超声波的清洗作用原理.doc

|出处:bugudu|2006年08月07日10:55|阅读59次1超声波的能量作用:超声波具有很高的能量,它在传媒液体中传播时,把能量传递给传媒质点,传媒质点再将能量传递到清洗对象物表面并造成污垢解离分散。声波是一种纵波,即传媒质点的振动方向与波的传播方向一致。在纵波传播过程中,传媒质点运动造成质点分布不匀,出现疏密不同的区域,在质点分布稀疏区域声波形成负声压,在分布致密区域声波形成正声压,并形成负声压、正声压的交替连续变化,这种变化不仅使传媒质点获得一定动能而且获得一定加速度。高频超声波的能量作用是异常巨大的。在具有能量的传媒质点与污垢粒子相互作用时,把能量传递给污垢并造成它们的解离分散。2空穴破坏时释放的能量作用:超声波与通常声波一样在媒液中传播是直线运动方式。运动速度与媒液有关,在不同媒液中传播速度不同,超声波的频率比通常的声波频率高,所以波长短,能量高。在媒液中直线前进的超声波,到达与其它物质的界面时,要发生透射和反射运动,发生透射与反射的程度是由构成界面物质的声阻抗率决定的,声阻抗率是传声媒质某一给定表面的声压与质点速度之比。各种传声媒质都有固定的声阻抗率。当超声波行进到声阻抗率相差很大的两种媒质的界面时,主要发生反射,而在声阻抗率相近的两种媒质的界面上主要发生透射。如当超声波行进到水-空气界面时,由于空气密度远小于水,因此声阻抗率也相差较远,所以此时声波主要发生反射;同样超声波行进到水-钢铁界面时,由于两种媒质之间声阻抗率相差很大,所以主要也发生反射。而当超声波行进到水-塑料界面时,由于两种媒质之间声阻抗率相近,所以超声波主要发生透射。反射回来的超声波与前进中的超声波合成后,当每一点的位相差保持稳定不变时,发生共振,而在某些固定位置上相互叠加而加强,媒液在这些位置上容易产生空穴。由于超声波以正压和负压重复交替变化的方式向前传播,负压时在媒液中造成微小的真空洞穴,这时溶解在媒液中的气体会很快进入空穴并形成气泡;而在正压阶段,空穴气泡被绝热压缩,最后被压破,在气泡破裂的瞬间对空穴周围会形成巨大的冲击,使空穴附近的液体或固体都会受到上千个大气压的高压。放出巨大的能量。这种现象在低频率范围的超声波领域激烈地产生。当空穴突然爆破时,能把物体表面的污垢薄膜击破而达到去污的目的。当使用的超声波频率在28~100khz范围内时,超声波的几种作用都存在。而空穴消失过程产生的巨大压力作用十分突出。当使用的超声波频率在特高频率范围时,超声波的作用主要是其本身巨大的能量作用,并不产生空穴,但这种巨大的能量对细微污垢的去除清洗作用很大。另外超声波不仅有帮助媒液加快溶解污垢的作用,而且也起到搅拌作用,使媒液发生运动,新鲜媒液不断作用于污垢加速溶解。所以超声波强大的冲击力如果作用发挥适当的话,可促使顽固附着的污垢解离,而且清洗力不均匀的情况得以避免。但由于超声波使用过程中存在对清洗对象造成损伤的可能性,所以当清洗对象很脆弱的情况不宜采用超声波清洗。洗涤媒液的选择超声波清洗都是以一定的液体作为媒质的条件下进行的,选择媒液是以能充分发挥超声波的作用达到去污目的为原则的。由于水是产生空穴效果最好的液体,通常用清水作媒液,用量不很大,也不需要采用喷射或搅拌的方法来使水剧烈流动。但由于清水对油性污垢的分散解离能力较差,因此实际上常采用表面活性剂或酸碱水溶液作超声波清洗的媒液。