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          首頁 >> 新聞動態 >>行業知識 >> 超聲波清洗原理
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          超聲波清洗原理

          1、什么是超聲波:波可以分為三種,即次聲波、聲波、超聲波。次聲波的頻率為20Hz以下;聲波的頻率為20Hz~20kHz;超聲波的頻率則為20kHz以上。其中的次聲波和超聲波一般人耳是聽不到的。超聲波由于頻率高、波長短,因而傳播的方向性好、穿透能力強,這也就是為什么設計制作超聲波清洗機的原因。

            2、超聲波如何完成清洗工作

            超聲波清洗是利用超聲波在液體中的社會化作用、加速度作用及直進流作用對液體和污物直接、間接的作用,使污物層被分散、乳化、剝離而達到清洗目的。目前所用的超聲波清洗機中,空化作用和直進流作用應用得更多。

           。1)空化作用:空化作用就是超聲波以每秒兩萬次以上的壓縮力和減壓力交互性的高頻變換方式向液體進行透射。在減壓力作用時,液體中產生真空核群泡的現象,在壓縮力作用時,真空核群泡受壓力壓碎時產生強大的沖擊力,由此剝離被清洗物表面的污垢,從而達到洗凈目的。

            ★在超聲波清洗過程中,肉眼能看見的泡并不是真空核群泡,而是空氣氣泡,它對空化作用產生抑制作用降低清洗效率。只有液體中的空氣氣泡被完全脫走,空化作用的真空核群泡才能達到效果。

           。2)直進流作用:超聲波在液體中沿聲的傳播方向產生流動的現象稱為直進流。聲波強度在0.5W/cm2時,肉眼能看到直進流,垂直于振動面產生流動,流速約為10cm/s。通過此直進流使被清洗物表面的微油污垢被攪拌,污垢表面的清洗液也產生對流,溶解污物的溶解液與新液混合,使溶解速度加快,對污物的搬運起著很大的作用。

           。3)加速度:液體粒子推動產生的加速度。對于頻率較高的超聲波清洗機,空化作用就很不顯著了,這時的清洗主要靠液體粒子超聲作用下的加速度撞擊粒子對污物進行超清洗。

            3、超聲波清洗機的構成:超波清洗機主要由超聲波清洗槽和超聲波發生器兩部分構成。超聲波清洗槽用堅固彈性好、耐腐蝕的不銹鋼制成,底部安裝有超聲波換能器振子;超聲波發生器產生高頻高壓,通過電纜聯結線傳導給換能器,換能器與振動板一起產生高頻共振,從而使清洗槽中的溶劑受超聲波作用對污垢進行洗凈。

            4、超聲波清洗原理

            聲波清洗的原理是由超聲波發生器發出的高頻振蕩信號,通過換能器轉換成高頻機械振蕩而傳播到介質,清洗溶劑中超聲波在清洗液中疏密相間的向前輻射,使液體流動而產生數以萬計的微小氣泡,存在于液體中的微小氣泡(空化核)在聲場的作用下振動,當聲壓達到一定值時,氣泡迅速增長,然后突然閉合,在氣泡閉合時產生沖擊波,在其周圍產生上千個大氣壓力,破壞不溶性污物而使它們分散于清洗液中,當團體粒子被油污裹著而粘附在清洗件表面時,油被乳化,固體粒子即脫離,從而達到清洗件表面凈化的目的。由于超聲波固有的穿透力,所以可以清洗各種表面復雜,形狀特異的物件,對小孔和縫隙都有很好的清洗效果,對不吸音或吸音系數小的物體清洗效果.

            5、超聲波的兩個主要參數:

            頻率20KHz~33KHz

            功率密度=發射功率(W)/發射面積(CM2)

            6、超聲波清洗效果及相關數據

            清洗介質:采用超聲波清洗,一般有兩類清洗劑即化學溶劑和水基清洗劑。清洗介質的化學作用可以加速超聲波清洗效果,超聲波清洗是物理作用,兩種作用相結合,以對物件進行充分、徹底的清洗。

