当前位置:首页 » » 前处理工艺 前处理设备 » 正文

超声波的作用原理

1540 人参与  2013年07月10日 04:39  分类 : 前处理工艺 前处理设备  评论

超声波的作用原理
超声波清洗的原理,在理论要加以阐述是比较复杂的,里面牵涉许多因素和作用,可以体现超声波清洗作用的主要有以下三点。

(1)空穴作用
当强力的超声波辐射到液体中,清洗液以静压(一个标准气压)为中心进行变化,在压力到零气压以下时,溶解在液体中的氧会形成微小气泡核,进而产生无数近似真空的微小空洞(空穴)。超声波的正压力时的微小空洞,在绝热压缩状态被挤碎,这个发生在挤碎瞬间的强力冲击波,可直接破坏污染物并使之分散在液中,形成清洗机理。试验中这种强力的清洗作用,能在数十秒内对铝箔侵蚀成无数的小孔。

利用空穴作用的清洗,对去油污的效果比较好,通常在28KHZ~50KHZ的频率内进行机械另部件的清洗,清洗机的超声波强度大多设定在0.5~1w/cm2。

(2)加速度
清洗液体经超声波辐射,液体分子发生振动,这种振动加速度在28KHZ时是重力加速度的103倍,在950KHZ时将达到105倍,由这个强力加速度可以对受污物的表面实行剥离清洗。然而,950KHZ的超声波不产生空穴,不适应去油污的清洗,只能在电子工业的半导体制造中,对亚微米粒子的污染进行清洗。

(3)物理化学反应的促进作用
由空穴作用使液体局部发生高温高压(1000气压,5500℃),再经振动产生的搅拌,促使化学或物理作用的相乘,液体不断地乳化分散,进一步促进化学反应的速率。

清洗液深度的确定
液体中的超声波会因行波、回波的相互干扰及强合结果,将形成“驻波”现象,(见图1)。确定产生驻波的液体深度,能得到最好的超声波辐射效果。产生驻波的液体深度,可用下面公式计算。

液深(λ/2)=声速/频率÷2
这个液体深度的正倍数数值,也是最适合的深度,例在20℃水温,28K1c时液深为27mm、54mm、81mm等等,38KHZ时液深为21mm、42mm、63mm等,但是,不同的液体、液温及超声振荡器,其驻波发生情况是不同的。参见表1。

表 1 驻波的产生情况比较

清洗液 声 速 λ/2
水 20℃ 1483mm 27mm
氟里昂 20℃ 717mm 13mm
IPA 20℃ 1168mm 21mm
酸碱清洗剂 20℃ 1483mm 27mm

超声波产生方式和清洗条件的设定
超声波的产生方式由表2表示,可按不同的清洗目的加以选择,目前常用的是能进行强力清洗的连续振荡方式。频率调制和多频率的方式,清洗时清洗不均现象较多,对污染严重物体的清洗不太适应。

表 2 超声波的产生方式

方 式 内 容 特 征
连续振荡 振幅及频率是固定的 可强力清洗。由驻波作用使清洗不均,应增加摇动,达到清洗均匀性。
加宽调制 振幅变化 有良好的脱气效果,对不同物体清洗性好,噪声大。
频率调制(FM振荡) 振荡频率实行数千赫的变化 能均匀地清洗。清洗效率差,平均输出功率低。
同时多频率 多种频率同时发生 形成均衡的声场,清洗均匀,不易得到强力的超声波。
多频率交替 每一种频率发生复数个频率 清洗均衡,不易得到强力清洗。
圆锥形辐射清洗 用不锈钢制成的共振体进行超声波辐射。一般在清洗不充分场合使用 可获得常规超声波10倍或20倍的强度,性能高。 但清洗面小,噪声大
清洗条件的选择设定主要有以下数点。
·清洗位置:将清洗物置于驻波压力最大的位置,可获得最佳的清洗效果。但是比驻波大的物体清洗时,易产生清洗不均,这时应将物体在上下数十毫米内加以摇动,这是减少清洗不良的常用方法。
·由网孔引起的衰减:在清洗小型另件时,多使用网篮方式,网篮网孔的大小不当,会造成超声波衰减,使清洗力降低,例在28KHZ场合,网篮的网孔直径需在5mm以上,才可正常清洗。如小的螺钉清洗时,网孔最小要做到1mm,如果衰减大,使用0.1-0.5mm的薄板网蓝,也可得到正常清洗效果。
·频率:对于频率因素涉及的清洗效果,大体可这样认为,采用频率低的针对较难清洗的污垢,频率高的,适合于精密清洗场合。
·液体温度:随着液温的上升,液中生存的气泡会遮断声波,使超声波减弱,但是在常规做法上都以提高液温来增加清洗能力。适合的液温要针对不同的清洗液和清洗物来确定,一般场合液温在5060℃比较适当。

阅读全文

本文标签:超声波  前处理设备  

<< 上一篇 下一篇 >>

  • 相关文章
    • 油脂的酸值是什么

      油脂的酸值是什么油脂的酸值一般是指的中和一克油脂中的游离脂肪酸所需要使用的氢氧化钾的毫克数,对于各种不同来源的油脂,都含有少量的游离脂肪酸,各自有着各自的酸值,一般来说,酸值低的油脂,则他的质量就比较高,表示这种油脂所含有的杂质比较少,对于酸值大于6的油脂,一

      分类 : 前处理工艺 前处理设备 | 浏览 : 1540次
    • 波义耳定律公式推到简化是什么

      1661年出版的《怀疑的化学家》标志着近代化学的开始,《怀疑的化学家》著作的作者就是英国著名的科学家波义耳,波义耳出生于公元1627年,死于公元1691年,少年时的波义耳并不比別人聪明,但是他非常好学,常常是书不离手,由于从小体弱多病,为了治病他决心研究医学,

      分类 : 前处理工艺 前处理设备 | 浏览 : 1540次
    • 齿轮传动有什么特点

      齿轮传动有什么特点齿轮传动是最为常见的一种传动形式,齿轮传动与其它传动型式比较,齿轮传动具有很多优点:1.齿轮传动的结构紧凑,在同样的功率和传动比的条件下,齿轮传动比其它传动型式的结构要紧凑得多。2.齿轮传动的适用范围大,随着制造技术的发展,齿轮传动已能满足各

      分类 : 前处理工艺 前处理设备 | 浏览 : 1540次
    • 永定河入什么海_永定河发源于哪

      永定河是流经我国北方山西、内蒙古、河北、北京,天津等五省、市的一条重要的河流,永定河虽然比不上长江、黄河等大江大河的源远流长,但是,由于永定河特殊的地理位置,永定河流域穿插于长城内外,加上永定河一些与军事、经济相关的因素,使永定河这条河的两岸广大地成为我国北方

      分类 : 前处理工艺 前处理设备 | 浏览 : 1540次

    Powered By Z-Blog Copyright dianyongqi.com Rights Reserved.
    湘ICP备17018394号-2
    免责声明

    本站内容由网友提供,版权归原作者本人所有,本网站不对网站真实性负责,如有违反您的利益,请与我们联系!QQ:3323300542