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【超声波清洁器的工作原理是什么？】技术论文

花匠小妙招
2024-12-05 16:19

说明超声波清洁器工作原理的一种简单方法是将它们比作自动洗碗机，但还有一些改进。自动洗碗机与超声波清洁器大体相同，将水和清洁剂结合在一起，以去除被清洁物体上的油脂，污垢和其他污染物。

超声波清洁器的应用包括清洁精密光学器件和实验室玻璃器皿。超声波清洁器通常代替清洁锅碗瓢盆，而不是清洁锅碗瓢盆，通常用于清洁其他金属或塑料产品，这些金属和塑料产品很难或无法通过其他方法清洗。

超声波清洗机工作原理

与自动洗碗机中使用的高压喷水不同，超声波清洁器通过在称为“气蚀”的过程中利用爆炸（不爆炸）微小气泡的力量来工作。下面说明该过程。使用可生物降解的清洁液浓缩液的用途也不同，这些浓缩液专门用于手头的清洁任务。您可以在我们的如何选择清洁溶液配方的文章中了解有关这些工作原理的更多信息。这些解决方案的使用说明由制造商提供。

一、超声波清洗机的组件

了解超声波清洁器的工作原理需要了解其组件。通过搜索这些清洁剂，可以发现整个的型号和价格范围。但是，从根本上讲，这些单元包括：

盛放清洁液的水箱。储罐应为不锈钢；它们的体积取决于要清洁的物体的大小

产生空化并粘结到储罐底部的超声换能器

发电机为换能器供电

控制范围从简单的开关到控制清洗时间，扫频，脉冲，除气，温度，超声波频率，超声波功率，自动安全关闭和其他改进的复杂微处理器。

这些清洁器的范围从小型台式设备到巨大的多加仑工业清洁器。清洁工的能力对他们所提供的功能影响很小或没有影响，所需的功能决策取决于购买者。

二、超声波换能器做什么？

传感器有两种基本类型：压电（又称电致伸缩）或磁致伸缩，但它们的功能相同。它们由超声波清洁器发生器提供的电流激励，以超声波频率振动，从而导致水箱底部（视情况而定，侧面也是如此）振动，从而充当隔膜。这种振动会形成真空气泡，该气泡会在与超声波清洁器储罐中的物品接触时破裂（不爆炸），从而爆炸散开并带走污染物。也有浸入式传感器。超声波频率是超声波清洁器工作方式的重要组成部分，下面将进行讨论。

三、如何选择超声波清洗机频率

超声波通常被定义为超出人类听力范围的声音。低频（例如每秒25,000个循环或25 kHz）产生的较大气泡比在诸如37、80或130 kHz的较高频率（产生逐渐柔和的清洁作用）时产生的气泡更剧烈地破裂。例如，在37 kHz处产生的空化气泡的半径约为88微米。在80 kHz时为41微米。

有点离题的是，气穴气泡的内爆会产生从坍塌部位放射的冲击波，并在内爆部位产生超过10,000°F的温度和超过10,000 psi的压力。然而，该过程是如此之快，以至于几乎没有热量积聚，并且不会损坏要清洁的零件。也就是说，切勿接触正在运行的超声波清洁器来检查，重新放置或取下要检查的零件。

要从坚固的零件（如金属或铸造金属）中去除总污染物，需要使用较低频率的清洁剂。应当以较高的频率清洁较软的金属，塑料和表面抛光的产品。除了保护抛光的表面之外，较小的气泡还可以更好地穿透狭窄区域，例如接缝，缝隙和盲孔。如果您想要有关此特定主题的更多信息，请查看有关选择超声波清洁器频率的文章。

我们的观点是，购买超声波清洗机的决定不仅仅应考虑价格。

超声波清洁器的工作原理是什么？配图1

四、为什么需要超声波清洁器篮

当空化气泡进入浸入清洁溶液中的所有表面时，超声波清洁器效果更好。当零件悬浮在溶液中，而不是放在清洗槽底部时，更好做到这一点。在大多数情况下，使用筐将零件固定在距罐底适当距离的位置。篮子通常是带有网眼或实心不锈钢壁的不锈钢网。诸如螺丝之类的小零件可以放在细网篮中，该细篮可以放在槽篮中，也可以悬浮在溶液中。很大的零件可以从高架支撑架上悬挂到正确的清洁深度。

为什么是这样？除了提倡更有效的清洁篮外，还要使零件不与罐底接触，否则超声波频率的振动会导致罐的磨损。最终，这可能会导致在储罐中形成孔洞，并导致振动损坏被清洁的零件。

在考虑超声波清洁器的尺寸（容器尺寸）时，这很重要。当零件完全浸入溶液中时，超声波清洁器效果更好。除了容器（更确切地说是提篮）的明显宽度和长度以外，还称为单元的工作深度，即提篮底部与清洗液表面之间的距离。选择设备时请记住这一点。

五、超声波清洁器功能

超声波清洁器的功能可使清洁更快，更有效并因此更有效，因此效果更好。前面我们提到基本单元只能配备一个简单的开关，但是指出了其他功能可以达到预期的效果。以下是这些内容的简要概述：

计时器使您可以设定清洁周期的长度（通常是通过经验获得的），因此您可以设置时间并在清洁发生时执行其他任务。

温度控制可让您根据清洁溶液提供商的建议设置建议的清洁温度。某些设备配备了在达到设定温度时自动启动的功能。

扫频模式在超声波频率上产生微小的±变化，避免了所谓的热点（可能会损坏高空化作用），死区（低或无清洁作用）和谐波振动，这些振动会损坏印刷电路板等精密零件。扫描的相反是“正常”或“固定频率”，在实验室中用于样品制备。有些单位提供“扫描”和“正常”两种选择。

除气模式可以驱除残留在新鲜清洁溶液中的空气。残留的气体会影响清洁效果。空载运行设备最终会使解决方案脱气，但需要更长的时间。

脉冲模式可提供增加超声波功率的脉冲，以清除顽固的污染物。脉冲也可以用于对溶液进行脱气。

超声波频率可以在某些单位上变化，从而使用户可以设置适合工作的频率，从而扩大了超声波清洁器的使用范围。例如25/45 kHz，35/130 kHz和37/80 kHz

某些型号可以控制超声波功率，还可以让用户为手头的工作设置很好的的清洁参数。这些通常允许从10％增加到100％。

安全切断功能有助于保护设备和内容物免受温度过高和过长的清洁周期的影响，这可能会导致清洁液蒸发至建议水平以下。

制造商提供了许多附件，可帮助超声波清洁器更好地，更有效地工作。示例包括隔音盖，冷却盘管，烧瓶架，以及用于较大部件的清洁液过滤器，下面将进行部分覆盖。

六、超声波清洁剂会去哪里？

对于自动洗碗机来说，答案很简单。对于您的超声波清洁器，它们保留在溶液中。在清洁过程中去除的污染物要么浮到表面，要么沉到底部或保持悬浮状态。我们之前有关清洁溶液选择的参考将对此进行详细介绍。

漂浮在顶部的污染物应被撇去并留待以后处理。一些水箱配备了撇油器和堰，以将漂浮的污染物引至收集器。大型设备可以配备过滤器，以延长解决方案的使用寿命。关键是，最终效率会下降，并且需要根据当地法规将溶液排干并与去除的污染物一起处理。到了那个时候，请按照制造商的指示花些时间清洁超声波清洗器储罐。准备新鲜溶液并脱气，您就可以继续清洁。