            功率密度:超聲波的功率密度越高,空化效果越強,速度越快,清洗效果越好,但對于精密的表面光潔度甚高的物件,采用長時間的高功率密度清洗會對物件表面產生空化、腐蝕。

            超聲波頻率:超聲波頻率越低,在液體中產生的空化越容易,產生的力度大,作用也越強,適用于工件粗、臟、初洗,頻率高則超聲波方向性強,適合于精細的物件清洗。

            清洗溫度:一般來說,超聲波在30℃~40℃時的空化效果最好,清洗劑則溫度越高,作用越顯著,通常實際應用超聲波清洗時,采用40℃~60℃的工作溫度。超聲波清洗的優點

            相比其他多種的清洗方式,超聲波清洗機顯示出了巨大的優越性,尤其在專業化、集團化的生產企業中,己逐漸用超聲波清洗機取代了傳統的浸洗、刷洗、壓力沖洗、振動清洗和蒸氣清洗等工藝方法,超聲波清洗機的效率和清潔度,得益于其聲波在介質中傳播時產生的穿透性和空化沖擊疚,所以很容易將帶有復雜外形,內腔和細空的零部件清洗干凈,對一般的除油、防銹、磷化等工藝過程,在超聲波作用下只需兩三分鐘即可完成,其速度比傳統方法可提高幾倍,甚至幾十倍,清潔度也能達到高標準,這在許多對產品表面質量和生產率要求較高的場合,更突出地顯示了用其它處理方法難以達到或不可取代的結果。

            歸納其優點如下:

            *清洗效果好,清潔度高且全部工件清潔度一致。

            *清洗速度快,提高生產效率。

            *不須人手接觸清洗液,可靠。

            *對深孔、細縫和工件隱蔽處亦可清洗干凈。

            *節省溶劑、熱能、工作場地和人工等。

            適用行業及范圍

            電子、電氣、儀器、儀表、機械、五金、工具、軸承、液壓、電鍍前處理、醫療、航空、玻璃、眼鏡、鐘表、珠寶、陶瓷、化纖、制筆。(提供除油、污、蠟、去碳、去銹、去氧化、磷化等各種清洗劑。)

            二、應用

            鑒于上述原理,超聲清洗可廣泛地應用于各行各業,達到其它清洗手段難以達到的目的。其主要應用列舉如下:

           。1)機械零部件的清洗(特別是零部件):軸承;齒輪;油泵、油嘴;汽缸;汽車銅、鋁水箱;機械手表芯;紡織錠子,石油鉆頭;刀具和刃具等。

           。2)光學零部件的清洗:光學鏡片、光學纖維等。

           。3)液壓元件的清洗:液壓閥體等。

           。4)機電元件的清洗及處理:觸頭、半導體管座、高性能電器接頭等。

           。5)半導體芯片清洗:單晶硅等。

           。6)印刷電路板的清洗:助焊劑和阻焊劑等。

           。7)金屬制品的表面處理:如除銹,除油,磷化,鈍化等。

           。8)各種玻璃瓶子及器皿的清洗:清除油污及污垢。

           。9)過濾器的清洗:濾芯、濾網等。

           。10)各種印章的清洗:各種油墨。

           。11)貴重金屬的清洗:首飾、眼鏡等上的各種污垢。

           。12)鍍前處理:真空鍍膜、電鍍等鍍前的高清潔度清洗。

           。13)消除繪圖筆的筆頭堵塞

           。14)玉器加工后的清潔處理:清除研磨膏和污垢。

           。15)銅管樂器清洗:清除研磨膏和污垢。

           。16)電爐絲冷拔后的表面處理

           。17)餐具清洗:清除研磨膏和污垢。

           。18)尼龍絲板的梳孔清洗

           。19)蓄電池橡膠隔板的梳孔清潔處理

           。20)柴油和水的乳化

           。21)溶劑的均勻混合

           。22)酒的陳化處理

           。23)種子的超聲浮選

            因此,超聲技術廣泛用于汽車機械電子行業、冶金加工、食品加工、醫療衛生輕工紡織、藝術美術、印刷行業、橡膠行業、醫藥及家庭領域。此外,超聲技術還可用于焊接、金屬和寶石的鉆孔、金屬切削和研磨等加工過程,具有廣泛的應用前景。

            如何使用超聲波清洗機

            超聲波清洗機的使用應嚴格按以下要求分部驟操作。(1)聯結好清洗槽與發生器之間的電纜;(2)將清洗液倒入清洗槽中(倒入清洗液的量就為放入被清洗物時,液面的位置約為整體的四分之三為佳);(3)將被清洗物放入清洗槽;(4)插上電源插頭;(5)設立清洗時間,開機。

