超声波清洗机的制造

超声波清洗机的制造

清洗槽

超声波设备要求：清洗槽材质选用1-3mm厚（根据功率要求）的SS304或316不锈钢（进口标准），氩弧焊接而成。

（1）超声波振子的安装

超声波振子目前国内外大都采用兰杰文（P.Langevin）式压电陶瓷振片型振子。一般采用胶水粘结或胶水结合螺栓连接安装。采用胶水结合螺栓连接的方式安装振子，靠螺栓能够更有效的帮助连续工作的振子散热，但一旦有振子发生故障需要拆卸下来时，会非常麻烦。

若单纯采用胶水粘结时，除了要求胶水的强度（抗剪强度、剥离强度）要高外，热传导性必须也要好。否则，当连续开机作业时，清洗槽内液温达一定温度（约摄氏60-80度）后，振子头部的温度不能迅速散发到槽内液体中，会积聚得非常高，容易导致振子故障（如振片烧碎、脱落）。目前通常采用两组分高强度胶粘剂。若胶水的热传导性较差，可采用风机吹风方式帮助散热。

（3） 加热器的安装

加热器有电热管式和云母片绕电热丝式加热器。

电热管式加热器有铜管和不锈钢管式，安装在清洗槽内，加热器浸在液体中直接给液体加热。其导热性能好、使用寿命长（电热丝防氧化）。铜管抗酸碱腐蚀能力及抗超声波空化腐蚀（超声波空化作用力对清洗槽及槽内物体的冲击破坏性，一般称作空化腐蚀）比不锈钢管差。
) n9 L) P) r/ @2 Cwww.fhyt.cn云母片绕电热丝式加热器，安装在清洗槽外侧，电热丝给槽加热间接将热能传播到液体中。云母片起到绝缘作用，结构简单，成本低；但电热丝易氧化（寿命短）、绝缘性能差、易受潮，容易造成安全隐患。

工业洗净设备考虑到安全性，可靠性及使用寿命等因素，国际上都选用不锈钢管加热器。安装加热器应安在投入式振子盒与清洗槽四周的空间内，高度低于振子盒高度，最大限度地避免空化腐蚀的发生。

2超声波发生器

（1）超声波发振方式

我国乃至世界，超声波洗净虽然原理都一样，但超声波发生器采用的发振方式有所不同，主要有下列几种：

a.   一频率发振 只采用单一的振动频率发振，这种发振方式虽然能够产生较强力的超声波，但可能有超声波照射不到的盲区出现。我国目前生产的超声波清洗机主要采用此方式。
    b.变化振幅 洗净过程中超声波可发生振幅变化，一般采用变化电感值大小的方式来实现，这种发振方式的洗净、脱气效果都很好，但噪音太大。

c. 交互式频率变化（安装两种频率振子）发振 最初为了解决洗净盲区的问题，在同一振动面上安装两种不同频率的振子同时发振工作，但经验表明频率高的振子很容易出现故障，所以现在采用交互式工作方式。该方式的优点能减少盲区，但因为总是一半振子在工作，声强相应降低了，所以不会获得强力超声波。

d. 同时多种频率发振 是近年来发展起来的新技术，采用一种振子同时产生3-5种频率的超声波工作，能够产生均匀的声场，但也不能获得强力超声波。

e. 聚能型发振 是将振子的发射端通过工具头聚集在很小的面积上，功率密度从而增加10倍以上，具有超强的洗净能力，图4为聚能型振子（horn type）工作示意图。我国在喷丝板的洗净方面已有了成功的应用。

2）超声波发生器的电路设计

目前我国现有的超声波发生器形式种类很多，它们大都能够驱使超声波振子工作达到洗净目的。但是因为不同的电路设计，其传输效率不同。表现为：发生器消耗同样的电能，而超声波洗净能力强弱差异很大。这是因为超声波发生器自身消耗的电能不同造成的。此外有些发生器因需要填加将AC220V电压变170V电压的变压器，超声波发生器的体积、重量都较大。

超声波发生器的电源设计分自激方式和他激方式。自激电路没有信号源，一般应用于振子数量少的小型设备；对于振子数量多的情况下，无法调试达到共振效果，所以目前工业用超声波洗净设备的超声波发生器大都采用他激方式。

他激方式的电路由两部分组成，既信号源部分和信号放大部分。

a.   信号源部分 采用CPU为核心的信号发生和控制部分，一般都采用12-15V电压驱动，产生方波信号供给信号放大电路；超声波发生器的定时控制、调节等外加功能都可以通过控制信号源的信号输出方式完成，由于是低电压控制，安全可靠性肯定高。

b.信号放大部分 将信号源产生的信号放大后输出给超声波振子。我们认为不同电路的超声波发生器，其输出电路、电压的不同是导致传播效率高低的重要原因。输出电压低，发生器消耗电能自然就大，同时振子还容易发热，产生的感应电场强。适当的调整电路，增大输出给振子的电压可能会取得很好的效果。

信号放大部分的电路采用220V电压整流直接供电，电感及变压器铁氧体采用高品质的产品，会对超声波发生器的轻量化起到至关重要的作用。

3安全接地措施 超声波电源输出时，负极先接地后再输出给振子。这样，清洗槽作业时就不会产生感应静电。否则，清洗槽容易带电，对洗净工程带来不利影响甚至事故。此外，与洗净设备相连的超声波输出线最好使用屏蔽电缆；加热、自动化控制系统也要有接地措施。

除安全因素外，感应静电的存在会在无形中产生不利的影响，生活中的最常见的例子：用电热杯无法煮荷包蛋等。在洗净工程方面有对硅片的洗净存在潜在破坏性、易吸附灰尘等不利影响，所以有一定的防静电措施是必要的。