超声波清洗的原理

超声波清洗的原理

由超声波发生器发出的高频振荡信号，通过换能器转换成高频机械震动而传播到介质--清洗溶剂中，超声波在清洗液中疏密相间地向前辐射，使液体流动而产生数以万计的微小气泡。这些气泡在超声波纵向传播的负压区形成、生长，而在正压区迅速闭合。在这种被称之为“空化”效应的过程中，气泡闭合可形成超过1000个大气压的瞬间高压，连续不断地产生瞬间高压就象一连串小“爆炸”不断地冲击物件表面，使物件的表面及缝隙中的污垢迅速剥落，从而达到物件表面净化的目的。相比其它多种的清洗方式，超声波清洗机显示出了巨大的优越性。尤其在专业化，集团化的生产企业中，已逐渐用超声波清洗机取代了传统浸洗、刷洗、压力冲洗、气相清洗和蒸气冲洗等工艺方法。超声波清洗机的高效率和高清洁度，得益于其声波在介质中传播时产生的穿透性和空化冲击波。所以很容易将带有复杂外形、内腔和细空的零部件清洗干净，对一般的除油、防锈、磷化等工艺过程，在超声波作用下只需两三分钟即可完成，其速度比传统方法可提高几倍到几十倍，清洁度也能达到高标准。这在许多对产品表面质量和生产率要求较高的场合，用其它处理方法难以达到目的，更突出地显示了超声清洗、超声处理的优越性和其不可取代的地位。

超声波清洗的作用机理主要有以

超声波的频率就是声源振动的频率。所谓振动频率，就是每秒来回往复运动的次数，单位是赫兹，简称赫。波是振动的传播，即把振动按原有的频率传递出去。所以波的频率就是声源振动的频率。波可以分为三种，即次声波、声波、超声波。次声波的频率为20Hz以下；声波的频率为20Hz~20kHz；超声波的频率则为20kHz以上。其中的次声波和超声波一般人耳是听不到的。超声波由于频率高、波长短，因而传播的方向性好、穿透能

◆超声波常识：

超声波的频率就是声源振动的频率。所谓振动频率，就是每秒来回往复运动的次数，单位是赫兹，简称赫。波是振动的传播，即把振动按原有的频率传递出去。所以波的频率就是声源振动的频率。波可以分为三种，即次声波、声波、超声波。次声波的频率为20Hz以下；声波的频率为20Hz~20kHz；超声波的频率则为20kHz以上。其中的次声波和超声波一般人耳是听不到的。超声波由于频率高、波长短，因而传播的方向性好、穿透能力强，这也就是为什么设计制作超声波清洗机的原因。

◆基本原理：

超声波清洗机之所以能够起到清洗污垢的作用，其过程是由下列引起的：空化、声流、声的辐射压力和声学毛细效应。

在清洗过程中，不洁物的表面会产生表面污垢膜的破坏、剥落、分离以及乳化、溶解等现象。不

光学镜片的超声波清洗

洲

光学镜片的超声波清洗

憨蘸馨巨大作用力在洗涤介质的配合下

呱件

瘫汾

的水基清洗剂

。

其清洗原理简单地具有极

促使物质发生一系列物理

、

化学变的高

说是由于表面活性剂的分子结构中同时含有亲油基和亲水基

化以达到清洗目的的方法当高于音波一

。

日

性和结构不对称的特点

‘

正是这种

频振动传给清洗介质后泡,

液体介质、、

在高频振动下产生近乎真空的空腔空腔泡在相互间的碰撞,

特点使得它能极大降低水溶液的表面张力使物体表面易于润湿表面污物易于被溶解、

合并

分散在清洗液中

消亡的过程中

可使液体局部瞬间如此大的’‘

而达到洗涤的目的

产生几千大气压的压强、

超声波清洗就是在液体清洗介质中利用超声场产生的巨大能量

一的氧与金属离子形成的离子键。

在

洗涤时

由于超声场和化学洗剂的,

共同作用

某些硅氧键含量少或者

外围键能特别小的材质易于在清洗

过程中发生变化而导致洗涤效果不

良所以选择性能温和的洗剂合、

。

、

适的洗剂浓度温度超声功率洗

、

、

涤时间对保证镜片的清洗质量十分重要。

压强使得周围的物质发生一系列物理化学变化这种作用称为空化。

利用流水将洗涤后镜片表面的

通过物理

、

化学的综合作用而达到。

洗剂和污物溶解漂洗。

、

排除的过程称为,

作用

”

洗净目的的一种洗净手段,

影响漂洗效果的因素有以下‘、

上空化作用可

超声波测距原理:

