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超聲波清洗機作用原理及構成


超聲波清洗機是由超聲波發(fā)生器、超聲波換能器及清洗槽構成，決定超聲波清洗效果的好壞及超聲波清洗機質量的關鍵在于超聲波發(fā)生器。超聲波發(fā)生器實際上就是一臺大功率逆變電源，它的發(fā)展也經歷了電子管式、閘管式、晶體管式及VMOS管式等幾個階段。電子管式超聲波清洗機由于管子自身的弱點，已很少生產。目前國內外生產的超聲波清洗機多為晶閘管式，由于受到器件本身特性的限制，這類清洗機多為2KW以下，工作頻率也較低，約為20KHZ，而且其效率僅達80%左右，故障率也較高。晶體管及VMOS管式超聲波清洗機由于受管子容量的限制，只適用于小功率的超聲波清洗機，且控制電路也比較復雜。大功率超音頻IGBT電力電子器件的出現，給超聲波清洗機帶來了革命性的變化，"英漢"始終走在電力電子行業(yè)的前沿，率先成功地開發(fā)出了IGBT逆變式超聲波清洗機，該類清洗機以IGBT作為主功率元件，使得電路大為簡化，整機的可靠性大大提高。效率可達90%，功率因數達到0.95以上。體積小、重量輕、操作簡便。尤其顯著的是IGBT超聲波清洗機單機     可獲得5KW甚至更高的功率，此點對于大規(guī)模超聲清洗或清洗線具有異乎尋常的意義。此外，"英漢"研制生產的超聲波清洗機在工藝上也進行大膽的創(chuàng)新，從功能上更趨完善。功率調節(jié)、頻率跟蹤、頻率掃描使得用戶在采用"英漢"超聲波清洗機方面具有極大的靈活性，從而滿足用戶特定的清洗要求。     超聲 波清洗發(fā)展到今天，已在工業(yè)的各個領域乃至人們的日常生活得到廣泛的應用。國內外的生產實踐表明，超聲波清洗是現代工業(yè)中有效和不可缺少的清洗手段，如 汽車工業(yè)的漆前處理、電鍍行業(yè)的鍍前處理、真空離子鍍的鍍前處理等，各種構件的清洗，已越來越離不開超聲波清洗機。"英漢"IGBT系列超聲波清洗機以其優(yōu)異的品質及可靠的質量，必將在清洗領域發(fā)揮越來越重要的作用。值得一提的是，采用"英漢"IGBT超聲波清洗機輔以"英漢"研制成功的先進的清洗工藝，將在提高清洗效率尤其是減少環(huán)境污染等方面帶來革命性的變化，因為采用該套清洗技術，可以用弱酸或無酸取代強酸，卻能得到同等甚至更佳的清洗效果。  
 
二、 超聲波清洗作用原理 
    
超聲波清洗設備由兩部分組成：超聲波發(fā)生器（又稱超聲波電源）和換能器。超聲波發(fā)生器將工頻電轉變成20KHZ以 上的高頻電信號，通過高頻電纜輸送到換能器上。一般超聲波換能器是固定在清洗槽的底板上，清洗槽內裝滿了液體，當換能器被加上高頻電壓后，它的壓電陶瓷元 件在電場作用下便產生縱向振動。超聲波換能器（又稱聲頭）是一種高效率的換能元件，能將電能轉換成強有力的超聲波振動，在產生超聲波振動時，仿佛是一個小 的活塞，振幅很小，約只有幾微米。但這個振動加速度很大（幾十至幾千個g）；槽上具有許多個換能器，施加相同的頻率及相位的電能時，就合成了一個巨大的活塞進行往復振動，這種振動通過固定換能器的底板傳播到清洗液中，振動在清洗液中傳播就達到了對浸入其中的工件清洗的目的。   


1.空化作用
 
 在液體中傳播的超聲波能對物體表面的污物進行清洗，其原理可用"空化"現象來解釋；清洗效果和超聲波在液體中產生的"空化"強度有密切的關系。超聲波振動在液體中傳播，當其聲波壓強達到一個大氣壓時，超聲波的功率密度約為0.35瓦/cm2， 這時在液體中傳播的超聲波的聲波壓強峰值就可以輕易達到真空或負壓，但實際上是無負壓現象存在的，因而在液體中產生一個很大的力，將液體分子拉裂成空洞 （空化核），此空洞為真空或非常接近真空，此空洞在信號電壓（或超聲波壓強）值下一個半周達到時，由于周圍的壓力的增大而被壓碎，此時液體分子激烈碰 撞產生非常強大的沖擊力，將被清洗物體表面的污物撞擊下來。這些無數細小而密集的氣泡破裂時產生沖擊波的現象被稱之為"空化"作用。這種空化作用非常容易在固體與液體的交界處產生，因而對于浸入超聲作用下的液體中的物體具有超乎尋常的清洗作用。另外，由于超聲波具有很強的穿透固體的作用，所以這種"空化"作用對浸入超聲波作用下的液體中物體內外表面（如管件）均能得到清洗，這是超聲波清洗優(yōu)于其它清洗手段的重要方面。

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