            三、使用超聲波清洗機應注意什么問題

            一、超聲波清洗機電源及電熱器電源須有良好接地裝置。

            二、超聲波清洗機嚴禁無清洗液開機,即清洗缸沒有加一定數量的清洗液,不得合超聲波開關。

            三、有加熱設備的清洗設備嚴禁無液時打開加熱開關。

            四、禁止用重物(鐵件)撞擊清洗缸缸底,以免能量轉換器晶片受損。

            五、超聲波發生器電源應單獨使用一路220V/50Hz電源并配裝2000W以上穩壓器。

            六、清洗缸缸底要定期沖洗,不得有過多的雜物或污垢。

            七、每次換新液時,待超聲波起動后,方可洗件。

            使超聲波清洗效果的方式

           。1)超聲波清洗槽的溫度為30~50℃。

           。2)根據不同的清洗對象正確選擇清洗劑。清洗劑一般分為水基(堿性)清洗劑、有機溶劑清洗劑和化學反應清洗劑。通常使用多的為水基清洗劑。(3)根據被清洗物的污染程度和污垢性質,選用不同的清洗時間。

            節約清洗液的小竅門超聲波清洗機的清洗液可以循環使用,這種清洗方式可以節約大量的清洗液,每次使用完清洗機后,將清洗液放入容器中,下次使用時再倒入清洗槽,余下的沉淀物可處理掉。如清洗液的濃度不夠時,適量加入一點即可重復使用。

            超聲波清洗中應注意的幾個問題

            一、功率的選擇  

            超聲清洗效果不一定與(功率×清洗時間)成正比,有時用小功率,花費很長時間也沒有清除污垢。而如果功率達到一定數值,有時很快便將污垢去除。若選擇功率太大,空化強度將大大增加,清洗效果是提高了,但這時使較的零件也產生蝕點,得不償失,而且清洗缸底部振動板處空化嚴重,水點腐蝕也增大,在采用三氯乙烯等有機溶劑時,基本上沒有問題,但采用水或水溶性清洗液時,易于受到水點腐蝕,如果振動板表面已受到傷痕,強功率下水底產生空化腐蝕更嚴重,因此要按實際使用情況選擇超聲功率。

            二、頻率的選擇 

             超聲清洗頻率從十幾kHz到100kHz之間,在使用水或水清洗劑時由空穴作用引起的物理清洗力顯然對低頻有利,一般使用15-30kHz左右。對小間隙、狹縫、深孔的零件清洗,用高頻(一般40kHz以上)較好,甚至幾百kHz。對鐘表零件清洗時,用400kHz。若用寬帶調頻清洗,效果更良好。

            三、清洗籠的使用 

             在清洗小零件物品時,常使用網籠,由于網眼要引起超聲衰減,要特別引起注意。當頻率為28khz時使用10mm以上的網眼為好。

            四、清洗液溫度的選擇  

            水清洗液適宜的清洗溫度為40-60℃,尤其在天冷時若清洗液溫度低空化效應差,清洗效果也差。因此有部分清洗機在清洗缸外邊繞上加熱電熱絲進行溫度控制,當溫度升高后空化易發生,所以清洗效果較好。當溫度繼續升高以后,空泡內氣體壓力增加,引起沖擊聲壓下降,反應出這兩因素的相乘作用。

            五、關于清洗液量的多少和清洗零件的位置的確定  

            一般清洗液液面高于振動子表面100mm以上為佳。例300W、24kHz液面約高120mm;600W、24kHz液面約高150mm。由于單頻清洗機受駐波場的影響,波節處振幅很小,波幅處振幅大造成清洗不均勻。因此選擇清洗物品位置應放在波幅處。

            六、其它  

            清洗大量污垢的零件一般要采用浸、噴射等方法進行預清洗。在清除了大部分污垢之后,再用超聲清洗余下的污垢,則效果好。如果清洗小物品及形狀復雜的物品(零件)時,如果采用清洗網或者使清洗物旋轉,邊振動邊用超聲輻射,能均勻清洗

