超声波清洗技术研究进展_康永

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1、清洗世界第28卷第4期专论与综述CleaningWorld2012年4月文章编号:1671－8909(2012)04－0012－05超声波清洗技术研究进展122康永，郑莉，邵世权(1.陕西金泰氯碱化工有限公司技术部，陕西榆林718100;2.蓝星环境工程有限公司，北京101318)摘要:介绍了超声波清洗机理、影响因素、发展现状以及发展趋势。关键词:超声清洗;清洗原理;影响因素;发展趋势中图分类号:TE252文献标识码:BResearchprogressoftheultrasoniccleaningtechnology22KA

2、NGYong，ZHENGLi，SHAOShiquan(1.TheTechnicalMinistryofShaanxiJintaiChlor-alkaliChemicalCo.，Ltd.，Yulin，Shaanxi718100，China;2.BluestarEnvironmentalEngineeringCo.，Ltd.，Beijing101318，China)Abstract:Itwasintroducedtheultrasoniccleaningprinciple，cleaninginfluencingfactors，d

3、evelop-mentstatusanddevelopmenttrendinthisarticle.Keywords:ultrasoniccleaning;cleaningprinciple;influencingfactor;developmenttrend超声波清洗被国际公认为当前效率最高，效果波振动下将会产生近真空的“空腔泡”，“空腔泡”对［2］最好的清洗方式。其清洗效率达到了98%以上，清清洗对象的强烈的作用称为“空化作用”。“空化洗洁净度也达到了最高级别。而传统的手工清洗和作用”的有关理论如下。有机溶剂清洗的清洗效

4、率仅仅为60%～70%，即使(1)主腔泡在液体介质中不断碰撞、消失、合并是气相清洗和高压水射流清洗，清洗效率也低于时，可使用周围局部产生极大的压力。这种极其强90%。因此，凡是对洁净度要求高的行业，如航空仪大的压力足以能使物质分子发生变化，引起各种化表、真空镀膜、光学器材、医疗器械等行业，都选择超学变化(断裂、裂解、氧化、还原、分解、化合)和物理［1］声波清洗。变化(溶解、吸附、乳化、分散等)。(2)当空腔泡的本征变化频率与超声波的振动1超声波清洗原理频率相等时，便可产生共振。共振的空腔泡内聚集超声波清洗机理极为复杂，目前相

5、关人员对以了大量的热能。这些热能足以使周围物质的化学键下提法形成了共识:利用超声场所产生强大的作用断裂，而引起一系列的化学、物理变化。力，促使物质发生一系列物理、化学变化而达到清洗(3)当空腔泡形成时，两泡壁间因产生较大的电目的。具体来说:当超声波的高频(20～50kHz)机位差而引起放电，致使腔内的气体活化。这种活化械振动传给清洗液介质以后，液体介质在这种高频了的气体进而引发了周围物质活化，从而使物质发收稿日期:2012－02－08作者简介:康永(1983－)，陕西富平人，助工，现于从事化工工艺技术研发。第28卷康永等.超

6、声波清洗技术研究进展·13·［5－6］生一系列化学、物理变化。可见，“空化作用”提供了择适当的声学参数和清洗液。物质在发生物理、化学变化时所需的能量，但是理想2.1声强或声压的清洗速度和效果还要取决于清洗介质，即清洗液在清洗液中，只有交变声压幅值超过液体的静的性质。这种性质要求各种物理、化学变化能够削压力时才会出现负压。而负压要超过液体的压强，弱和去除污物与被清洗零件表面间的附着力和结合才能产生空化。使液体产生空化的最低声强或声压力，并保持原有的表面外观。幅值称为空化阈。各种液体具有不同的空化阈值。换能器将功率超声频源的声能

7、转换成机械振在超声波清洗槽中的声强，要高于空化阈值才能产动，并通过清洗槽壁向槽子中的清洗液辐射超声波，生超声空化。对于一般液体，空化阈值约为1/3W/2槽内液体中的微气泡在声波的作用下振动。当声压cm。声强增加时，空化泡的最大半径与起始半径的或声强达到一定值时，气泡迅速增长，然后突然闭比值增大，空化强度增大;即声强愈高，空化愈强烈，合，在气泡闭合的瞬间产生冲击波，使气泡周围产生愈有利于清洗作用。但不是声功率越大越好。声强约1012Pa的压力及局部调温。这种超声波空化所过高，会产生大量无用的气泡，增加散射衰减，形成产生的巨大压

8、力能破坏不溶性污物，使它们分化于声屏障;同时，声强增大也会增加非线性衰减，会削溶液中。蒸汽型空化对污垢直接反复冲击，一方面弱远离声源地方的清洗效果。破坏污物与清洗件表面的吸附，另一方面能引起污2.2频率物层的疲劳破坏而被剥离。气体型气泡的振动对固超声空化阈值和超声波的频率有密切关系。频体表