超声波原理2011/09/08

 超声波原理是包括机械效应(如传声媒质的质点振动位移、速度、减速度、声压等力学量）、热效应(声波在传达进程中其部分能量被媒质接收变成热能）和空腔效应。其中空腔效应是声化学的使用实际根底，也最为主要。空腔效应由成核、微泡生长、空腔陷落三步组成。在反响体系中，液体内具有张力弱区，即液体内溶有气体或在尘埃的液固界面上具有气体。

　　    作为气核，在超声波作用下，气核收缩长大，并为四周的液体蒸气或气体布满，由于内外压力悬殊使空腔陷落、决裂，把集合的声场能量在极短的工夫和极小的空间内开释进去，使介质部分构成几百到几千K的低温顺超越数百个大气压的高压环境，并发作出很大的冲击力，起到剧烈搅拌的作用，同时天生少量微泡。它们又作为新的气核，使该循环持续上去，这就是空腔效应。

换能器将超声频电能转换成机械振动并通过清洗槽壁向盛在槽中的清洗液辐射超声波。存在于液体中的微气泡(称为空化核)在声波的作用下振动，当声压或声强达到一定值时，气泡迅速增长，然后突然闭合。在气泡闭合时，产生冲击波，在气泡周围产生1012～1013Pa的压力及局部高温，这种物理现象称为超声空化。空化所产生的巨大压力能破坏不溶性污物而使它们分散于溶液中。蒸汽型空化对污垢层的直接反复冲击，一方面破坏污物与清洗件表面的吸附，另一方面也会引起污物层的疲劳破坏而脱离。气体型气泡的振动对固体表面进行擦洗，污层一旦有缝可钻，气泡还能“钻入”裂缝作振动，使污层脱落。由于空化作用，两种液体在界面迅速分散而乳化，当固体粒子被油污裹着而粘附在清洗件表面时，油被乳化，固体粒子自行脱落。

超声在清洗液中传播时会产生正负交变的声压，冲击清洗件，同时由于非线性效应会产生声流和微声流，而超声空化在固体和液体界面上会产生高速的微射流，所有这些作用能够破坏污物，除去或削弱边界污层，增加搅拌、扩散作用，加速可溶性污物的溶解，强化化学清洗剂的清洗作用。由引可见，凡是液体能浸到、声场存在的地方都有清洗作用，而且清洗速度快、质量高，无锡雷士超声波设备有限公司生产才LSA系列特别适用于清洗件表面形状复杂，如空穴、狭缝等的细致清洗，易于实现清洗自动化。在某些场合下可以用水剂代替有机溶剂进行清洗，或降低酸碱的浓度，对于一些有损人体健康的清洗，如清洗放射性污物可以实现遥控或自动化清洗。超声清洗也有其局限性，例如对声反射强的材料如金属、陶瓷和玻璃等清洗效果好，而对声吸收大的材料如布料、橡胶以及粘度大的污物清洗效果差。

　   当然并不是液体中一切的气核都能发作空腔效应，只需当外加的超声波频次与气核的固有频次相反时，空腔效应才干发作。同时也遭到其它如声波的强度、液体介质的温度以及介质的蒸汽压等的影响。诱导发作空腔效应的超声波频次以20kHz～80kHz最为恰当。过高的频次不易发作空腔效应，即便发作也需求少量的能量，而且其中大部分能量被转化为热能，使介质温度分明进步。低强度超声波的使用不会惹起介质的任何形态变化，只需高强度超声波的使用才干够对介质有剧烈的影响，引发空腔效应。对大少数化学反响来说，反响速度均随声强的添加而添加。但是，超声波强度的作用受介质温度的影响极大。研讨标明，随着液体温度的进步，声强的影响分明降落，在50℃水中发作的空腔效应最大。

　　    当超声波电源将50Hz的日常供电频次改动为28KHz后，经过输入电缆线将其保送给粘接在盛放清洗溶液的清洗槽底部的超声波发作器（换能器），由换能器将高频的电能转换成机械振动并发射至清洗液中，当高频的机械振动传达到液体里后，清洗液内即发作上述空化景象，到达清洗的手段。由于超声波的频次很高，在液体中所发作的空化作用可以到达28000次/秒，简直可以说是不时地在停止，在液体中由于空化景象所发作的气泡数目众多且无所不在，因而关于工件的清洗可以十分完全，即便是外形繁杂的工件外部，只需可以接触到溶液，就可以失掉完全的清洗，又由于每个气泡的体积十分巨大，因而固然它们的决裂能量很高，但关于工件和液体来说，不会发作机械毁坏和分明的温升。