淺(qian)析超聲(sheng)波(bo)清(qing)洗(xi)機超聲(sheng)波(bo)頻率(lv)與(yu)超聲(sheng)波(bo)功(gong)率(lv)的(de)選擇(ze)

淺(qian)析超聲(sheng)波(bo)清(qing)洗(xi)機超聲(sheng)波(bo)頻率(lv)與(yu)超聲(sheng)波(bo)功(gong)率(lv)的(de)選擇(ze)

超(chao)聲(sheng)波(bo)清(qing)洗(xi)機。其實(shi)在(zai)壹(yi)些(xie)歐(ou)美、日(ri)本(ben)等(deng)發達(da)國(guo)家，已(yi)通過選用高(gao)頻(pin)清(qing)洗(xi)機（80KHz或(huo)以(yi)上(shang)頻率(lv)，有的已(yi)經(jing)達(da)到(dao)200K或(huo)400K）使這(zhe)個問題(ti)得(de)到了解(jie)決(jue)。 

  壹般的來講(jiang)，清(qing)洗(xi)五(wu)金、機械(xie)、汽(qi)摩(mo)、壓(ya)縮機等(deng)行(xing)業的清(qing)洗(xi)多(duo)采用28KHZ頻率(lv)的(de)清(qing)洗(xi)機。光學光電(dian)子清(qing)洗(xi)、線(xian)路板(ban)清(qing)洗(xi)等(deng)多(duo)采用40KHZ的頻(pin)率(lv)，高(gao)頻(pin)超(chao)聲(sheng)清(qing)洗(xi)機適用於(yu)計算(suan)機，微電(dian)子元(yuan)件(jian)的(de)精(jing)細(xi)清(qing)洗(xi)，兆(zhao)赫超(chao)聲(sheng)清(qing)洗(xi)適(shi)用於(yu)集成(cheng)電(dian)路芯(xin)片(pian)、矽(gui)片(pian)及(ji)波(bo)薄膜(mo)的清(qing)洗(xi)，能(neng)去(qu)除微(wei)米(mi)、亞(ya)微(wei)米(mi)級(ji)的(de)汙物而對(dui)清(qing)洗(xi)件(jian)沒(mei)有任何(he)損(sun)傷。而對(dui)於(yu)壹些(xie)精(jing)密(mi)清(qing)洗(xi)（如(ru)液晶(jing)體(ti)、半導體等(deng)）的應(ying)用上，使(shi)用傳統(tong)的頻不(bu)但(dan)沒(mei)法達(da)到(dao)清(qing)洗(xi)的(de)要(yao)求(qiu)，而且還可(ke)能(neng)造(zao)成(cheng)工件(jian)的(de)損(sun)傷。zui典(dian)型的例(li)子就(jiu)是(shi)關於(yu)軍用電(dian)子產(chan)品(pin)，行(xing)業已(yi)明文規(gui)定(ding)不允(yun)許(xu)使(shi)用傳統(tong)的頻率(lv)（20~30KHz）的(de)

二：超聲(sheng)波(bo)頻率(lv)的(de)選擇(ze)

壹(yi)：超聲(sheng)波(bo)功(gong)率(lv)的(de)選擇(ze)

  當(dang)聲(sheng)強增加(jia)時，空化泡(pao)的zui大(da)半(ban)徑(jing)與(yu)起始(shi)半徑(jing)的(de)比值(zhi)增大(da)，空化強(qiang)度增(zeng)大(da)，即聲(sheng)強愈高(gao)，空化愈(yu)強烈，有利於(yu)超聲(sheng)波(bo)清(qing)洗(xi)作(zuo)用。但不(bu)是(shi)超聲(sheng)波(bo)聲(sheng)功(gong)率(lv)越大(da)越好，聲(sheng)強過高(gao)，會(hui)產(chan)生大(da)量(liang)無用的氣(qi)泡(pao)，增(zeng)加(jia)散射衰減，形成(cheng)聲(sheng)屏(ping)障(zhang)，同(tong)時聲(sheng)強增大(da)也會(hui)增(zeng)加(jia)非線性衰減(jian)，這樣(yang)都會削弱遠離聲(sheng)源地方(fang)的清(qing)洗(xi)效(xiao)果。所以(yi)，超(chao)聲(sheng)波(bo)清(qing)洗(xi)的(de)效(xiao)果不壹定(ding)於(yu)與(yu)所加(jia)功(gong)率(lv)和(he)工(gong)作(zuo)時間成(cheng)正比，有時用小功(gong)率(lv)花(hua)費(fei)很長時間也沒(mei)有清(qing)除(chu)汙垢，而如果功(gong)率(lv)達(da)到(dao)壹定(ding)數值(zhi)，則(ze)有可能(neng)很(hen)快將(jiang)汙垢去(qu)除。若(ruo)超(chao)聲(sheng)波(bo)功(gong)率(lv)太(tai)大(da)， 這(zhe)時液體中空化強(qiang)度大(da)大(da)增(zeng)加(jia)，較(jiao)精(jing)密(mi)的(de)零(ling)件(jian)將(jiang)產(chan)生蝕點(dian)，水點(dian)腐蝕也(ye)增大(da)，如(ru)果振動(dong)板(ban)表面(mian)已(yi)受到空化腐蝕，強(qiang)功(gong)率(lv)下(xia)水底(di)產(chan)生空化腐蝕更嚴(yan)重(zhong)，使設(she)備(bei)壽(shou)命(ming)降(jiang)低(di)，造(zao)成(cheng)不必要(yao)的(de)損(sun)失，同(tong)時清(qing)洗(xi)缸(gang)底(di)部振動(dong)板(ban)空化也(ye)十分(fen)嚴(yan)重(zhong)，使缸的壽(shou)命(ming)縮短(duan)。

