影响超声波清洗效果的因素.doc

超声波清洗机根据清洗对象和生产规模的要求,其组成和结构差别很大,可以是复杂、庞大的设备,也可以是非常简单
的结构。我们这里着重探讨由超声波电源、超声波换能器和清洗槽组成超声波清洗机的清洗效果问题。
超声波换能器结构的选择对超声波清洗效果的影响
在低超声波频段(20—100KHz),目前工业上绝大多数是采用单螺钉夹紧的夹心式压电超声波换能器(复合换能器),结构
上的差别主要在于辐射体(与不锈钢板粘接的铝块)的形状,其中一种是锥体喇叭,另一种直棒形状。
喇叭状换能器的声辐射效率比棒状换能器高,即同样的输入电功率。在清洗槽中得到较大的声功率,而消耗在换能器上
的电功率较少,因而换能器的发热也低。当输入换能器的电功率相同时,由于喇叭辐射面的面积比棒状换能器大,所以辐射
面的声强较低,与其粘结的不锈钢板表面空化腐蚀小。清洗槽(或浸入式换能器)的寿命延长。所以在一般情况下采用喇叭状
换能器较好,为进一步提高声辐射效率、展宽频带,我国研制出一种半穿孔结构的宽频带超声波清洗换能器”,这种换能器
尤其在较高频段{40KHz以上),其优点更为突出. 因为它可以削弱横向振动所带来的不良影响由于频带较宽,也有利于扫频
清洗。
在某些场合,,此时换能器的辐射体常具有尖削聚焦形状,以提高辐
射面的声强。这种换能器一般不是粘结在清洗槽上,而是直接插入液体中进行清洗。
超声波换能器在清洗槽中的分布及粘结对超声波清洗效果的影响
目前有些超声波清洗机产品,粘在清洗槽底或壁上的换能器分布过密,
达到每平方厘米2-3瓦,这样高的强度一方面会加快不锈钢板表面(与清洗液接触的表面)的空化腐蚀,缩短使用寿命,另一
方面由于声强过高。会在钢板表面附近产生大量较大的气泡,增加声传播损,在远离换能器的地方削弱清洗作用。一般选用
(按粘有换能器的钢板面积计算)。如果清洗槽较深,除槽底粘有换能器外,在槽壁上也应
考虑粘结换能器。
,而且要求胶层均匀、不缺胶和不允许有裂
缝,使超声能量最大限度地向清洗液中传输,以提高整机效率和清洗效果。目前有些清洗设备为避免换能器从清洗槽上掉下
来。采取螺钉加粘胶的固定方式,这种连接方式虽然换能器不会掉下来,但是存在许多隐患。如果螺钉焊接质量差,例如不
垂直于不锈钢板表面,则胶层不均匀,甚至有裂痕或缺胶,能量传输会削弱;
的平整,导致加速空化腐蚀,缩短使用寿命。判断粘结质量的方法之一,是在清洗槽装水并开机工作一段时间后,测量换能
器的温升。如果在众多的换能器中某个换能器温升特别快,,电能量大
部分消耗在换能器上而发热。另一个方法是在小信号条件下逐个测量换能器的电阻抗大小来判别粘结质量。
目前在超声波清洗机的性能方面还存在一些模糊的认识:认为功率越大,,价值越
高,。如上述,换能器布得过密,功率密度过大,不但清洗效果不好,而且槽底易空化