超声波清洗基础理论和影响因素

更新时间：2022-09-06

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现如今大多数行业的常规清洁技术是使用氯化和氟化溶剂的蒸汽脱脂，长期以来一直是大多数行业的标准，但为了地球生态的利益，正在逐步淘汰。与此同时，清洁要求却在不断提高。清洁度已成为许多过去从未有过的行业的重要问题。所以超声波技术应运而生，超声波能量现在广泛用于清洁应用，以加快和增强替代化学品的清洁效果。

什么是超声波

超声波是一门超越人类听觉极限的声波科学。声波的频率决定了它的音调或音高。低频产生低音或低音。高频产生高音或高音。超声波是一种音调高到人耳听不到的声音。高于 18 千赫兹的频率通常被认为是超声波。用于超声波清洗的频率范围从每秒 20,000 次循环或千赫 (KHz) 到超过 100,000 KHz。工业清洁常用的频率是 20 KHz 和 50KHz 之间的频率。50KHz 以上的频率更常用于小型桌面超声波清洁器，例如珠宝店和牙科诊所中的超声波清洁器。

超声波清洁的原理

在空气和大多数固体等弹性介质中，随着声波的传播，存在连续的过渡。在水和大多数液体等非弹性介质中，只要声音的幅度或“响度"相对较低，就会出现连续过渡。然而，随着幅度的增加，稀薄区域中的负压幅度最终变得足以导致液体由于负压而破裂，从而导致称为空化的现象。声波能量的机械效应有助于加速溶解和置换颗粒。正如它有利于清洁一样，超声波也有利于冲洗过程。通过超声波冲洗可以快速*地去除残留的清洁化学品。在通过溶解去除污染物时，溶剂必须与污染物接触并溶解。清洁活动仅发生在清洁化学品和污染物之间的界面处。

超声清洗原理图

影响清洗的因素

工艺参数超声波清洗工艺的有效应用需要考虑许多参数。虽然时间、温度和化学物质在超声波清洗中仍然很重要，就像在其他清洗技术中一样，但为了最大限度地提高过程的有效性，还必须考虑其他因素。尤其重要的是那些影响液体中超声空化强度的变量。气蚀清洗液的空化显然对超声波清洗过程的成功非常重要。几个变量影响空化强度。温度是空化强度时要考虑的最重要的单个参数。这是因为影响空化强度的许多液体特性都与温度有关。温度的变化导致粘度、气体在液体中的溶解度、溶解气体在液体中的扩散速率和蒸气压的变化，所有这些都会影响空化强度。

超声波能量可以显著提高许多浸没式清洁和漂洗过程的速度和效率。它特别有利于提高当今的水性清洁化学品的有效性，事实上，在许多应用中，它对于达到所需的清洁度水平是必要的。使用超声波，水性化学物质通常可以提供超过以前使用溶剂所获得的结果。超声波不是未来的技术——它在很大程度上是今天的技术。