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超声波清洗机认识的误区
目前在超声波清洗机的性能方面还存在一些模糊的认识:认为功率越大,换能器数目越多.其性能越好,价值越高,甚至以此论价.这种认识是不全面的.如上述,换能器布得过密,功率密度过大,不但清洗效果不好,而且槽底易空化腐蚀.另一方面,目前超声波清洗机商品所标的功率大多是电功率而不是声功率,如果所标是指消耗工频功率,则超声波清洗机质量的优劣应该由效率来判断。如果效率低,在同样清洗效果时则耗电大,反而增加了用户的费用。超声清洗机的效率包括两部分.一是超声频电源的效率.即输入换能器的高频电功率与消耗工频电功率之百分比;另一部分是电声转换效率,即进入清洗液中的声功率与输入换能器的电功率之百分比.目前我国在工业生产中还没有一种简便的方法和设备来测量电声转换效率。各厂家所标的超声波清洗机的功率是含糊不清的,亟需有行业的统一标准.
3、影响超声清洗效果的因素
超声波清洗机超声清洗的主要机理是超声空化作用.超声空化的强弱与声学参数、清洗液的物理化学性质及环境条件有关,所以要得到良好的清洗效果必须选择适当的声学参数和清洗液。
(1)超声波清洗机声强或声压的选择
在清洗液中只有交变声压幅值超过液体的静压力时才会出现负压。而负压要超过液体的强度才能产生空化。使液体产生空化的最低声强或声压幅值称为空化阈。各种液体具有不同的空化阈值,在超声清洗槽中的声强要高于空化阈值才能产生超声空化。对于一般液体,空化阈值约为每平方厘米1/3瓦.对于一些难清洗干净的污物,例如金属表面的氧化物,化纤喷丝板孔中污物的清洗,则需要采用较高的声强.此时被清洗面应贴近声源,这时大多不采用槽式清洗器.而用棒状聚焦式换能器直接插入清洗液靠近清洗件的表面进行清洗.
(2)超声波清洗机频率的选择
超声空化阈值和超声波的频率有密切关系.频率越高,空化阈越高,换句话说,频率越高,在液体中要产生空化所需要的声强或声功率也越大;频率低,空化容易产生,同时在低频情况下,液体受到的压缩和稀疏作用有更长的时间间隔.使气泡在崩溃前能生长到较大的尺寸,增高空化强度,有利于清洗作用.微电子元件的精细清洗,如磁盘、驱动器,读写头,液晶玻璃及平面显示器,微组件和抛光金属件等的清洗.这些清洗对象要求在清洗过程中不能受到空化腐蚀.要能洗掉微米级的污物。兆赫超声清洗适用于集成电路芯片、硅片及簿膜等的清洗。能去除微米、亚微米级的污物而对清洗件没有任何损伤。因为此时不产生空化.其超声波清洗机理主要是声压梯度.粒子速度和声流的作用.特点是清洗方向性强,被清洗件一般置于与声束平行的方向.
清洗液的静压力大时,不容易产生空化,所以在密闭加压容器中进行超声清洗或处理时效果较差。
(4)影响超声清洗效果的其它因素
超声波清洗机清洗液的流动速度对超声清洗效果也有很大影响。
超声波清洗机清洗槽是有限空间,超声波由声源向液面传播时。在液体和气体的交界面会反射回来而形成驻波.驻波的特征是在液体空间的某些地方声压最小,而在另外一些地方声压最大.这样会造成清洗不均匀的现象。要减少驻波的影响,有时清洗槽特意做成不规则的形状以避免驻波的形成.有时在超声电源方面采取扫频的工方式,使声压最小处不固定在一个地方而是不断地移动.以达到较均匀的清洗。被清洗件的声学特性和在清洗槽中的排列对清洗效果也有较大的影响.吸声大的清洗件,如橡胶,布料等清洗效果差,而对声反射强的清洗件,如金属件,玻璃制品的清洗效果好。清洗件面积小的一面应朝声源排放,排列要有一定的间距.清洗件不能直接放在清洗槽底部.尤其是较重的清洗件.以免影槽底板的振动,也避免清洗件擦伤底板而加速空化腐蚀。清洗件最好是悬挂在槽中,或用金属罗筐盛好悬挂.但须注意要用金属丝做成.并尽可能用细丝做咸空格较大的筐,以减少声的吸收和屏蔽。
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