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超声波清洗机的发展历史和应用

      超声波清洗机是使用超声波(通常在20–40 kHz范围内)搅拌液体的过程,超声波只能与水一起使用,但是使用适合于待清洁物体的溶剂和存在的污物类型可以提高效果。清洁通常持续三到六分钟,但有时也可能超过20分钟,具体取决于必须清洁的对象。
 
     超声波清洗机用于清洁许多不同类型的物体,包括珠宝,镜片和其他光学部件,手表,牙科和外科手术器械,工具,硬币,钢笔,高尔夫球杆,渔线轮,百叶窗,枪械部件,汽车喷油器,乐器,留声机唱片,工业机械零件和电子设备。它们被许多珠宝工作室,制表师使用机构和电子维修车间。
超声波清洗机
超声波清洗机历史发展:
      超声波清洗的表面机理已广为人知,自1950年代第一台商用超声波清洗设备问世以来,许多工作致力于这一科学,并在1970年左右以相对便宜的家用电器形式使用。超声波清洗已被使用。在工业上已有数十年的历史,尤其是清洁复杂的小零件并加速表面处理过程。
 
超声波清洗机工艺特点:
      超声波清洗使用由高频压力(声波)引起的气蚀气泡来搅动液体。搅动会对附着在金属,塑料,玻璃,橡胶和陶瓷等基材上的污染物产生很大的作用力。此操作还会穿透盲孔,裂缝和凹进处。目的是彻底清除所有紧密附着或嵌入固体表面的污染物痕迹。 水或溶剂根据污染类型和工件的不同,是否可以使用。污染物可以包括灰尘,污垢,油,颜料,铁锈,油脂,藻类,真菌,细菌,石灰垢,抛光剂,助熔剂,指纹,烟灰和脱模剂,生物土壤(如血液)等。超声波清洗可用于各种形状,尺寸和材料的工件,并且在清洗之前可能不需要拆卸零件。
 
在清洁过程中,切勿将物体放在设备底部,因为这样可以防止在不与溶剂接触的物体上发生气穴现象。
 
超声波清洗机设计原理:
      在超声清洗机中,将要清洁的物体放置在装有合适溶液(根据应用而定在水性或有机溶剂中)的腔室内。在水性清洁剂中,经常添加表面活性剂(例如洗衣粉)以使非极性化合物(如油脂)溶解。超声波产生换能器内置于腔室中或降入流体中的流体,通过与超声波频率振荡的电信号协同变化,从而在流体中产生超声波。这会在储罐中的液体中产生压缩波,使液体“撕裂”开,留下数百万个微小的“空洞” /“部分真空气泡”(空化)。这些气泡以巨大的能量破裂。达到约5,000 K和135 MPa的温度和压力;[6] [7]然而,它们是如此之小,以至于它们仅能清洁和去除表面的污垢和污染物。频率越高,空化点之间的节点越小,这可以清理更复杂的细节。
 
换能器通常是压电的(例如,用锆钛酸铅(PZT),钛酸钡等制成),但有时是磁致伸缩的。在许多行业中,不需要经常使用苛刻的化学物质作为清洁剂,或者通过超声搅拌降低其浓度。超声波用于工业清洁,也用于许多医疗和牙科技术以及工业过程。
 
超声换能器显示
 
超声波清洗机清洁液:
      超声波作用(气蚀)有助于解决方案完成工作;普通水通常无效。清洁溶液包含旨在使超声波清洁更有效的成分。例如,降低表面张力会增加空化水平,因此溶液中包含良好的润湿剂(表面活性剂)。水性清洁溶液包含清洁剂,湿润剂和其他成分,并且对清洁过程有很大的影响。溶液的正确组成很大程度上取决于清洁的物品。溶液通常在约50–65°C(122–149°F)的温热条件下使用,但是,在医学应用中,通常应接受在45°C(113°F)以下的温度进行清洁以防止蛋白质凝结的观点。
 
与溶剂溶液相比,水基溶液仅靠化学作用去除污染物的能力受到更大的限制。例如用于覆盖有厚油脂的易碎零件。设计用于特定目的的有效水清洗系统所需的工作要比溶剂系统所需的工作大得多。
 
一些机器(不是太大)与使用碳氢化合物清洁液的蒸汽脱脂机器集成在一起:三个罐级联使用。装有脏流体的下部储罐被加热,导致流体蒸发。机器顶部有一个制冷盘管。流体在盘管上凝结并掉入上部水箱。上部水箱最终溢出,清洁液流进进行清洁的工作水箱中。购买价格比简单的机器要高,但从长远来看,这种机器很经济。相同的流体可以重复使用多次,以最大程度地减少浪费和污染。
 
超声波清洗机应用
大多数不受清洗液化学侵蚀的坚硬,非吸收性材料(金属,塑料等)都适用于超声波清洗。超声波清洗的理想材料包括小型电子零件,电缆,杆,电线和细部物品,以及由玻璃,塑料,铝或陶瓷制成的物体。
 
超声波清洁不会对要清洁的物体进行消毒,因为在清洁后,孢子和病毒会残留在物体上。在医疗应用中,灭菌通常在超声波清洗之后作为一个单独的步骤进行。
 
工业超声波清洗机用于汽车,体育,印刷,船舶,医疗,制药,电镀,磁盘驱动器组件,工程和武器行业。
 
超声波清洗用于去除工业过程设备(如管道和热交换器)中的污染物。
 
 
超声波清洗机局限性
超声波清洗被广泛用于去除焊接电路板上的助焊剂残留。但是,某些电子组件,尤其是MEMS设备(例如陀螺仪,加速度计和麦克风),可能会由于清洁过程中受到的高强度振动而损坏或破坏。压电蜂鸣器会反向工作并产生电压,这可能对其驱动电路构成危险。
 
超声波清洗机安全
建议避免使用易燃的清洁溶液,因为即使不配备加热器,超声波清洗机也会提高温度。设备运行时,将手插入溶液可能会因温度而引起灼伤;不适和皮肤刺激也会发生。
 

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