新闻资讯 | 2022-08-12

超声波清洗机原理及其实际应用

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随着科学技术的快速发展,超声技术已经越来越多地应用于人们生产和生活的各个领域。从超声测厚到超声诊断、治疗、超声焊接,它已经为人们所了解。然而,人们对超声波清洗机的应用了解不够。


超声波清洗技术早出现在20世纪30年代初。当时,位于新泽西州的美国无线电公司实验室的技术人员试图用自制的简单超声波清洗系统清洗一些物体,但实验失败。在此基础上,超声波清洗技术在20世纪50年代有了很大的发展,当时使用的超声波输出功率为20~40kHz之间。该范围内的超声波应用于数千种不同的工作场合,其中许多是其他清洁方法无法发挥良好作用的场合。超声波能对工件施加极大的能量,特别适用于去除牢固附着在底材上的污渍。然而,在某些前提下,超声波强大的能量也会损坏具有污垢和脆弱特性的底部材料。在过去的十年里,超声领域出现了一些技术创新,提高了去除敏感基材中污垢的安全性能。在此期间,超声波技术,特别是中高频超声波清洗技术取得了新的发展,成为行业的亮点。近年来,人们发现使用兆声波(根据超声波的频率不同,40kHz以下简称常规或低频超声波,1万kHz以上称为高频超声波,又称兆频超声波,简称兆声波)清洗可去除半导体器件表面的细污渍颗粒,不损坏基材表面。目前,该技术已普及。


超声波清洗机的关键组成部分


超声波清洗机主要由三部分组成:发电机、换能器和清洗槽。发电机是电源,产生电磁振荡信号并提供能量;换能器是振动板,是超声波清洗的关键组成部分。发电机产生的电磁振动转化为换能器本身的超声波振动,并传输到清洗槽中产生空化效果,一般放置在槽底;清洗槽用于容纳清洗液和待清洗的工件。


超声波清洗原理


超声波是一种超出人们听觉范围20的频率kHz上述声波。超声波与电磁波非常相似,可以映射、聚焦和反射。然而,与电磁波不同,电磁波可以在真空中随意传播,而超声波的传播需要弹性介质的帮助。在传播过程中,弹性介质中的颗粒被冲击,能量被物质按照超声波的传播方向传递,可分为垂直波和水平波。两者都可以在固都可以传输,但在气体和液体中,只有垂直波才能传输。超声波会引起质点振动,质点振动的加速度与超声频率的平方正相关。所以,几十千HZ超声波会产生很大的作用力,强超声波在液体中传播时,由于非线性作用,会产生声空化。当空化气泡突然关闭时,冲击波会在周围产生成千上万的大气压力,直接反复冲击污水层。一方面,它会破坏污垢和清洁部件表面的吸另一方面也会造成污水层的破坏,去除清洁部件表面,将其分散到清洁剂中。气泡的振动也可以清洁固体表面。气泡还能“钻进”在缝隙中振动,使污垢脱落。对于油污,由于超声波空化效果,两种液体在页面上迅速分散并乳化。当固体颗粒被油污包裹并附着在清洁部件表面时,油乳化,固体颗粒脱落。在振动过程中,空化气泡会使液体本身产生环流,即所谓的声流。它能使振动气泡表面具有高速梯度和粘应力,促进清洁部件表面污垢的破坏和脱落。固液表面超声空化产生的高速微射流能去除或削弱边界污垢层,侵蚀固体表面,提高混合效果,加速可溶性污垢的融化,增强化学清洗剂的清洗效果。此外,超声波振动会导致清洗液中质量点的振动速度和加速度,并使清洗部件表面的污垢受到频繁和剧烈的冲击。从以上超声波清洗原理可以看出,任何液体浸入空化产生的地方都有清洗效果,不受清洗部件表面复杂形状的限制,如部件表面的孔、槽、间隙、深孔、微孔等,这些部件不能用一般的清洗方法清洗。


超声波清洗机的应用


由于超声波清洗本身具有其他物理清洗或化学清洗无法比拟的优势,广泛应用于日常生活、电子、制药、实验室、机械、金属、化工等行业。


日常生活

在日常生活中,眼镜和配件可以用超声波清洗,速度快,无损伤。酒店、餐厅和家庭每天清洁厨房用具,不仅清洁效果好,而且具有消除病毒的作用。


制药工业

超声波清洗技术已广泛应用于许多制药企业,特别是西林瓶、口服液瓶、氨瓶、大输液瓶、丁基橡胶塞、天然橡胶塞的清洗水平。对于瓶清洗,用超声波清洗技术取代原刷,通过旋转注水、超声波清洗、内外清洗、气体干燥、旋转等过程完成。


电子工业

印刷电路板焊接后,一般或多或少有助于焊膏残留物附着在基板上。这些残留物会对基板(如短路、通电、腐蚀、接触不良等)产生不良影响。对电子制造业的质量有影响。超声波清洗技术的选择可以大大减少残留物的数量,进一步提高清洁度。


金属行业

众所周知,金属棒挤压成丝后,线外通常有碳化膜和油,用酸清洗或其他清洗方法,难以去除污垢(特别是整体线),超声波丝机是根据实际生产必要设计的连续丝,高效清洗设备,粗洗部分由清洗液储罐、换能器、循环泵、过滤器及配套管道系统组成,超声波粗洗后,干燥,完成整个清洗过程。全套设备集成控制,简单、方便、效果好,广泛应用于钽丝、钨丝、钼丝、铌丝、铜线(绝缘涂装前)等铁丝。


精密光学设备

由于切片、研磨等加工,光学设备的镜片表面经常被磨屑、油渍等污染。有些已经渗透到表面的微观组织中,很难用其他工艺清洗,但可以通过改变高效的超声波清洗来解决。


以上是超声波清洗原理和实际应用的全部内容。超声波清洗具有广泛的应用领域和应用价值。我相信,随着科学技术的不断发展,超声波清洗将在清洗行业迅速发展。

超声波清洗机原理及其实际应用