超聲波清洗原理

超聲波清洗源于二十世紀(jì)六十年代，自超聲波技術(shù)問世以來，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)：一定頻率范圍內(nèi)的超聲波，作用于液體介質(zhì)里，可以達到清洗的作用。經(jīng)過一段時間的研究和試驗，不僅得到了滿意的效果，而且發(fā)現(xiàn)其清洗效率極高，由此超聲波清洗機被逐漸運用于各行各業(yè)中去。在應(yīng)用初期，由于電子工業(yè)的限制，超聲波清洗設(shè)備電源的體積比較龐大，穩(wěn)定性及使用壽命不太理想，價格昂貴，一般的工礦企業(yè)難以承受，但其出色的清洗效率及效果，仍然讓部分實力雄厚的國有企業(yè)一見傾心。隨著電子工業(yè)的飛速發(fā)展，新一代的電子元器件層出不窮，應(yīng)用新的電子線路以及新的電子元器件，超聲波電源的穩(wěn)定性及使用壽命進一步的提高，體積減小，價格逐漸降低。二十世紀(jì)八十年代末，第三代超聲波電源問世，既逆變電源，應(yīng)用新IGBT元件。新的超聲波電源具有體積小，性高，壽命長等特點，清洗效率得以進一步提高，而價格也降到了大部分企業(yè)可以接受的程度。

眾所周知，人們所聽到的聲音是頻率20～20000Hz的聲波信號，高于20000Hz的聲波稱之為超聲波，聲波的傳遞依照正弦曲線縱向傳播，即一層強一層弱，依次傳遞，當(dāng)弱的聲波信號作用于液體中時，會對液體產(chǎn)生一定的負(fù)壓，使液體內(nèi)形成許許多多微小的氣泡，而當(dāng)強的聲波信號作用于液體時，則會對液體產(chǎn)生一定的正壓，因而，液體中形成的微小氣泡被壓碎。經(jīng)研究證明：超聲波作用于液體中時，液體中每個氣泡的破裂會產(chǎn)生能量極大的沖擊波，相當(dāng)于瞬間產(chǎn)生幾百度的高溫和高達上千個大氣壓，這種現(xiàn)象被稱之為“空化效應(yīng)”，超聲波清洗正是應(yīng)用液體中氣泡破裂所產(chǎn)生的沖擊波來達到清洗和沖刷工件內(nèi)外表面的作用。
是一個在水中工作的換能器剖面圖：

在中間是一層一定厚度的不銹鋼板，換能頭沾結(jié)在這一層鋼板下，通過超聲發(fā)生源產(chǎn)生一定頻率和電壓的交流電信號帶動換能頭和不銹鋼板一起做高頻震動，當(dāng)鋼板向上震動時，將水向上推開，當(dāng)鋼板向下震動時，水跟不上鋼板的震動速度，在水和鋼板之間會形成一個空隙，這樣反復(fù)震動就會有許多的氣泡形成，如圖所示：這種氣泡就是由“空化效應(yīng)”產(chǎn)生的，我們稱之為空化泡?？栈蓓樦饎臃较蛳蛩袀鞑?，如果水中正好有工件，空化泡撞擊到工件表面產(chǎn)生數(shù)千個大氣壓的撞擊力，帶動工件表面的污垢脫落。