一、什么是超聲波

    超聲波是一種振動(dòng)頻率高于聲波的機(jī)械波，由換能晶片在電壓的激勵(lì)下發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點(diǎn)。超聲波對液體、固體的穿透本領(lǐng)很大，尤其是在陽光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會(huì)產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波，碰到活動(dòng)物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。因此超聲波檢測廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國防、生物醫(yī)學(xué)等方面。

二、超聲波清洗機(jī)的工作原理

   超聲波清洗機(jī)的工作原理是怎樣的呢？下面就為大家介紹下其工作的主要環(huán)節(jié)和步驟，超聲波清洗機(jī)如何工作的原理及知識(shí)。超聲波清洗機(jī)原理主要是將換能器，將功率超聲頻源的聲能，并且要轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)，通過清洗槽壁使之將槽子中的清洗液輻射到超聲波。由于受到輻射的超聲波，使之槽內(nèi)液體中的微氣泡能夠在聲波的作用下從而保持振動(dòng)。 　　當(dāng)聲壓或者聲強(qiáng)受到壓力到達(dá)一定程度時(shí)候，氣泡就會(huì)迅速膨脹，然后又突然閉合。在這段過程中，氣泡閉合的瞬間產(chǎn)生沖擊波，使氣泡周圍產(chǎn)生1012-1013pa的壓力及局調(diào)溫，這種超聲波空化所產(chǎn)生的巨大壓力能破壞不溶性污物而使他們分化于溶液中，蒸汽型空化對污垢的直接反復(fù)沖擊。 　　

        一方面破壞污物與清洗件表面的吸附，另一方面能引起污物層的疲勞破壞而被駁離，氣體型氣泡的振動(dòng)對固體表面進(jìn)行擦洗，污層一旦有縫可鉆，氣泡立即“鉆入”振動(dòng)使污層脫落，由于空化作用，兩種液體在界面迅速分散而乳化，當(dāng)固體粒子被油污裹著而粘附在清洗件表面時(shí)，油被乳化、固體粒子自行脫落，超聲在清洗液中傳播時(shí)會(huì)產(chǎn)生正負(fù)交變的聲壓，形成射流，沖擊清洗件，同時(shí)由于非線性效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生聲流和微聲流，而超聲空化在固體和液體界面會(huì)產(chǎn)生高速的微射流，所有這些作用，能夠破壞污物，除去或削弱邊界污層，增加攪拌、擴(kuò)散作用，加速可溶性污物的溶解，強(qiáng)化化學(xué)清洗劑的清洗作用。由此可見，凡是液體能浸到且聲場存在的地方都有清洗作用，其特點(diǎn)適用于表面形狀非常復(fù)雜的零件的清洗。尤其是采用這一技術(shù)后，可減少化學(xué)溶劑的用量，從而大大降低環(huán)境污染。

    超聲波清洗是利用超聲波在液體中的空化作用、加速度作用及直進(jìn)流作用對液體和污物直接、間接的作用，使污物層被分散、乳化、剝離而達(dá)到清洗目的。目前所用的超聲波清洗機(jī)中，空化作用和直進(jìn)流作用應(yīng)用得更多。
1.空化作用
　　空化作用就是超聲波以每秒兩萬次以上的壓縮力和減壓力交互性的高頻變換方式向液體進(jìn)行透射。在減壓力作用時(shí)，液體中產(chǎn)生真空核群泡的現(xiàn)象，在壓縮力作用時(shí)，真空核群泡受壓力壓碎時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊力，由此剝離被清洗物表面的污垢，從而達(dá)到精密洗凈目的。 　　在超聲波清洗過程中，肉眼能看見的泡并不是真空核群泡，而是空氣氣泡，它對空化作用產(chǎn)生抑制作用降低清洗效率。只有液體中的空氣氣泡被完全脫走，空化作用的真空核群泡才能達(dá)到最佳效果。
2.直進(jìn)流作用
　　超聲波在液體中沿聲的傳播方向產(chǎn)生流動(dòng)的現(xiàn)象稱為直進(jìn)流。聲波強(qiáng)度在0.5W/cm2時(shí)，肉眼能看到直進(jìn)流，垂直于振動(dòng)面產(chǎn)生流動(dòng)，流速約為10cm/s。通過此直進(jìn)流使被清洗物表面的微油污垢被攪拌，污垢表面的清洗液也產(chǎn)生對流，溶解污物的溶解液與新液混合，使溶解速度加快，對污物的搬運(yùn)起著很大的作用。
3.加速度
　　液體粒子推動(dòng)產(chǎn)生的加速度。對于頻率較高的超聲波清洗機(jī)，空化作用就很不顯著了，這時(shí)的清洗主要靠液體粒子超聲作用下的加速度撞擊粒子對污物進(jìn)行超精密清洗。

三、超聲波清洗的特點(diǎn)：

(1) 超聲波清洗的特點(diǎn)是速度快、質(zhì)量高、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，它特別用于表面形狀復(fù)雜的工件。如對精密工件上的空穴、狹縫、凹槽、微孔、暗洞等處，通常的洗刷方法難以見效，使用超聲清洗卻可以達(dá)到良好的效果。

(2) 超聲波清洗的另一個(gè)特點(diǎn)是對質(zhì)地較硬、聲反射強(qiáng)的材料清洗效果較好(如金屬、玻璃、陶瓷、塑料)。

(3) 清洗效果好，清潔度高且全部工件清潔度一致。

(4) 清洗速度快，提高生產(chǎn)效率，不須人手接觸清洗液，安全可靠。

(5)對深孔、細(xì)縫和工件隱蔽處亦可清洗干凈。

(6)對工件表面無損傷，節(jié)省溶劑、熱能、工作場地和人工等。

超聲波的廣泛的運(yùn)用于各個(gè)領(lǐng)域就是應(yīng)用了其空化作用以及其空化伴隨著機(jī)械效應(yīng)、熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、生物效應(yīng)等等，機(jī)械效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)的應(yīng)用，前者主要表現(xiàn)在非均相反應(yīng)界面的增大；后者主要是由于空化過程中產(chǎn)生的高溫高壓使得高分子分解、化學(xué)鍵斷裂和產(chǎn)生自由基等。利用機(jī)械效應(yīng)的過程包括吸附、結(jié)晶、電化學(xué)、非均相化學(xué)反應(yīng)、過濾以及超聲清洗等，利用化學(xué)效應(yīng)的過程主要包括有機(jī)物降解、高分子化學(xué)反應(yīng)以及其他自由基反應(yīng)。