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超声波清洗机声波能量分布

      考虑购买新的超声波清洗机的客户必须考虑每个工作频率提供的能量分配。无论选择哪种超声频率,所有超声清洁系统都会产生擦洗动作,该擦洗动作由一系列等距离的带组成,其中存在最强的超声波作用。在这些被称为驻波的频带之间,仅存在超声波能量的一小部分。

      超声波频率越低,相邻驻波之间的距离越大。例如,在25 kHz处,驻波彼此相距约1英寸。在80 kHz时,驻波相距不到1/4英寸。在80千赫 因此,工作频率会产生更均匀分布的擦洗动作,并更好地渗透到零件的细小区域,例如盲孔,金属折痕等,25 kHz超声系统将更适合以最少的细节清洁大型较重的物体。
 
      右边的照片描绘了超声波演示装置,该装置在装有专有液体的石英管内部产生图案。该图案表示由任何超声清洁系统产生的驻波。设备中显示的较浅的条纹表示高强度超声擦洗作用的区域,而这些条纹之间的区域是超声清洗作用明显较低的区域。上面的照片是正在测试全扫频的40kHz超音波清洁系统,下面的照片是正在测试的80kHz系统。如您所见,80kHz系统产生更均匀分布的擦洗动作,因此可以更均匀地清洁物品。但是,您会通过获得这种均匀分布来牺牲擦洗力。
超声波清洗机能量分布 
 
      尽管相邻的驻波之间的超声擦洗作用有所降低,但存在的能量可能足以去除所涉及的污染物,尤其是当清洁剂可以有效地将污染物与部件的结合强度降低到现有超声能的水平时可以移动它。人们不能低估在任何超声清洗系统中使用的清洗剂的重要性,因为它对过程的成功负有很大责任。为了说明使用正确的清洁液的重要性,请考虑即使在 80 kHz 超声波清洗系统可以清除大多数粘结污染物,例如铁锈或碳上燃烧的污染物,这些污染物通常在使用适当的清洗剂时使用较低的工作频率进行清洗。 
 
由于可用的超声波能量在较高的工作频率下更均匀地分布在清洗槽中,因此在较高的频率下,槽中任一位置的擦洗力都会降低。为了在整个部件表面上进行均匀的清洁动作而牺牲了功率。 
 
      为了减小相邻驻波之间的距离,包括科伟达在内的超声清洗系统的制造商已安装了扫频电路,该电路连续扫描超声发生器的自然共振频率两侧的2或3 kHz的输出频率。传感器。该电路的目的是在超声波清洁器工作期间引起驻波漂移,以消除相邻驻波之间的所有间隙。事实是,在使用80 kHz或更高频率之前,这些系统几乎无法消除驻波之间的间隙。频率偏移2或3 kHz只会导致 驻波位置,并且不会导致相邻的驻波相互接触。但是,扫频电路可以减少超声波清洗系统对被清洗零件造成的损坏程度,这一过程称为空化腐蚀。 
 
      在过去的几年中,关于谐波超声频率的产生已经取得了很多成就,许多制造商声称他们的设计包括产生这些谐波的能力。谐波频率是换能器原始谐振频率的倍数的频率。尽管在每个超声清洁系统中都会产生这些谐波,但它们并不能真正改善所产生的超声清洁作用。简单的铝箔测试可以确认不存在谐波,并且不会改善超声波清洗机的清洗效果。 
 
      通过将一块铝箔放在超声罐中并在30秒到1分钟之间的短时间内激活超声系统来进行锡纸测试。在此测试期间,箔片必须保持完全静止,就像被清洁的部件将完全静止一样。30秒到1分钟后,将箔取出并目视评估。箔片将在高能量的位置(例如驻波位置)打孔,并且会在较低的超声波功率区域凹陷,从而使操作员能够确定任何超声波清洁系统的清洁特性。如果谐波频率达到任何有用的程度,则在箔片上产生的图案将均匀地分布在整个箔片表面上。不幸,事实并非如此。在 40 kHz时,大约每半英寸将在铝箔表面上打孔,而在这些孔之间几乎没有作用。
 
科伟达多频超声波清洗机将在同一清洗槽中同时运行的两个或多个频率的换能器和发生器结合在一起,以提供低频超声波的功率,并提供较高工作频率提供的穿透力甚至清洁作用。这些系统提供的清洁动作无法使用任何单频超声系统,使用“通用换能器的任何脉冲多频超声系统或理论上的多频系统”来复制,这些系统仅利用1个频率但会产生多个频率超声波系统。
 

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