超聲波清洗機(jī)是如何利用超聲波工作

1.超聲波的產(chǎn)生
超聲波清洗機(jī)有一個(gè)核心部件叫超聲波發(fā)生器，也稱(chēng)為超聲電源。它的主要功能是將市電（通常是220V或380V交流電）轉(zhuǎn)換成高頻交流電信號(hào)。這個(gè)高頻信號(hào)的頻率一般在20kHz-100kHz之間，這是超聲波的頻率范圍。例如，常見(jiàn)的超聲波清洗機(jī)頻率可能是40kHz。
超聲波發(fā)生器通過(guò)電子線路將電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換和放大，然后將高頻交流電輸送到換能器。換能器是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)換為機(jī)械能（超聲波振動(dòng)）的裝置。它主要由壓電陶瓷材料制成，當(dāng)高頻交流電作用于壓電陶瓷時(shí)，壓電陶瓷會(huì)根據(jù)電場(chǎng)的變化而產(chǎn)生機(jī)械變形，從而產(chǎn)生超聲波振動(dòng)。

2.超聲波在清洗液中的傳播與空化效應(yīng)
換能器產(chǎn)生的超聲波會(huì)傳入清洗機(jī)中的清洗液。清洗液通常是水或者水與適當(dāng)?shù)那逑磩┗旌隙傻囊后w。超聲波在清洗液中以縱波的形式傳播。
當(dāng)超聲波在清洗液中傳播時(shí)，會(huì)產(chǎn)生空化效應(yīng)。在超聲波的負(fù)壓周期，清洗液中的微小區(qū)域會(huì)形成真空泡，這些真空泡在正壓周期時(shí)會(huì)迅速閉合。在真空泡閉合的瞬間，會(huì)在局部產(chǎn)生高溫和高壓（可達(dá)上千個(gè)大氣壓）。這種高溫高壓的環(huán)境就像一個(gè)個(gè)微小的“爆炸”，產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊波和微射流。
例如，假設(shè)清洗一個(gè)帶有油污的機(jī)械零件，當(dāng)這些微小的“爆炸”發(fā)生在零件表面時(shí)，沖擊波和微射流會(huì)沖擊油污和污垢，將它們從零件表面剝離下來(lái)。而且，由于空化泡在液體中是大量、隨機(jī)分布的，所以能夠?qū)α慵母鱾€(gè)表面，包括復(fù)雜的形狀和細(xì)小的縫隙都進(jìn)行有效的清洗。

3.清洗過(guò)程中的協(xié)同作用
除了空化效應(yīng)外，超聲波還會(huì)在清洗液中引起強(qiáng)烈的攪拌作用。由于超聲波的振動(dòng)，清洗液中的分子會(huì)不斷地運(yùn)動(dòng)和混合，這有助于將已經(jīng)從被清洗物體表面剝離下來(lái)的污垢分散在清洗液中，防止污垢重新附著在物體上。
同時(shí)，超聲波的振動(dòng)還可以加速清洗劑與污垢之間的化學(xué)反應(yīng)。如果清洗液中含有合適的清洗劑，超聲波的作用可以使清洗劑更好地滲透到污垢內(nèi)部，從而更有效地分解和去除污垢。例如，在清洗一些含有蛋白質(zhì)污垢的物品時(shí)，超聲波可以使清洗液中的蛋白酶更好地與蛋白質(zhì)污垢結(jié)合，加快蛋白質(zhì)的分解，提高清洗效果。