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超声波清洗机作用原理及构成


超声波清洗机是由超声波发生器、超声波换能器及清洗槽构成，决定超声波清洗效果的好坏及超声波清洗机质量的关键在于超声波发生器。超声波发生器实际上就是一台大功率逆变电源，它的发展也经历了电子管式、闸管式、晶体管式及VMOS管式等几个阶段。电子管式超声波清洗机由于管子自身的弱点，已很少生产。目前国内外生产的超声波清洗机多为晶闸管式，由于受到器件本身特性的限制，这类清洗机多为2KW以下，工作频率也较低，约为20KHZ，而且其效率仅达80%左右，故障率也较高。晶体管及VMOS管式超声波清洗机由于受管子容量的限制，只适用于小功率的超声波清洗机，且控制电路也比较复杂。大功率超音频IGBT电力电子器件的出现，给超声波清洗机带来了革命性的变化，"英汉"始终走在电力电子行业的前沿，率先成功地开发出了IGBT逆变式超声波清洗机，该类清洗机以IGBT作为主功率元件，使得电路大为简化，整机的可靠性大大提高。效率可达90%，功率因数达到0.95以上。体积小、重量轻、操作简便。尤其显著的是IGBT超声波清洗机单机     可获得5KW甚至更高的功率，此点对于大规模超声清洗或清洗线具有异乎寻常的意义。此外，"英汉"研制生产的超声波清洗机在工艺上也进行大胆的创新，从功能上更趋完善。功率调节、频率跟踪、频率扫描使得用户在采用"英汉"超声波清洗机方面具有极大的灵活性，从而满足用户特定的清洗要求。     超声 波清洗发展到今天，已在工业的各个领域乃至人们的日常生活得到广泛的应用。国内外的生产实践表明，超声波清洗是现代工业中有效和不可缺少的清洗手段，如 汽车工业的漆前处理、电镀行业的镀前处理、真空离子镀的镀前处理等，各种构件的清洗，已越来越离不开超声波清洗机。"英汉"IGBT系列超声波清洗机以其优异的品质及可靠的质量，必将在清洗领域发挥越来越重要的作用。值得一提的是，采用"英汉"IGBT超声波清洗机辅以"英汉"研制成功的先进的清洗工艺，将在提高清洗效率尤其是减少环境污染等方面带来革命性的变化，因为采用该套清洗技术，可以用弱酸或无酸取代强酸，却能得到同等甚至更佳的清洗效果。  
 
二、 超声波清洗作用原理 
    
超声波清洗设备由两部分组成：超声波发生器（又称超声波电源）和换能器。超声波发生器将工频电转变成20KHZ以 上的高频电信号，通过高频电缆输送到换能器上。一般超声波换能器是固定在清洗槽的底板上，清洗槽内装满了液体，当换能器被加上高频电压后，它的压电陶瓷元 件在电场作用下便产生纵向振动。超声波换能器（又称声头）是一种高效率的换能元件，能将电能转换成强有力的超声波振动，在产生超声波振动时，仿佛是一个小 的活塞，振幅很小，约只有几微米。但这个振动加速度很大（几十至几千个g）；槽上具有许多个换能器，施加相同的频率及相位的电能时，就合成了一个巨大的活塞进行往复振动，这种振动通过固定换能器的底板传播到清洗液中，振动在清洗液中传播就达到了对浸入其中的工件清洗的目的。   


1.空化作用
 
 在液体中传播的超声波能对物体表面的污物进行清洗，其原理可用"空化"现象来解释；清洗效果和超声波在液体中产生的"空化"强度有密切的关系。超声波振动在液体中传播，当其声波压强达到一个大气压时，超声波的功率密度约为0.35瓦/cm2， 这时在液体中传播的超声波的声波压强峰值就可以轻易达到真空或负压，但实际上是无负压现象存在的，因而在液体中产生一个很大的力，将液体分子拉裂成空洞 （空化核），此空洞为真空或非常接近真空，此空洞在信号电压（或超声波压强）值下一个半周达到时，由于周围的压力的增大而被压碎，此时液体分子激烈碰 撞产生非常强大的冲击力，将被清洗物体表面的污物撞击下来。这些无数细小而密集的气泡破裂时产生冲击波的现象被称之为"空化"作用。这种空化作用非常容易在固体与液体的交界处产生，因而对于浸入超声作用下的液体中的物体具有超乎寻常的清洗作用。另外，由于超声波具有很强的穿透固体的作用，所以这种"空化"作用对浸入超声波作用下的液体中物体内外表面（如管件）均能得到清洗，这是超声波清洗优于其它清洗手段的重要方面。

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