原標題：超聲波清洗機原理

超聲波清洗機是一種利用超聲波在液體中的空化作用、加速度作用及直進流作用，對液體和污物直接、間接作用，使污物層被分散、乳化、剝離而達到清洗目的的設備，以下從其核心原理、清洗過程、關(guān)鍵部件及影響因素展開介紹：

核心原理

• 空化作用：超聲波在液體中傳播時，會產(chǎn)生交變聲壓，在交變聲壓的擠壓下，液體中會形成許多微小的氣泡，這些氣泡會隨著聲壓的變化而不斷膨脹、收縮。當聲壓達到一定值時，氣泡會迅速膨脹并突然閉合，在閉合的瞬間會產(chǎn)生局部高溫、高壓和沖擊波，這種微爆炸現(xiàn)象稱為空化作用?？栈饔卯a(chǎn)生的沖擊波能夠破壞污物與清洗件表面的吸附，使污物從清洗件表面脫落。例如，在清洗一個沾滿油污的金屬零件時，空化作用產(chǎn)生的沖擊波可以將油污從零件表面的微小縫隙中沖擊出來。

• 加速度作用：液體粒子在超聲波的作用下會加速運動。高頻超聲波產(chǎn)生的加速度非常大，對于較重的灰塵等污漬，這種加速度作用能使它們在液體中受到巨大的力，從而脫離清洗件表面?？梢园岩后w粒子想象成一群被快速推動的小球，它們在高速運動過程中會撞擊并帶走清洗件表面的污漬。

• 直進流作用：超聲波在液體中沿聲的傳播方向產(chǎn)生流動的現(xiàn)象稱為直進流。聲波強度為0.5W/cm2時，肉眼能看到直進流，垂直于振動面產(chǎn)生流動，流速約為10cm/s。直進流能使液體產(chǎn)生攪拌作用，增強清洗效果，還能使清洗液不斷更新，將脫落的污物帶走。就好像在水池中用棍子快速攪拌，水會形成流動，把水底的雜質(zhì)帶動起來。

清洗過程

1. 注液

向清洗槽中注入適量的清洗液，清洗液的選擇要根據(jù)清洗對象的材質(zhì)和污漬類型來確定。例如，清洗一般的金屬零件可以選擇水基清洗劑；清洗光學鏡片等精密器件則需要使用專用的光學清洗液。

2. 放置物品

將需要清洗的物品放入清洗槽中，注意物品之間要留有一定的間隙，以保證清洗液能夠充分接觸到物品的各個表面。同時，物品不能放置過高，以免超出清洗液的有效作用范圍。

3. 啟動設備

開啟超聲波清洗機，設定合適的清洗時間、溫度和超聲波功率等參數(shù)。超聲波發(fā)生器會產(chǎn)生高頻電信號，并將其傳輸給換能器。

4. 超聲波作用

換能器將高頻電信號轉(zhuǎn)換為高頻機械振動（超聲波振動），這種振動通過清洗槽的槽壁傳遞到清洗液中。在清洗液中，上述的空化作用、加速度作用和直進流作用同時發(fā)生，對物品表面的污漬進行清洗。

5. 排水與取出物品

清洗時間結(jié)束后，關(guān)閉超聲波清洗機，排出清洗槽中的清洗液。然后用清水沖洗物品，去除殘留的清洗液，最后將清洗干凈的物品取出。

關(guān)鍵部件及作用

1. 超聲波發(fā)生器

• 超聲波發(fā)生器是超聲波清洗機的能量源，它能夠?qū)⑹须姡ㄍǔ?0Hz或60Hz的交流電）轉(zhuǎn)換為高頻電信號（頻率一般在20kHz - 100kHz之間）。通過控制電路，可以精確地調(diào)節(jié)電信號的頻率、功率等參數(shù)，以滿足不同清洗工藝的要求。例如，對于清洗較為頑固的污漬，可能需要提高超聲波的功率。

2. 換能器

• 換能器是將電能轉(zhuǎn)換為機械能的核心部件。常見的換能器有壓電換能器和磁致伸縮換能器兩種類型。壓電換能器利用壓電陶瓷的壓電效應，當在壓電陶瓷上施加交變電壓時，它會產(chǎn)生機械振動；磁致伸縮換能器則是利用某些磁性材料在磁場作用下會發(fā)生尺寸變化（磁致伸縮效應）來實現(xiàn)電能與機械能的轉(zhuǎn)換。換能器將超聲波發(fā)生器產(chǎn)生的高頻電信號轉(zhuǎn)換為高頻機械振動，并將振動能量傳遞到清洗液中。

3. 清洗槽

• 清洗槽是盛放清洗液和待清洗物品的容器，它通常由不銹鋼等耐腐蝕材料制成。清洗槽的形狀和尺寸要根據(jù)清洗物品的大小和數(shù)量來設計，以保證清洗液能夠充分覆蓋物品。同時，清洗槽還需要具有一定的強度和密封性，以承受清洗液的壓力和防止清洗液泄漏。

影響因素

1. 超聲波參數(shù)

• 頻率：不同的清洗對象和污漬類型需要選擇合適的超聲波頻率。一般來說，低頻超聲波（20kHz - 40kHz）產(chǎn)生的空化氣泡較大，沖擊力較強，適合清洗較厚的污漬和大型物品；高頻超聲波（40kHz以上）產(chǎn)生的空化氣泡較小，分布更均勻，適合清洗精密器件和表面要求較高的物品。例如，清洗機械零件上的油污可以選擇低頻超聲波，而清洗電子元件上的微小灰塵則適合使用高頻超聲波。

• 功率：功率的大小直接影響清洗效果和清洗速度。功率過小，無法產(chǎn)生足夠的空化作用，清洗效果不佳；功率過大，則可能會對清洗物品造成損傷，同時也會增加能耗。

2. 清洗液特性

• 清洗液的成分：不同的清洗液成分對污漬的溶解能力和清洗效果不同。例如，堿性清洗液對油脂類污漬有較好的清洗效果，酸性清洗液則適合清洗金屬表面的銹跡和氧化物。

• 清洗液的溫度：溫度會影響清洗液的粘度、表面張力和化學反應速率等物理化學性質(zhì)。一般來說，適當提高清洗液的溫度可以增強清洗效果，但溫度過高可能會導致清洗液揮發(fā)過快或?qū)η逑次锲吩斐蓳p害。

3. 清洗物品特性

• 物品的材質(zhì)：不同材質(zhì)的物品對超聲波的耐受能力不同。一些柔軟的材料（如橡膠、塑料等）可能會在超聲波的作用下發(fā)生變形或損壞，因此在清洗這類物品時需要選擇合適的超聲波參數(shù)和清洗液。

• 物品的形狀和結(jié)構(gòu)：物品的形狀和結(jié)構(gòu)會影響清洗液在物品表面的流動和分布，從而影響清洗效果。對于形狀復雜、有微小縫隙的物品，需要調(diào)整超聲波的頻率和功率，以保證清洗液能夠充分進入縫隙中進行清洗。