超聲波清洗機的工作原理

【導讀】：“超聲波清洗機的工作原理？”隨著近年來生物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，超聲波清洗機的使用變得越來越廣泛，今天小編為大家介紹下超聲波清洗機的工作原理。

超聲波主要的機械效應(yīng)（如傳聲媒質(zhì)的質(zhì)點振動位移、速度、加速度、聲壓等力學量）、熱效應(yīng)（聲波在傳播過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)是聲化學的應(yīng)用理論基礎(chǔ)，也是較為重要的?？涨恍?yīng)由成核、微泡生長、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，氣核膨脹長大，并為周圍的液體蒸氣或氣體充滿，由于內(nèi)外壓力懸殊使空腔塌陷、破裂，把集中的聲場能量在比較短的時間和比較小的空間內(nèi)釋放出來，使介質(zhì)局部形成幾百到幾千K的高溫和高于幾百個大氣壓的高壓環(huán)境，并產(chǎn)生出很大的沖擊力，起到迅速攪拌的作用，同時生成大量微泡。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)。

當然并不是液體中的氣核都可以產(chǎn)生空腔效應(yīng)，只有當外加的超聲波頻率與氣核的固有頻率相同時，空腔效應(yīng)才能發(fā)生。同時也受到其它如聲波的強度、液體介質(zhì)的溫度以及介質(zhì)的蒸汽壓等的影響。誘導產(chǎn)生空腔效應(yīng)的超聲波頻率以20kHz～80kHz比較適當。過高的頻率不易產(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。低強度超聲波的應(yīng)用不會引起介質(zhì)的狀態(tài)變化，只有高強度超聲波的應(yīng)用才可能對介質(zhì)有強烈的影響，引發(fā)空腔效應(yīng)。對大多數(shù)化學反應(yīng)來說，反應(yīng)速度均隨聲強的增加而增加。但是，超聲波強度的作用受介質(zhì)溫度的影響比較大。研究可以看出，隨著液體溫度的提高，聲強的影響會下降，在50℃水中發(fā)生的空腔效應(yīng)是比較大的。

當超聲波電源將50Hz的日常供電頻率改變?yōu)?8KHz后，通過輸出電纜線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)換成機械振動并發(fā)射至清洗液中，當高頻的機械振動傳播到液體里后，清洗液內(nèi)即產(chǎn)生上述空化現(xiàn)象，達到清洗的目的。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到28000次/秒，可以說是不斷地在進行，在液體中由于空化現(xiàn)象所產(chǎn)生的氣泡數(shù)量眾多且分布在液體許多地方，因此對于工件的清洗可以說是徹底的，即使是形狀復雜的工件內(nèi)部，只要能夠接觸到溶液，就可以得到徹底的清洗，又因為每個氣泡的體積微小，因此雖然它們的破裂能量很高，但對于工件和液體來說，不會產(chǎn)生機械破壞和明顯的溫升。

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