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超聲波清洗機清洗過程是一個十分複雜的過程,在這裏只做一簡單介紹。超聲波作用包括超聲波本身具有的能量作用,空穴破壞時放出的能量作用以及超聲波對媒液的攪拌流動作用等。
1 超聲波的能量作用:超聲波具有很高的能量,它在傳媒液體中傳播時,把能量傳遞給傳媒質點,傳媒質點再將能量傳遞到清洗對象物表面並造成污垢解離分散。聲波是一種縱波,即傳媒質點的振動方向與波的傳播方向一致。在縱波傳播過程中,傳媒質點運動造成質點分佈不勻,出現疏密不同的區域,在質點分佈稀疏區域聲波形成負聲壓,在分佈緻密區域聲波形成正聲壓,並形成負聲壓、正聲壓的交替連續變化,這種變化不僅使傳媒質點獲得一定動能而且獲得一定加速度。高頻超聲波的能量作用是異常巨大的。在具有能量的傳媒質點與污垢粒子相互作用時,把能量傳遞給污垢並造成它們的解離分散。
2 空穴破壞時釋放的能量作用:超聲波與通常聲波一樣在媒液中傳播是直線運動方式。運動速度與媒液有關,在不同媒液中傳播速度不同,超聲波的頻率比通常的聲波頻率高,所以波長短,能量高。
在媒液中直線前進的超聲波,到達與其它物質的介面時,要發生透射和反射運動,發生透射與反射的程度是由構成介面物質的聲阻抗率決定的,聲阻抗率是傳聲媒質某一給定表面的聲壓與質點速度之比。各種傳聲媒質都有固定的聲阻抗率。當超聲波行進到聲阻抗率相差很大的兩種媒質的介面時,主要發生反射,而在聲阻抗率相近的兩種媒質的介面上主要發生透射。如當超聲波行進到水-空氣介面時,由於空氣密度遠小於水,因此聲阻抗率也相差較遠,所以此時聲波主要發生反射;同樣超聲波行進到水-鋼鐵介面時,由於兩種媒質之間聲阻抗率相差很大,所以主要也發生反射。而當超聲波行進到水-塑膠介面時,由於兩種媒質之間聲阻抗率相近,所以超聲波主要發生透射。
反射回來的超聲波與前進中的超聲波合成後,當每一點的位相差保持穩定不變時,發生共振,而在某些固定位置上相互疊加而加強,媒液在這些位置上容易產生空穴。
由於超聲波以正壓和負壓重複交替變化的方式向前傳播,負壓時在媒液中造成微小的真空洞穴,這時溶解在媒液中的氣體會很快進入空穴並形成氣泡;而在正壓階段,空穴氣泡被絕熱壓縮,最後被壓破,在氣泡破裂的瞬間對空穴周圍會形成巨大的衝擊,使空穴附近的液體或固體都會受到上千個大氣壓的高壓。放出巨大的能量。這種現象在低頻率範圍的超聲波領域激烈地產生。當空穴突然爆破時,能把物體表面的污垢薄膜擊破而達到去汙的目的。