  但(dan)超(chao)聲(sheng)波(bo)清(qing)洗(xi)功(gong)率(lv)選擇(ze)小(xiao)了，花(hua)費(fei)很長時間也沒(mei)有清(qing)除(chu)汙垢，也(ye)是(shi)不可(ke)取(qu)的。常規(gui)的(de)超(chao)聲(sheng)波(bo)清(qing)洗(xi)在(zai)工業當中，標(biao)準型超聲(sheng)波(bo)清(qing)洗(xi)機從100W至1500W不(bu)等(deng)，工件(jian)有多(duo)大，在(zai)考(kao)慮(lv)清(qing)洗(xi)節(jie)拍的(de)前(qian)提下(xia)，由超聲(sheng)波(bo)清(qing)洗(xi)槽(cao)體的(de)大(da)小決(jue)定(ding)超聲(sheng)波(bo)的功(gong)率(lv)。鑒(jian)於(yu)   目(mu)前混響場聲(sheng)強測(ce)量的(de)技(ji)術尚不夠成(cheng)熟，目(mu)前還是(shi)用單(dan)位面(mian)積(ji)上的功(gong)率(lv)來(lai)進行(xing)設(she)計，壹(yi)般(ban)壹(yi)臺標準(zhun)超聲(sheng)清(qing)洗(xi)機輸(shu)出功(gong)率(lv)密(mi)度(du)大(da)多(duo)選在(zai)0.3～0.6 瓦/平方厘米(mi)左(zuo)右，當(dang)然了，這(zhe)只(zhi)是(shi)常規(gui)情(qing)況。脈沖聚(ju)焦(jiao)超(chao)聲(sheng)波(bo)清(qing)洗(xi)可(ke)選得(de)更高(gao)。

那(na)麽(me)為什麽高(gao)頻(pin)清(qing)洗(xi)能(neng)避(bi)免對(dui)工(gong)件(jian)的(de)損(sun)傷呢？大家都知(zhi)道(dao)超聲(sheng)波(bo)清(qing)洗(xi)的(de)基本(ben)原理(li)是(shi)基於(yu)液體(ti)的空化效(xiao)應(ying)。事實(shi)上(shang)空化效(xiao)應(ying)的強(qiang)度直接(jie)跟(gen)頻率(lv)有關，頻(pin)率(lv)越高(gao)，空化氣(qi)泡越小(xiao)，空化強(qiang)度越弱，且(qie)其減弱的(de)程(cheng)度非常大(da)。舉(ju)例(li)說，如(ru)將(jiang)25KHz時的空化強(qiang)度比(bi)作(zuo)1，40KHz時的空化強(qiang)度則(ze)為1/8，到了(le)80KHz時，空化強(qiang)度就(jiu)降到(dao)0.02。所(suo)以(yi)如(ru)果頻率(lv)選擇(ze)正確(que)，超聲(sheng)波(bo)損(sun)傷工(gong)件(jian)的(de)問題(ti)就(jiu)不存在(zai)了。

