超声波清洗机构造原理(超声清洗工作原理)

1. 超声清洗工作原理

　超声技术是一门以物理、电子、机械及材料学为基础的通用技术之一，世界各国均重视对超声波技术在现代军事、医学、生活等领域中的应用研究。超声技术是通过超声波产生、传播及接收的物理过程而完成的，它的应用研究正是结合超声波之独有特性而展开。

一、超声波在军事中的应用

　　超声波基本上是沿直线传播的，可以定向发射。如果渔船载有水下超声波发生器，它旋转着向各个方向发射超声波，超声波遇到鱼群会反射回来，渔船探测到反射波就知道鱼群的位置了。这种仪器叫做声纳。

　　声纳也可以用来探测水中的暗礁、敌人的潜艇，测量海水的深度。在现代高科技术中虽然有用雷达，可以发现数百公里外的敌机;红外线望远镜可以在夜幕中发现隐蔽的敌人;卫星遥感技术可以在数小时内把地球表面整个地扫描一遍;射电天文望远镜可以观察到遥远的宇宙空间。但是为什么在水中却不采用这些先进技术而仍用落后的声纳呢?

　　海水有良好的导电性，对电磁波的吸收能力很强，因而电磁雷达无法探测水下作战目标(如潜水艇)的方位和距离。超声波在空气中衰减较快，而在固体、液体中的衰减却很小，这正好与电磁波相反。这种情况下，超声波雷达——声纳，便可发挥巨大的威力。

　　海水吸热能力太强，红外线技术无用武之地;水的透光能力差，而吸收光的能力却很浓，光学观察设备如望远镜也使不上了。特别是深海中一片漆黑，什么也看不见。探照灯又会暴露自己。而海水的传声能力却比在空气中强得多。声纳技术就应运而生了。声纳机发出一束束不同频率的声音信号，再用特殊设备接受反射信号加以分析，这样就如同安上了蝙蝠的耳朵，周围的情况也就一目了然了。

　　超声雷达还可以探测云层。地面设备向云层发射一束束超声波，根据反射时间可以计算出云层高度。再分析回声的频率变化，根据多普勒效应的原理，可以测出云层在空中漂移的速度。因此，声纳技术在它的特殊领域仍占着不可取代的地位。

二、超声波在医学中的应用

　　超声波探测技术开始应用在医学上始于50年代，英国格拉斯哥的唐纳德医SF现，用超声波脉冲通过孕妇腹壁，可以探测到胎儿的情况。

　　1955年美国人莱斯科尔首次利用超声波观测人的心脏。这项技术不断改进，特别是在使用了微信息处理机后就更趋于完善。到70年代初，终于形成了一套完整的超声回波描记术。现在超声类诊断器种类很多，其中常见的有A型超声波诊断仪、B型超声波诊断仪器、超声心动图仪等。

　　A型超声波诊断仪又称幅度调制型超声仪器。在人体中，水，脂肪和软组织的吸收系数较小，超声束容易穿透，而空气，骨骼和肺组织的吸收系数较大，不容易透过。利用超声波在人体内遇到不同密度组织界面时，部分能量被反射回来形成反射波，根据反射波出现的时间间隔，区分、测量体内不同组织分界面的位置，根据反射波的有无、多少、强度、形态等综合判断疾病。

　　A型超声波诊断仪提供了体内器官的一维信息，不能显示整个器官的形状，故常用来测量界面距离和脏器的厚度，如在眼科中探测眼内异物和眼部肿瘤，判断视网膜剥离的性质，测量眼轴的长度等。如下图，表示其工作原理。

　　B型超声诊断仪的原理与A型超声波诊断仪相同，但回波信号是用光点的形式显示，显示光点的辉度与回波强度成正比，通过超声扫描回波脉冲电信号在荧光屏上显示出断面图像，称为声像图。所以B型超声诊断仪又称断面显像仪。它所显示的图像具有与人体解剖位置直接对应的特点，所以十分直观，使用方便，诊断正确率高。

　　近年来，B型超声显象仪已被用于许多脏器的检查。利用超声多普勒效应来测血流速度的仪器称为多普勒血流仪。由超声发生器发出的超声波通过探头输出进入血管，经血液中红血球的散射回声信号的多普勒频移，可以测量红血球的运动速度，继而得到血流速度。多普勒血流仪可用于了解血液动力学方面的生理病理状况，如心脏运动状况及血管中是否存在栓塞等。

