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超聲波清洗原理及正確使用
超聲波清洗的應(yīng)用原理:
超聲波清洗的應(yīng)用原理是由超聲波發(fā)生器發(fā)出的高頻振蕩信號,通過換能器轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振蕩而傳播到介質(zhì),清洗溶劑中超聲波在清洗液中疏密相間的向前輻射,使液體流動而產(chǎn)生數(shù)以萬計的微小氣泡,存在于液體中的微小氣泡(空化核)在聲場的作用下振動,當(dāng)聲壓達(dá)到一定值時,氣泡迅速增長,然后突然閉合,在氣泡閉合時產(chǎn)生沖擊波,在其周圍產(chǎn)生上千個大氣壓力,數(shù)百度的高溫,利用閉合時的爆l炸沖擊波破壞不溶性污物而使它們分散于清洗液中,當(dāng)團(tuán)體粒子被油污裹著而粘附在清洗件表面時,油被乳化,固體粒子即脫離,從而達(dá)到清洗件表面凈化的目的。由于超聲波固有的穿透力,所以可以清洗各種表面復(fù)雜,形狀特異的物件,對小孔和縫隙都有很好的清洗效果,對不吸音或吸音系數(shù)小的物體清洗效果。
超聲波換能器
超聲波換能器的功能是將輸入的電功率轉(zhuǎn)換成機(jī)械功率(即超聲波)再傳遞出去,而自身消耗很少的一部分功率。超聲波換能器,要解決的技術(shù)問題是設(shè)計一種作用距離大、頻帶寬的超聲波換能器。換能器由外殼、匹配層、壓電陶瓷圓盤換能器、背襯、引出電纜和Cymbal陣列接l收器組成。壓電陶瓷圓盤換能器采用厚度方向極化的PZT-5壓電材料制成,Cymbal陣列接l收器由8~16只Cymbal換能器、兩個金屬圓環(huán)和橡膠墊圈組成。本發(fā)明的作用距離大于35m,頻帶寬度達(dá)到10kHz,能檢測高速移動的遠(yuǎn)距離目標(biāo)。
換能器在清洗槽中的分布及粘結(jié)問題
換能器在清洗槽目前有些超聲清洗機(jī),粘在清洗槽底或壁上的換能器分布過密,一個緊挨一個的排列.輸入換能器的功率強(qiáng)度達(dá)到每平方厘米2-3瓦,這樣高的強(qiáng)度一方面會加快不銹鋼板表面(與清洗液接觸的表面)的空化腐蝕,縮短使用壽命,另一方面由于聲強(qiáng)過高。會在鋼板表面附近產(chǎn)生大量較大的氣泡,增加聲傳播損失,在遠(yuǎn)離換能器的地方削弱清洗作用。一般選用功率強(qiáng)度每平方厘米低于1.5瓦為宜(按粘有換能器的鋼板面積計算)。如果清洗槽較深,除槽底粘有換能器外, 在槽壁上也應(yīng)考慮粘結(jié)換能器,或者只粘于槽體兩邊。
超聲波換能器指向性因素特性介紹
一般情況下,要求所使用的超聲波換能器有尖銳的指向性,就象使用聚光手電筒照明,這樣有利于集中發(fā)射能量,在接收時能獲得較高的信噪比,也有利于對檢測目標(biāo)的定位評定。超聲波換能器的指向性與其輻射面尺寸、結(jié)構(gòu)、工作頻率和傳聲介質(zhì)特性等相關(guān),通??捎弥赶蛐砸蛩貋矸从吵暡〒Q能器的指向性:
對于發(fā)射超聲波換能器,所謂指向性因素是指在發(fā)射聲束的主軸線聲壓上,遠(yuǎn)離發(fā)射超聲波換能器的某一處某頻率的均方聲壓與通過該點和換能器同心的球面上某點同一頻率的均方聲壓之比。對于接收超聲波換能器,則是指沿?fù)Q能器主軸線傳來某頻率聲波所產(chǎn)生的電動勢平方值與頻率相同、方均根聲壓相同的擴(kuò)散聲場所產(chǎn)生的電動勢平方值之比。
超聲波換能器指向性因素也可以用分貝(dB)表示,這是稱為指向性指數(shù),它等于指向性因素的常用對數(shù)乘10。對于發(fā)射換能器,指向性指數(shù)也可稱作指向性增益。