超声波传感器分机械方式和电气方式两类，它实际上是一种换能器，在发射端它把电能或机械能转换成声能，接收端则反之。本次设计超声波传感器采用电气方式中的压电式超声波换能器，它是利用压电晶体的谐振来工作的。它有两个压电晶片和一个共振板。当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动，产生超声波。反之，如果两电极间未外加电压，当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信号，就成为超声波接收器。在超声波电路中，发射端输出一系列脉冲方波，脉冲宽度越大，输出的个数越多，能量越大，所能测的距离也越远。超声波发射换能器与接收换能器其结构上稍有不同，使用时应分清器件上的标志。

超声波测距的方法有多种：如往返时间检测法、相位检测法、声波幅值检测法。本设计采用往返时间检测法测距。其原理是超声波传感器发射一定频率的超声波，借助空气媒质传播，到达测量目标或障碍物后反射回来，经反射后由超声波接收器接收脉冲，其所经历的时间即往返时间，往返时间与超声波传播的路程的远近有关。测试传输时间可以得出距离。假定s为被测物体到测距仪之间的距离，测得的时间为t／s，超声波传播速度为v／m·s－1

激光扩散片超声波清洗机

扩散片是激光投影中最重要的光学器件，能够实现匀场消相干功能，用在激光投影中一般是石英或者玻璃材质，要求的发散角度较小，透过率较高。

而不管是石英或者玻璃材质，在生活和生产中，污染是无处不在的，清除污染也就成了非常重要的事情。一般来说，清洗就是通过溶解、化学反应或施加机械力等手段来清除物体表面上的污物，使用的方法则有：水冲洗、高压喷射清洗、等离子体清洗、离子清洗、超声波清洗等。

其中“超声波清洗”则是此篇文章需概述的。首先从他的清洗原理开始：

超声波高强的洗净作用，是以超过人类听觉声频以上的波动在液体中传导。当声波在洗剂中传播时，由于声波是一种传播，纵波推动介质的作用会使液体中压力变化而产生无数微小真空泡，称之为“空穴效应”。

当气泡受气压爆破时，会产生强大的冲击能，可将固着在物件死角内的污垢打散，并增强洗净的洗净效果，由于超声波偏离高波长短，穿透力强，因此对有隐蔽细缝或复杂结构的清洗物，可以达到惊人的洗净效果。

对于，扩散片属于玻璃材质，我们可运用光学超声波清洗设备来清洗。 深圳威固特超声波清洗机的产品特点及技术参数给您广泛参考： 技术特点：

1、采用碱性、中性水基清洗剂、DI水、IPA水等清洗液来清洗、漂洗、干燥；

超声波原理图

超声波发射电路图

超声波电路主要是由反相器74LS04和超声波发射换能器T1构成的，使用CPU内部的PWM定时计数器输出的40KHZ方波信号。一路经一级反相器（U1C与U1E并联组成一级）后送到超声波换能器的一个电极（T1的1脚）；另一路经两级反相器（U1D为第一级，U1B和U1A组成第二级）后送到超声波换能器的另一个电极（T1的2脚）。用这种推换形式将方波信号加到超声波换能器的两端，可以提高超声波的发射强度。输出端采两个反相器并联，以提高驱动能力。上位电阻R1,R2一方面可以提高反相器74LS04输出高电平的驱动能力，另一方面可以增加超声波换能器的阻尼效果。

超声波接收电路图

超声波原理图

超声波接收电路原理图如图所示，CX20106A是一款红外检测波接收 的专业芯片，常用于电视机红外遥控接收器。其优点是简单易用，电路连接简单，且减小了生产调试的麻烦。当CX20106A接收到40KHZ的信号时，会在第7脚产生一个低电平下降脉冲，这个信号可以接收到ARM的外部中断引脚作为中断信号输出。

2超声波及超声检测原理 2. 1超声波的基本性质

通常人耳能听到声音的频率范围在20}20KHz之间，把超过20KHz的声波称为超声波。超声波在本质上是一种机械波，所以它的产生必须依赖两个条件，一是有机械振动的声源，二是有能够传播振动的弹性介质。

