【導(dǎo)讀】超聲波清洗機(jī)是一種實(shí)驗(yàn)室常見(jiàn)的清洗設(shè)備。它通過(guò)超聲波的清洗技術(shù)，使清洗過(guò)的物件能夠煥然一新。那么大家對(duì)超聲波清洗機(jī)的工作原理是否有了解？今天就跟著小編來(lái)學(xué)習(xí)下吧！

超聲波清洗機(jī)的工作原理

超聲波主要有機(jī)械效應(yīng)（如傳聲媒質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)位移、速度、加速度、聲壓等力學(xué)量）、熱效應(yīng)（聲波在傳播過(guò)程中其部分能量被媒質(zhì)吸收變成熱能）和空腔效應(yīng)。其中空腔效應(yīng)是聲化學(xué)的應(yīng)用理論基礎(chǔ)，也是較為重要的。

空腔效應(yīng)由成核、微泡生長(zhǎng)、空腔塌陷三步組成。在反應(yīng)體系中，液體內(nèi)存在張力弱區(qū)，即液體內(nèi)溶有氣體或在塵埃的液固界面上存在氣體;作為氣核，在超聲波作用下，氣核膨脹長(zhǎng)大，并為周?chē)囊后w蒸氣或氣體充滿(mǎn)，由于內(nèi)外壓力懸殊使空腔塌陷、破裂，把集中的聲場(chǎng)能量在短的時(shí)間和小的空間內(nèi)釋放出來(lái)，使介質(zhì)局部形成幾百到幾千K的高溫和高于幾百個(gè)大氣壓的高壓環(huán)境，并產(chǎn)生出很大的沖擊力，起到攪拌的作用，同時(shí)生成大量微泡。它們又作為新的氣核，使該循環(huán)繼續(xù)下去，這就是空腔效應(yīng)。

當(dāng)然并不是液體中氣核都可以產(chǎn)生空腔效應(yīng)，只有當(dāng)外加的超聲波頻率與氣核的固有頻率相同時(shí)，空腔效應(yīng)才能發(fā)生。同時(shí)也受到其它如聲波的強(qiáng)度、液體介質(zhì)的溫度以及介質(zhì)的蒸汽壓等的影響。誘導(dǎo)產(chǎn)生空腔效應(yīng)的超聲波頻率以20kHz～80kHz比較適當(dāng)。

過(guò)高的頻率不易產(chǎn)生空腔效應(yīng)，即使產(chǎn)生也需要大量的能量，而且其中大部分能量被轉(zhuǎn)化為熱能，使介質(zhì)溫度提高。低強(qiáng)度超聲波的應(yīng)用不會(huì)引起介質(zhì)的狀態(tài)變化，只有高強(qiáng)度超聲波的應(yīng)用才可能對(duì)介質(zhì)有強(qiáng)烈的影響，引發(fā)空腔效應(yīng)。對(duì)大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)來(lái)說(shuō)，反應(yīng)速度均隨聲強(qiáng)的增加而增加。但是，超聲波強(qiáng)度的作用受介質(zhì)溫度的影響還是比較大的。研究看出，隨著液體溫度的提高，聲強(qiáng)的影響下降，在50℃水中發(fā)生的空腔效應(yīng)較其他還要大一些。

當(dāng)超聲波電源將50Hz的日常供電頻率改變?yōu)?8KHz后，通過(guò)輸出電纜線(xiàn)將其輸送給粘接在盛放清洗溶液的清洗槽底部的超聲波發(fā)生器（換能器），由換能器將高頻的電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)并發(fā)射至清洗液中，當(dāng)高頻的機(jī)械振動(dòng)傳播到液體里后，清洗液內(nèi)即產(chǎn)生上述空化現(xiàn)象，達(dá)到清洗的目的。

由于超聲波的頻率很高，在液體中所產(chǎn)生的空化作用可以達(dá)到28000次/秒，可以說(shuō)是不斷地在進(jìn)行，在液體中由于空化現(xiàn)象所產(chǎn)生的氣泡數(shù)量許多，因此對(duì)于工件的清洗可以說(shuō)比較干凈了，即使是形狀復(fù)雜的工件內(nèi)部，只要能夠接觸到溶液，就可以得到清洗，又因?yàn)槊總€(gè)氣泡的體積微小，因此雖然它們的破裂能量很高，但對(duì)于工件和液體來(lái)說(shuō)，不會(huì)產(chǎn)生機(jī)械破壞和明顯的溫升。

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