超聲波的應用

超聲波的應用

換能器將超聲頻電能轉換成機械振動(dòng)并通過(guò)清洗槽壁向盛在槽中的清洗液輻射超聲波。存在于液體中的微氣泡(稱(chēng)為空化核)在聲波的作用下振動(dòng)，當聲壓或聲強達到一定值時(shí)，氣泡迅速增長(cháng)，然后突然閉合。在氣泡閉合時(shí)，產(chǎn)生沖擊波，在氣泡周?chē)a(chǎn)生1012～1013Pa的壓力及局部高溫，這種物理現象稱(chēng)為超聲空化?？栈a(chǎn)生的巨大壓力能破壞不溶性污物而使它們分散于溶液中。蒸汽型空化對污垢層的直接反復沖擊，一方面破壞污物與清洗件表面的吸附，另一方面也會(huì )引起污物層的疲勞破壞而脫離。氣體型氣泡的振動(dòng)對固體表面進(jìn)行擦洗，污層一旦有縫可鉆，氣泡還能“鉆入”裂縫作振動(dòng)，使污層脫落。由于空化作用，兩種液體在界面迅速分散而乳化，當固體粒子被油污裹著(zhù)而粘附在清洗件表面時(shí)，油被乳化，固體粒子自行脫落。超聲在清洗液中傳播時(shí)會(huì )產(chǎn)生正負交變的聲壓，沖擊清洗件，同時(shí)由于非線(xiàn)性效應會(huì )產(chǎn)生聲流和微聲流，而超聲空化在固體和液體界面上會(huì )產(chǎn)生高速的微射流，所有這些作用能夠破壞污物，除去或削弱邊界污層，增加攪拌、擴散作用，加速可溶性污物的溶解，強化化學(xué)清洗劑的清洗作用。由引可見(jiàn)，凡是液體能浸到、聲場(chǎng)存在的地方都有清洗作用，而且清洗速度快、質(zhì)量高，特別適用于清洗件表面形狀復雜，如空穴、狹縫等的細致清洗，易于實(shí)現清洗自動(dòng)化。在某些場(chǎng)合下可以用水劑代替有機溶劑進(jìn)行清洗，或降低酸堿的濃度，對于一些有損人體健康的清洗，如清洗放射性污物可以實(shí)現遙控或自動(dòng)化清洗。超聲清洗也有其局限性，例如對聲反射強的材料如金屬、陶瓷和玻璃等清洗效果好，而對聲吸收大的材料如布料、橡膠以及粘度大的污物清洗效果差。