波的种类是根据介质质点的震动方向和波动传播方向的关系来区分的。超声波在介质中传播的波形有许多种，有纵波、横波、表面波等。

2.1.1超声场的特征量

充满超声波的空间叫做超声场。声压、声强度、声阻抗是描述超声场特征的几个重要物理量。

a.声压

超声场中某一点在某一瞬间所具有的压强与没有超声场存在时的静态压强之差被称为声压，常用P表示，单位为帕。超声波在介质中传播时，介质中每一点的声压随着时间t、距离x而变化，其公式为:

xp??Awpsinw(t?)?pcvc

式中P为介质的密度、必为介质的角频率C为超声波在介质中的波速，

v为介质质点的振动速度。可见声压的绝对值与波速以及角频率成正比。

b.声强度

在垂直于超声波方向上的单位面积内通过的声能量被称为声强度，也 称声强。

式中A为超声波的振幅。从公式可见声强与质点振动的位移振幅的平方成正比，与质点振动的角

超声波发生器的原理

超声波发生器，通常称为超声波发生源，超声波电源。它的作用是把我们的市电（220V或380V，50或60Hz）转换成与超声波换能器相匹配的高频交流电信号。从放大电路形式，可以采用线性放大电路和开关电源电路，大功率超声波电源从转换效率方面考虑一般采用开关电源的电路形式。线性电源也有它特有的应用范围，它的优点是可以不严格要求电路匹配，允许工作频率连续快速变化。从目前超声业界的情况看，超声波主要分为自激式和它激式电源。

发生器的原理是首先由信号发生器来产生一个特定频率的信号，这个信号可以是正弦信号，也可以是脉冲信号，这个特定频率就是换能器的频率，一般应用在超声波设备中的超声波频率为20KHz、25KHz、28KHz、33KHz、40KHz、60KHz；1OOKHz或以上现在尚未大量使用。但随着以后精密清洗的不断发展。相信使用面会逐步扩大。

比较完善的超声波发生器还应有反馈环节，主要提供二个方面的反馈信号：第一个是提供输出功率信号，我们知道当发生器的供电电源（电压）发生变化时。发生器的输出功率也会发生变化，这时反映在换能器上就是机械振动忽大忽小，导致清洗效果不稳定。因此需要稳定输出功率，通过功率反馈信号相应调整功率放大器，使得功率放大稳定

超声波清洗后清洁度测试方法

关键词：碳氢清洗机 四氯乙烯清洗机 全自动清洗机 助焊剂清洗机 作者：上海浸泰环保科技有限公司

金属或非金属表面残留的油脂对后道工序加工或组装的品质影响极大，，所以表面清洁的第一步往往是除油。除油程度的评定方法有很多，可根据情况选用。 1.验油试纸法

国家标准GB/T 13312-91《钢铁件涂装前除油程度检验方法(验油试纸法}》规定，将0.1lml由有机酸和金属硫酸盐组成的浅蓝色透明极性溶液用玻璃棒均匀摊布在水平钢材表面(直立表面用0.5ml) ,覆盖面积不小于20mm X 40mm，然后将A型验油纸紧贴在溶液膜上，1min后观察，若极性溶液完全与验油纸接触，会出现连片完整的红色，表明油污已清除干净。反之，在有油污的地方，不会存在极性溶液，所以会出现稀疏点状或斑块，表明油污未清理干净，其不均匀的程度可以显示残留油污的相对含量。

该法操作简单、灵敏，可用于钢、铜、铝等金属表面。检出表面残余含油量不大于0.12g/m2。适合用作涂装前除油程度的检查。 2.硫酸铜法

可分为浸渍法和点滴法，浸渍法使用于小工件，将其放入酸性硫酸铜溶液（50gCuSO4、20g

超声波清洗机安全操作规程

一、准备

1、操作者：穿抗湿罩袍或围裙，戴圆帽、口罩、护目镜或防护面罩、橡胶手套或防刺乳胶手套。

2、用物：清洗剂、超声波清洗机。

二、操作

1、确保没有异物落到超声波清洗机腔体底部，如有必须清除。

2、配置清洗液：在清洗槽内按比例加水和清洗剂。

3、打开电源开关，机器进行自检。

4、打开除气开关排除气体。

5、设置溶液温度，加热清洗液，加热设置温度不能超45℃。

6、流动水下初步冲洗器械后，将器械放入超声波清洗机清洗网篮内，必须使用清洗网篮装载，直接放置在超声波清洗机腔体底部清洗。器

械必须充分打开，可拆开的器械分离各组件；吸管等细长中空器械开口朝下倾斜放置，确使腔内注满溶液，清洗液液面浸过器械2～4 cm。

7、盖好超声波清洗机的盖子，设置清洗时间，开始超声清洗。超声清洗时间在3～5 min，不超过10 min。

8、器械超声清洗后继续后续的清洗、漂洗、终未漂洗及消毒处理。超声清洗完毕后排出超声波清洗机内液体。

清洗缸主要是用来装载清洗液及被清洗工件的不锈钢容器，清洗的时候，工件可以先装在网状框架内，再一起放入缸内清洗。超声波发生器不管是形式还是特点有很特别，虽然清洗液深度有可能是不同，但发生器都能保持在稳定的状态;而且它多数采用大功率自激