　　利用超声的生物效应来ZL某些疾病，称为超声ZL。利用强度较低的超声波的热效应，机械效应等对疾病部位进行“加热”和机械刺激称为超声理疗，主要包括超声按摩超声针灸及超声热疗。利用较强的超声波的剧烈作用来切断破坏某些组织，则称为超声手术，主要有超声碎石和超声手术刀两种。近年来，利用超声ZL疾病愈来愈广，如利用超声激HX卟啉对S180在体移植性肿瘤细胞进行了研究，估计肿瘤细胞生长YZ率。

三、超声波在生活及服务业中的应用

　　超声波在生活及服务业中的应用主运用于清洗和消毒。日常生产中，眼镜、首饰都可以用超声波进行清洗，速度快，无损伤，大型的宾馆、饭店用它清洗餐具，不仅清洗效果好，还具有杀灭病毒的作用。

　　超声波清洗属物理清洗，把清洗液放入槽内，在槽内作用超声波。由于超声波与声波一样是一种疏密的振动波，在传播过程中，介质的压力作交替变化。在负压区域，液体中产生撕裂的力，并形成真空的气泡。当声压达到一定值时，气泡迅速增长，在正压区域气泡由于受到压力挤破灭、闭合。此时，液体间相互碰撞产生强大的冲击波。虽然位移、速度都非常小，但加速度却非常大，局部压力可达几千个大气压，这就是所谓的空化效应。

　　对于瓶类的清洗，是用超声波清洗技术代替原有的毛刷机，它经过翻转注水、超声清洗、内外冲洗、空气吹干、翻转等流程而实现的。金属零件、玻璃和陶瓷制品的除垢是件麻烦事。如果在放有这些物品的清洗液中通入超声波，清洗液的剧烈振动冲击物品上的污垢，能够很快清洗干净。

四、超声波在工业上的应用

　　超声波在工业上主要用于检测和测厚。用超声波得到若干信息，获得通信应用，称检测超声。用超声波在介质中的脉冲反射对物体进行厚度测试称超声测厚。检测超声用于超声探测金属、陶瓷混凝土制品，甚至水库大坝，检查内部是否有气泡、空洞和裂纹。

　　超声波测厚是一门成熟的高新技术，它的Z大优点是检测安全、可靠及精度高，而且它可以巡回在运行状态进行检测。超声测厚仪按工作原理分:有共振法、干涉法及脉冲反射法等。

　　由于脉冲反射法并不涉及共振机理，与被测物表面的光洁度关系不密切，所以超声波脉冲法测厚仪是Z受用户欢迎的一种仪表。

　　超声波测厚仪主要有主机和探头两部分组成。主机电路包括发射电路、接收电路、计数显示电路三部分，由发射电路产生的高压冲击波激励探头，产生超声发射脉冲波，脉冲波经介质介面反射后被接收电路接收，通过单片机计数处理后，经液晶显示器显示厚度数值，它主要根据声波在试样中的传播速度乘以通过试样的时间的一半而得到试样的厚度。

　　超声波测厚仪，在采用国内外先进技术的基础上，运用单片机技术研制的一种低功耗低下限袖珍式的智能测量仪器，不仅有测量不同材质厚度的仪器，而且有单测钢，超薄型的，同时均可配套高温测厚探头。

　　测厚仪应用领域。由于超声波处理方便，并有良好的指向性，超声技术测量金属，非金属材料的厚度，既快又准确，无污染，尤其是在只许可一个侧面可按触的场合，更能显示其优越性，广泛用于各种板材、管材壁厚、锅炉容器壁厚及其局部腐蚀、锈蚀的情况，因此对冶金、造船、机械、化工、电力、原子能等各工业部门的产品检验，对设备安全运行及现代化管理起着主要的作用。

　　超声测厚仪仅是超声技术应用的一部分，还有很多领域都可以应用到超声技术。比如超声波雾化、超声波焊接、超声波钻孔、超声波研磨、超声波抛光、超声马达等等。超声波技术将在各行各业得到越来越广泛的应用。

相关文章

超声波检测技术的现状

　　当超声波由一种介质入射到另一种介质时，由于在两种介质中的传播速度不同，在异质界面上会产生反射、折射和波型转换等现象。

　　当波在界面外产生折射时，入射角α的正弦与折射角β的正弦之比，等于入射波在diyi介质中的波速c1与折射波在第二介质中的波速c2之比，即:

2. 超声清洗流程图

如果白片玻璃排除水质、清洗药水、功率最大、白片平磨下来擦架等都在水中进行、漂洗槽水已经更换后等原因，还有白点或水印，基本就是风干槽内清洁卫生造成的，基本是风干槽内部最底部四面角落有脏污或过滤器寿命到了，用干净的无尘布粘纯水或酒精擦拭干净各个烤炉角落里的脏污，并用水瓢舀一瓢纯水放置烤炉内，开启烤炉风机进行水吸附烤炉内空气流动的灰尘，换不同的位置吸附灰尘，吸附时间5-10分钟。

