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超聲波清洗機的頻率與功率對超聲清洗的作用

[導讀]隨著工業的發展,超聲波清洗機所清洗的工件越來越精細。由于精密化程度越來越高,對工件清潔度的要求也越來越高,因此昆山舒美超聲儀器有限公司從清洗的效果及經濟性考慮,如何正確選擇超聲波清洗的頻率與功率顯得至關重要,一般情況都需要從實驗獲取數據。

這里有二個概念:功率和頻率。在超聲波精密清洗中,當一定頻率的超聲清洗后達不到清潔的效果時,如果工件上要去除的雜質顆粒較大,就可能是超聲波功率不足,一般增加超聲波功率就可解決該問題;但相反的如果工件上要去除的雜質顆粒非常小,那么無論功率怎么增大,都無法達到清潔的要求。原因在于:當液體流過工件表面時,會形成一層粘性膜。低頻時一般該層粘性膜很厚,小顆粒就埋藏在里面,無論超聲波的功率(強度)多大,空化氣泡都無法與小顆粒接觸,故無法把小顆粒徹底除去;而當超聲波頻率升高時,粘性膜的厚度就會減少,超聲波產生的空化泡就可以接觸到小顆粒,將它們從工件表面剝落。所以,低頻的超聲波清理大顆粒雜質的效果很好,但清理小顆粒雜質效果就很差。相對而言,高頻超聲對清理小顆粒雜質就特別有效。

那么為什么高頻清洗能避免對工件的損傷呢?大家都知道超聲波清洗的基本原理是基于液體的空化效應。事實上空化效應的強度直接跟頻率有關,頻率越高,空化氣泡越小,空化強度越弱,且其減弱的程度非常大。舉例說,如將25KHz時的空化強度比作1,40KHz時的空化強度則為1/8,到了80KHz時,空化強度就降到0.02。所以如果頻率選擇正確,超聲波損傷工件的問題就不存在了。
由此可見,超聲空化閥值和超聲波的頻率有密切關系,頻率越高,空化閥越高。換句話說,頻率低,空化越容易產生,而且在低頻情況下液體受到的壓縮和稀疏作用有更長的時間間隔,使氣泡在崩潰前能生長到較大的尺寸,增高空化強度,有利于清洗作用。所以低頻超聲波清洗適用于大部件表面或者污物和清洗件表面結合度高的場合。但易腐蝕清洗件表面,不適宜清洗表面光潔度高的部件,而且空化噪音大。40 KHZ左右的頻率,在相同聲強下,產生的空化泡數量比頻率為20KHZ時多,穿透力較強,宜清洗表面形狀復雜或有盲孔的工件,空化噪音較小,但空化強度較低,適合清洗污物與被清洗件表面結合力較弱的場合。

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