui)普通的(de)清(qing)(qing)(qing)洗液，故使用(yong)水(shui)基溶液的(de)系統操作簡便、使用(yong)成(cheng)本(ben)低(di)、應用(yong)廣泛。然而對 某些材(cai)料以(yi)及污垢等(deng)(deng)并(bing)不適用(yong)于水(shui)性溶液，那么還(huan)有許多(duo)溶劑(ji)(ji)可(ke)供(gong)選(xuan)用(yong)。

九、兩種由清洗液不同而區分的清洗系統
    水性系(xi)統：通常(chang)由敞(chang)口槽(cao)(cao)組(zu)(zu)成(cheng)，工(gong)件浸沒其(qi)(qi)中(zhong)。而復雜的(de)系(xi)統會由多(duo)(duo)個(ge)槽(cao)(cao)組(zu)(zu)成(cheng)，并(bing)配備循環過濾系(xi)統、沖淋槽(cao)(cao)、干燥(zao)槽(cao)(cao)以(yi)及(ji)其(qi)(qi)它附件。溶(rong)(rong)(rong)劑(ji)系(xi)統：多(duo)(duo)為超(chao)(chao)聲波 汽相(xiang)除油脂(zhi)(zhi)清(qing)洗機，常(chang)配備廢液連續回收裝(zhuang)置(zhi)。超(chao)(chao)聲波汽相(xiang)清(qing)除油脂(zhi)(zhi)過程(cheng)是(shi)由溶(rong)(rong)(rong)劑(ji)蒸(zheng)發槽(cao)(cao)和超(chao)(chao)聲浸洗槽(cao)(cao)組(zu)(zu)成(cheng)的(de)集成(cheng)式(shi)多(duo)(duo)槽(cao)(cao)系(xi)統完成(cheng)的(de)。在熱(re)的(de)溶(rong)(rong)(rong)劑(ji)蒸(zheng)汽和超(chao)(chao)聲激蕩共 同作用下(xia)，油、脂(zhi)(zhi)、蠟以(yi)及(ji)其(qi)(qi)他溶(rong)(rong)(rong)于(yu)溶(rong)(rong)(rong)劑(ji)的(de)污垢就被除去。經過一(yi)系(xi)列清(qing)洗工(gong)序后下(xia)料的(de)工(gong)件發熱(re)、潔凈、干燥(zao)。

十、清洗件處理
    超(chao)(chao)聲清(qing)(qing)(qing)洗(xi)(xi)(xi)的(de)(de)(de)另一個考慮(lv)因素(su)是清(qing)(qing)(qing)洗(xi)(xi)(xi)件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)上、下(xia)料(liao)或(huo)(huo)者說是放置清(qing)(qing)(qing)洗(xi)(xi)(xi)件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)工(gong)(gong)裝(zhuang)的(de)(de)(de)設計。清(qing)(qing)(qing)洗(xi)(xi)(xi)件(jian)(jian)(jian)在超(chao)(chao)聲清(qing)(qing)(qing)洗(xi)(xi)(xi)槽內(nei)時(shi)，無論(lun)清(qing)(qing)(qing)洗(xi)(xi)(xi)件(jian)(jian)(jian)還是清(qing)(qing)(qing)洗(xi)(xi)(xi)件(jian)(jian)(jian)籃(lan)都不得觸及槽底。清(qing)(qing)(qing) 洗(xi)(xi)(xi)件(jian)(jian)(jian)總的(de)(de)(de)橫截面積不應(ying)超(chao)(chao)過超(chao)(chao)聲槽橫截面積的(de)(de)(de)70%。橡膠以及非剛化塑料(liao)會吸收超(chao)(chao)聲波能量，故(gu)將此(ci)類材(cai)料(liao)用于工(gong)(gong)裝(zhuang)時(shi)應(ying)謹(jin)慎(shen)。絕(jue)緣的(de)(de)(de)清(qing)(qing)(qing)洗(xi)(xi)(xi)件(jian)(jian)(jian)也應(ying)引起特別注意(yi)。 工(gong)(gong)裝(zhuang)籃(lan)設計不當，或(huo)(huo)所盛工(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)太重，縱使(shi)最好的(de)(de)(de)超(chao)(chao)聲清(qing)(qing)(qing)洗(xi)(xi)(xi)系統的(de)(de)(de)效率也會被大大降低。鉤子(zi)、架子(zi)以及燒杯都可用來支持清(qing)(qing)(qing)洗(xi)(xi)(xi)件(jian)(jian)(jian)。