            超聲波清洗機的日常維護、保養、注意事項

            1、電源:使用合符設備規格的電源及電源線,用戶方的電源回路中需裝設專用于清洗機的空氣開關以在需要的時侯切開清洗機電源;本司生產的清洗機的電源規格有以下幾種:

           、1¢220±10VAC50/60HZ,采用單相5~15A三圓腳插頭,包含一條接地線;

           、3¢380±10V50HZ,采用三相四線制直接出線方式,五芯雙絕緣電纜,包含一條接地線;

           、塾脩襞鋫涞碾娫淳線徑必需等于或大于清洗機引線線徑;

            2、接地線:本司生產清洗機機體及發生器都會在其電源引線上配有專用的接地線,并有明區分于其它電線的特征,因為本設備與水、腐蝕性(溶脹性)液位接觸,易引起漏電,請按要求接好接地線;

            3、設備采用不燃性洗凈劑,切勿采用易燃易爆物質作洗凈劑,設備的使用在需確保遠離有易燃易爆物質的場合,用戶特殊情況下需采用某些物質時,須洽詢本司確認,并作好相應的防護措施;

            4、洗凈槽中無液或液位不足都會對設備造成不可逆轉的破壞,使用時需確保槽中注入足量的洗凈液,否則相關的電熱器、泵、超聲波震子都可能損壞并可能引超火災及人身傷害;

            5、電氣控制箱及相關電氣組件等注意不要濺入水,并遠離水蒸汽、腐蝕性氣體、粉塵等;

            6、設備異常時請及時與我司聯絡或停止電源后由有經驗的專業電工進行檢查;

            7、要清洗的工件請用有支腳的洗籃或掛具裝掛好,置入槽中洗凈,禁止將工件直接置入槽底進行洗凈,否則可能引起工件及缸底的損傷;

            8、設備作業時,機體內可能存在高溫、高壓、電氣組件端子表面帶電、傳動機構的運動、壓力突動等可能的引起人身傷害的因素,工作時請勿打開機殼,以免在無防護條件下作業;

            9、設備長期不用時,請放出洗凈液,干燥內槽及表面后用薄膜保護好,以防止設備的腐蝕老化加快;

            日常維護及保養

            1、保持設備工作場所的通風、干燥、潔凈,有利于設備的長期運轉及優化工作環境條件;

            2、洗凈液過于骯臟時應及時處理,定期清理清洗槽、貯液槽內污垢,保持洗凈槽內及外觀的潔凈,可提高洗凈槽的耐用性;

            3、電氣控制箱及設備通風口遠離水蒸汽、腐蝕性氣體、粉塵,定期用壓縮空氣清理附著的灰塵;

            4、定期測試設備的絕緣性能,對于易老化電氣組件定期檢查,檢查接地線,確保設備良好接地此項目須由具有專業經驗的電工進行,;

            5、定期測試電源,確認符合設備的電源電壓要求,避開在過高或過低的不穩定電源下長期工作;

            6、帶有過濾裝置的設備,定期更換過濾芯;

            7、帶有傳動機構的,應按要求定期加注黃油、機油等潤滑劑,定期更換減速機齒輪油,確保運動機件在良好潤滑條件下工作;

            故障及異常對策

            故障及異常狀況原因及處理方法

            1、無超聲波檢查電源、保險管,對照6、7條處理

            2、無電加熱檢查電源,溫度控制器設定是否在正常位置,檢查相關的水位開關,檢查電熱器是否失效;更換失效組件;

            3、外殼帶電電熱組件絕緣不良或其它組件回路接殼,更換絕緣不良組件,接好接地線;

            4、聲音異常,洗凈效果下降超聲波發生器或換能器異常,檢查換能器引線兩個端子的絕緣電阻,并拆下換能器護板,檢查有無異常;

            5、聲音嘯叫部分換能器不能適應缸體及水位、水溫的變化,變更水位,工件出入水面時動作不要過大;

            6、保險管燒斷,玻璃管內無發黑檢查電源電壓,可能是過高電源電壓或負載瞬間變化引起,更換相同規格保險管或稍大號的保險管;

            7、保險管燒毀,玻璃管內發黑過電流引起,可能內部功率管或回路短路,應與我司售后服務部聯絡;

          服務時間:周一至周日(9:00-18:00)
          聯系熱線:+86 0512-58593451
          公司郵箱:mail@gw-cn.com
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