3. 超声清洗工作原理图

　　超声波清洗机原理主要是通过换能器，将功率超声频源的声能转换成机械振动，通过清洗槽壁将超声波辐射到槽子中的清洗液。由于受到超声波的辐射，使槽内液体中的微气泡能够在声波的作用下从而保持振动。破坏污物与清洗件表面的吸附，引起污物层的疲劳破坏而被驳离，气体型气泡的振动对固体表面进行擦洗。；　　下面就为大家介绍下其工作的主要环节和步骤，超声波清洗机如何工作的原理及知识。超声波是频率高于20000赫兹的声波，它方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。超声波因其频率下限大约等于人的听觉上限而得名。超声波清洗机原理主要是通过换能器，将功率超声频源的声能转换成机械振动，通过清洗槽壁将超声波辐射到槽子中的清洗液。由于受到超声波的辐射，使槽内液体中的微气泡能够在声波的作用下从而保持振动。；　　当声压或者声强受到压力到达一定程度时候，气泡就会迅速膨胀，然后又突然闭合。在这段过程中，气泡闭合的瞬间产生冲击波，使气泡周围产生1012-1013pa的压力及局调温，这种超声波空化所产生的巨大压力能破坏不溶性污物而使他们分化于溶液中，蒸汽型空化对污垢的直接反复冲击。；　　一方面破坏污物与清洗件表面的吸附，另一方面能引起污物层的疲劳破坏而被驳离，气体型气泡的振动对固体表面进行擦洗，污层一旦有缝可钻，气泡立即“钻入”振动使污层脱落，由于空化作用，两种液体在界面迅速分散而乳化，当固体粒子被油污裹着而粘附在清洗件表面时，油被乳化、固体粒子自行脱落，超声在清洗液中传播时会产生正负交变的声压，形成射流，冲击清洗件，同时由于非线性效应会产生声流和微声流，而超声空化在固体和液体界面会产生高速的微射流，所有这些作用，能够破坏污物，除去或削弱边界污层，增加搅拌、扩散作用，加速可溶性污物的溶解，强化化学清洗剂的清洗作用。由此可见，凡是液体能浸到且声场存在的地方都有清洗作用，其特点适用于表面形状非常复杂的零件的清洗。尤其是采用这一技术后，可减少化学溶剂的用量，从而大大降低环境污染。；　　第二超声波在液体中传播，使液体与清洗槽在超声波频率下一起振动，液体与清洗槽振动时有自己固有频率，这种振动频率是声波频率，所以人们就听到嗡嗡声。；　　另外，在超声波清洗过程中，肉眼能看见的泡并不是真空核群泡，而是空气气泡，它对空化作用产生抑制作用降低清洗效率。只有液体中的空气气泡被完全拖走，空化作用的真空核群泡才能达到最佳效果。

4. 超声清洗工作原理是什么

频率高于人的听觉上限（约为20000赫）的声波，称为超声波，或称为超声。

超声波在媒质中的反射、折射、衍射、散射等传播规律，与可听声波的规律并没有本质上的区别。但是超声波的波长很短，只有几厘米，甚至千分之几毫米。与可听声波比较，超声波具有许多奇异特性：传播特性——超声波的波长很短，通常的障碍物的尺寸要比超声波的波长大好多倍，因此超声波的衍射本领很差，它在均匀介质中能够定向直线传播，超声波的波长越短，这一特性就越显著。功率特性——当声音在空气中传播时，推动空气中的微粒往复振动而对微粒做功。声波功率就是表示声波做功快慢的物理量。在相同强度下，声波的频率越高，它所具有的功率就越大。由于超声波频率很高，所以超声波与一般声波相比，它的功率是非常大的。空化作用——当超声波在液体中传播时，由于液体微粒的剧烈振动，会在液体内部产生小空洞。这些小空洞迅速胀大和闭合，会使液体微粒之间发生猛烈的撞击作用，从而产生几千到上万个大气压的压强。微粒间这种剧烈的相互作用，会使液体的温度骤然升高，起到了很好的搅拌作用，从而使两种不相溶的液体（如水和油）发生乳化，并且加速溶质的溶解，加速化学反应。这种由超声波作用在液体中所引起的各种效应称为超声波的空化作用。

