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超聲波清洗是向清洗液中輻射超聲波,讓其物理力作用于液體中的被清洗物(受污染的工件),從而清除污物。向液體中輻射超聲波,目前最常用的方法是將超聲波振子與1~3mm厚的不銹鋼板相連接,由超聲波發(fā)生器向超聲波振子源源不斷供給電能使其振蕩,并通過不銹鋼板制成的清洗槽,將振動傳遞到槽內(nèi)清洗液中。向液體中輻射超聲波所產(chǎn)生的空穴效應(yīng)、直進(jìn)流以及介質(zhì)振動加速度所產(chǎn)生的作用力,促進(jìn)清洗液的物理作用、化學(xué)反應(yīng)。

(1)超聲波及頻率范圍

聲波,也就是通常所說的聲音,是一種機(jī)械波。機(jī)械波只能在氣體、液體、固體等彈性媒質(zhì)中傳播。人耳一般對每秒振動20~18000次的聲波有感知,而對頻率大于20kHz的聲波已經(jīng)聽不到了,但它的確存在,這種超出人類可聽聲頻范圍的聲波叫作超聲波。在超聲波頻段中，用于“超聲波清洗”的頻段主要集中在中低頻,范圍為20~50kHz,高頻超聲波清洗范圍為50~200kHz,頻率大于10*kHz的超聲波稱為兆赫超聲波,或稱特高超聲波

(2)超聲波的傳播

當(dāng)聲源通過振動使周圍的介質(zhì)獲得能量時,周圍的介質(zhì)離開了原來的位置,向一個方向運(yùn)動起來。與其相鄰稍遠(yuǎn)的介質(zhì)受到碰撞后,也向同一方向運(yùn)動,于是介質(zhì)的運(yùn)動就由近至遠(yuǎn)傳播開來。由于介質(zhì)的彈性作用,相鄰遠(yuǎn)處的介質(zhì)會給近處介質(zhì)一個使它恢復(fù)平衡位置的彈力使相鄰近處介質(zhì)向原來位置運(yùn)動,一旦因慣性超過原平衡位置,則更近處介質(zhì)又會給它一個相反的彈力,使它又向原來平衡的位置運(yùn)動。于是,此介質(zhì)就在相鄰介質(zhì)的相互彈力作用下,在平衡位置附近振動起來。我們把這種介質(zhì)的機(jī)械振動由近及遠(yuǎn)的傳播稱為聲波。

超聲波清洗中的介質(zhì)主要是清洗液,它可以視作理想流體介質(zhì)。理想流體介質(zhì)的彈性主要是體積改變時的恢復(fù)力,不會出現(xiàn)切向恢復(fù)力(即沒有剪切彈性),所以超聲波是一種縱波，在清洗介質(zhì)中傳播的方向與質(zhì)點(diǎn)的振動方向是一致的。

(3)超聲波的主要特征量

描述超聲波的主要特征量有周期、頻率、波長和波速，周期:質(zhì)點(diǎn)完成一次全振動所需要的時間,常用字母T表示,單位為s(秒)。頻率:超聲波在單位時間(每秒)內(nèi)振動的次數(shù),常用字母f表示,單位為Hz(赫茲),在超聲波里經(jīng)常用kHz(千赫茲)表示。需要注意的是超聲波在傳播過程中,其周期和頻率始終是不變的。波長:質(zhì)點(diǎn)經(jīng)歷一個完整周期所傳播的距離,常用希臘字母入表示,單位為mm(毫米)。波速:單位時間內(nèi)超聲波所傳播的距離,常用字母c表示,單位為/s(米/秒)在超聲波清洗中,頻率是一個重要參數(shù)。清洗精密工件表面,應(yīng)選擇較高頻率的超聲波清洗機(jī)。