 由(you)此(ci)可見(jian)，超(chao)聲(sheng)空化閥值(zhi)和超(chao)聲(sheng)波(bo)的頻(pin)率(lv)有密(mi)切關系，頻(pin)率(lv)越高(gao)，空化閥越高(gao)。換(huan)句話說，頻率(lv)低(di)，空化越容(rong)易(yi)產(chan)生，而且在低頻情(qing)況下(xia)液體受到的壓(ya)縮和稀(xi)疏(shu)作(zuo)用有更長(chang)的(de)時間間隔(ge)，使(shi)氣(qi)泡(pao)在崩潰(kui)前(qian)能(neng)生長(chang)到(dao)較(jiao)大的(de)尺寸，增高(gao)空化強(qiang)度，有利於(yu)清(qing)洗(xi)作(zuo)用。所以(yi)低(di)頻超聲(sheng)波(bo)清(qing)洗(xi)適(shi)用於(yu)大部件(jian)表面(mian)或(huo)者(zhe)汙物和清(qing)洗(xi)件(jian)表面(mian)結合(he)度(du)高(gao)的(de)場合。但(dan)易(yi)腐蝕清(qing)洗(xi)件(jian)表面(mian)，不(bu)適宜清(qing)洗(xi)表面(mian)光(guang)潔度高(gao)的(de)部件(jian)，而且空化噪音(yin)大。40 KHZ左(zuo)右的(de)頻(pin)率(lv)，在(zai)相同(tong)聲(sheng)強下(xia)，產(chan)生的(de)空化泡(pao)數量(liang)比(bi)頻(pin)率(lv)為(wei)20KHZ時多(duo)，穿(chuan)透(tou)力(li)較(jiao)強，宜(yi)清(qing)洗(xi)表面(mian)形狀(zhuang)復雜(za)或(huo)有盲孔(kong)的(de)工件(jian)，空化噪音(yin)較(jiao)小，但(dan)空化強(qiang)度較(jiao)低，適(shi)合清(qing)洗(xi)汙物與(yu)被清(qing)洗(xi)件(jian)表面(mian)結合(he)力(li)較(jiao)弱的(de)場合。

 而在超聲(sheng)波(bo)清(qing)洗(xi)機的實(shi)際(ji)應(ying)用中，當(dang)壹(yi)定(ding)頻率(lv)的(de)超(chao)聲(sheng)清(qing)洗(xi)後(hou)達(da)不(bu)到清(qing)潔(jie)的(de)效(xiao)果時，如果工件(jian)上(shang)要(yao)去(qu)除的(de)雜(za)質顆(ke)粒(li)較(jiao)大，就(jiu)可能(neng)是(shi)超聲(sheng)波(bo)功(gong)率(lv)不(bu)足(zu)，壹(yi)般(ban)增(zeng)加(jia)超(chao)聲(sheng)波(bo)功(gong)率(lv)就(jiu)可解(jie)決(jue)該(gai)問(wen)題(ti)；但(dan)相反的(de)如果工件(jian)上(shang)要(yao)去(qu)除的(de)雜(za)質顆(ke)粒(li)非常小(xiao)，那(na)麽(me)無論功(gong)率(lv)怎(zen)麽增(zeng)大，都(dou)無法達(da)到(dao)清(qing)潔(jie)的(de)要(yao)求(qiu)。原因(yin)在於(yu)：當液(ye)體流過(guo)工(gong)件(jian)表面(mian)時，會形成(cheng)壹層(ceng)粘(zhan)性膜(mo)。低頻(pin)時壹般該層(ceng)粘(zhan)性膜(mo)很厚，小(xiao)顆(ke)粒(li)就(jiu)埋藏(zang)在(zai)裏(li)面(mian)，無(wu)論超聲(sheng)波(bo)的功(gong)率(lv)（強(qiang)度(du)）多(duo)大，空化氣(qi)泡都(dou)無(wu)法(fa)與(yu)小顆(ke)粒(li)接(jie)觸(chu)，故(gu)無(wu)法把小顆粒(li)*除去(qu)；而當超聲(sheng)波(bo)頻率(lv)升(sheng)高(gao)時，粘性膜(mo)的厚度(du)就(jiu)會減(jian)少，超聲(sheng)波(bo)產(chan)生的(de)空化泡(pao)就(jiu)可以(yi)接(jie)觸(chu)到小(xiao)顆(ke)粒(li)，將(jiang)它(ta)們從工件(jian)表面(mian)剝(bo)落。所以(yi)，低(di)頻的(de)超聲(sheng)波(bo)清(qing)除(chu)大(da)顆(ke)粒(li)雜(za)質的(de)效(xiao)果很好，但(dan)清(qing)除(chu)小(xiao)顆(ke)粒(li)雜(za)質效(xiao)果就(jiu)很差。相對(dui)而言(yan)，高(gao)頻(pin)超(chao)聲(sheng)對(dui)清(qing)除(chu)小(xiao)顆(ke)粒(li)雜(za)質就(jiu)特別(bie)有效(xiao)。

 所(suo)以(yi)的(de)方式(shi)是(shi)壹般(ban)先做實(shi)驗(yan)來(lai)獲(huo)取合適的參(can)數(shu)配置，按(an)實(shi)際(ji)使用情況來配置(zhi)超(chao)聲(sheng)波(bo)功(gong)率(lv)，這(zhe)樣(yang)有利於(yu)實(shi)際(ji)應(ying)用。