我们知道正确的波的物理定义是：振动在物体中的传递形成波。这样波的形成必须有两个条件：一是振动源，二是传播介质。波的分类一般有如下几种：一是根据振动方向和传播方向来分类。当振动方向与传播方向垂直时，称为横波。当振动方向与传播方向一致时，称为纵波。二是根据频率分类，我们知道人耳敏感的听觉范围是20HZ-20000HZ，所以在这个范围之内的波叫做声波。低于这个范围的波叫做次声波，超过这个范围的波叫超声波。

波在物体里传播，主要有以下的参数：一是速度V，二是频率F，三是波长λ。三者之间的关系如下：V=F.λ。波在同一种物质中传播的速度是一定的，所以频率不同，波长也就不同。另外，还需要考虑的一点就是波在物体里传播始终都存在着衰减，传播的距离越远，能量衰减也就越厉害，这在超声波加工中也属于考虑范围。

超声波在塑料加工中的应用原理：

塑料加工中所用的超声波，现有的几种工作频率有15KHZ，18KHZ，20KHZ，40KHZ。其原理是利用纵波的波峰位传递振幅到塑料件的缝隙，在加压的情况下，使两个塑料件或其它件与塑料件接触部位的分子相互撞击产生融化，使接触位塑料熔合，达到加工目的。

5. 超声清洗工作原理图解

超声波管材清洗机是一种新型清洗设备，主要是利用超声波强大的穿透力以及产生的“空化效应”，对管材的内外壁达到清洗的效果。超声波清洗机厂家总结：经过超声波管道清洗机清洗后，管道内的成垢物脱落，并分散成松散、不易板洁细粉末状，进而悬浮于液体介质。

6. 超声清洗机原理图

超声波清洗机原理是由超声波发生器发出的高频振荡信号，通过换能器转换成高频机械振荡而传播到介质－－清洗溶剂中，超声波在清洗液中疏密相间的向前辐射，使液体流动而产生数以万计的直径为50-500μm的微小气泡，存在于液体中的微小气泡在声场的作用下振动。这些气泡在超声波纵向传播的负压区形成、生长，而在正压区，当声压达到一定值时，气泡迅速增大，然后突然闭合。并在气泡闭合时产生冲击波，在其周围产生上千个大气压，破坏不溶性污物而使他们分散于清洗液中，当团体粒子被油污裹着而黏附在清洗件表面时，油被乳化，固体粒子及脱离，从而达到清洗件净化的目的。在这种被称之为“空化”效应的过程中，气泡闭合可形成几百度的高温和超过1000个气压的瞬间高压，连续不断地产生瞬间高压就象一连串小“爆炸”不断地冲击物件表面，使物件的表面及缝隙中的污垢迅速剥落，从而达到物件表面清洗净化的目的。

第二超声波在液体中传播，使液体与清洗槽在超声波频率下一起振动，液体与清洗槽振动时有自己固有频率，这种振动频率是声波频率，所以人们就听到嗡嗡声。　

　另外，在超声波清洗过程中，肉眼能看见的泡并不是真空核群泡，而是空气气泡，它对空化作用产生抑制作用降低清洗效率。只有液体中的空气气泡被完全拖走，空化作用的真空核群泡才能达到最佳效果。

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7. 民用超声清洗关键技术

传统的清洗是浸泡在溶剂池中采用人工对物品表面进行清洗，这样的清洗方法很难保证清洗的彻底性和安全性，超声波清洗机采用的非接触清洗可以使整个产品的溶剂中震荡保证每一个角落都可以干净整洁，既节省了大量人力物力也保证了清洗的彻底。

8. 超声清洗怎么操作

声波清洗机有很多种叫法，如超声波洗净机，超声波振动机，超声波共振清洗机、超音波清浩机等，其实超声振动方式都差不多，最常使用振动方式可分为正弦振动及随机振动两种。

正弦振动是实验室中经常采用的试验方法，以模拟旋转、脉动、震荡（在船舶、飞机、车辆、空间飞行器上所出现的）所产生的振动以及产品结构共振频率分析和共振点驻留验证为主，其又分为扫频振动和定频振动两种，其严苛程度取决于频率范围、振幅值、试验持续时间。

9. 超声清洗器操作流程

超声波清洗机只要使用正确，操作得当，是不会对清洗物件造成损伤的，使用超声波清洗机首先应该研读超声波清洗机的说明书，一切遵照说明书和注意事项来操作机器。

每一个物件对清洗的时间、温度、功率、频率等要求都会不一样，建议清洗前先咨询生产厂家的技术人员，确定好相关信息数据再进行操作，避免人为操作不当造成损坏物件及机器。