1.超聲波清洗效果與其功率密度的關系
超聲波的功率密度越高,空化效果越強,其清洗效果越好,清洗速度越快。對表面污物很多的被清洗件,應采用大功率密度進行清洗。但對精密及表面光潔度高的物件的長時間強洗會由于空化腐蝕而使表面收到損傷,因此宜采用較低功率密度進行清洗。
2.超聲波頻率與清洗效果的關系
超聲波頻率越低,在液體中的空化作用越容易產生,作用也越強。波長越長,方向性不顯著,遮蔽部分較容易洗刷,但對于小間隙或細孔的污物清除效果不明顯。超聲波頻率較高時,空化作用較弱,但空化產生的沖擊力速度大。波長短而有方向性,遮蔽部分清洗效果雖不理想,但對于小間隙或細孔中的污物卻可有效清除。所以,超聲波頻率要根據被清洗物來選擇,目前最常用的頻率是20-50KHZ。
3.清洗劑的選擇
溶劑加超聲波清洗,去污力強,但成本高且一般于人體健康不利。如三氯乙稀、三氯乙烷、丙酮等,所以只在特殊要求高的情況下采用。工業清洗劑在超聲波的作用下可以取得很好的清洗效果,所以在超聲波清洗中得到了廣泛的應用。
4.清洗溫度
根據不同的清洗劑來選擇清洗溫度,一般說水災30-40℃時空化效果最好。所以超聲波一般選擇常溫工業洗凈劑。由于油脂污物在溶劑中的溶解速度隨著溫度的提高而提高,所以在溶劑不分解和過量蒸發的情況下,適當提高超聲波清洗溫度有利于提高清洗效率。
超聲波是一種頻率超出人類聽覺范圍20 kHz以上的聲波。超聲波的傳播要依靠彈性介質,其傳播時,使彈性介質中的粒子振蕩,并通過介質按超聲波的傳播方向傳遞能量,這種波可分為縱向波和橫向波。在固體內,兩者都可以傳送,而在氣體和液體內,只有縱向波可以傳送。超聲波能夠引起質點振動,質點振動的加速度與超聲頻
超聲波清洗
超聲波清洗
率的平方成正比。因此,幾十千赫茲的超聲會產生極大的作用力,強超聲波在液體中傳播時,由于非線性作用,會產生聲空化。在空化氣泡突然閉合時發出的沖擊波可在其周圍產生上千個大氣壓力,對污層的直接反復沖擊,一方面破壞污物與清洗件表面的吸附,另一方面也會引起污物層的破壞而脫離清洗件表面并使它們分散到清洗液中。氣泡的振動也能對固體表面進行擦洗。氣泡還能“鉆入”裂縫中做振動,使污物脫落。對于有油脂性污物,由于超聲空化作用,兩種液體在界面迅速分散而乳化,當固體粒子被油污裹著而粘附在清洗件表面時,油被乳化,固體粒子即脫落??栈瘹馀菰谡駝舆^程中會使液體本身產生環流,即所謂聲流。他可使振動氣泡表面存在很高的速度梯度和粘滯應力,促使清洗件表面污物的破壞和脫落,超聲空化在固體和液體表面上所產生的高速微射流能夠除去或削弱邊界污層,腐蝕固體表面,增加攪拌作用,加速可溶性污物的溶解,強化化學清洗劑的清洗作用。此外,超聲振動在清洗液中引起質點很大的振動速度和加速度,亦使清洗件表面的污物受到頻繁而激烈的沖擊。
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影響清洗因素
清洗介質:采用超聲波清洗,一般有兩類清洗劑即化學溶劑和水基清洗劑。清洗介質的化學作用可以加速超聲波清洗效果,超聲波清洗是物理作用,兩種作用相結合,依對物件進行充分、徹底的清洗。
功率密度:超聲波的功率密度越高,空化效果越強,速度越快,清洗效果越好,但對于精密的表面光潔度甚高的物件,采用長時間的高功率密度清洗會對物件表面產生空化、腐蝕。
超聲頻率:適用于工件粗、臟、初洗,頻率高則超聲波方向性強,適合于精細的物件清洗。
清洗高溫:一般來說,超聲波在50°C~60°C時的空化效果最好,清洗劑也不是溫度越高,作用越顯著,有可能會高溫失效,通常超聲波在超過85°C時,清洗效果已變差。所以實際應用超聲波清洗時,采用50°C~70°C的工作溫度。