上海制造超声波处理技术指导

超声波发生器

为了方便对超声波的研究和利用，人们设计出了许多种类的超声波发生器，各种发生器中超声波的产生方式不同，有电气方式也有机械方式，所以用途也不尽相同。每一种发生器都有自己的应用范围，但是就目前来讲，被普遍使用的还是压电式超声波发生器。压电式超声波发生器的关键部分是内部的压电晶片，主要是利用压电晶片的谐振来工作，发生器内部有两个压电晶片和一个共振板。在发生器的两电极之间外加一个脉冲信号，当外加信号的频率与压电晶片的频率相等时，压电晶片就会发生振动，同时也会带动共振板进行振动，这时就会产生超声波，这就是超声波发生器的发送端；但是如果发生器的两电极之间没有外加脉冲信号，而共振板又接收到了发射的超声波时，就会迫使压电晶片发生振动，然后产生的机械能转换为电信号，这就是超声波发生器的接收端。 超声波处理技术的研究和应用有助于推动相关产业的发展和创新。上海制造超声波处理技术指导

工业上，利用强超声波对钢铁、陶瓷、宝石、金刚石等坚硬物体进行钻孔和切削加工。平时我们用锤子和钢钎可以一下一下地将坚硬的岩石打出洞来，超声加工也是这个道理。如图1所示，紧压在工件上的金属杆叫变幅杆，当绕在它上面的线圈中通过交变电流时，它便产生超声振动而不断地敲击工件。变幅杆下端与工件之间放有金刚砂一类的**度磨料。在杆的冲击下，磨料的颗粒就像被锤子敲击的钢钎一样錾削着工件。虽然变幅杆的伸缩量很小（只有几十微米），每次的加工量很小，但由于超声源的频率很高，每秒钟振动在20000次以上，所以工件被“蚕食”的速度是很快的。变幅杆底端的形状是什么样，加工出的工件形状也是什么样。所以，利用超声可以加工出形状复杂的零件，而且加工的精度和光洁度也都很高。福建定制超声波处理电柜超声波在化妆品行业中可用于护肤品的乳化、提取等过程。

污泥的脱水性能很大程度取决于污泥的结构。改变污泥的结构可以**提高污泥的脱水性能，污泥量也会大幅度减少。菌胶团具有良好的保水性，内部包含水约占总水量的25%，这些菌胶团使污泥水分难以脱除，利用超声波可以破坏菌胶团。声能密度为0.11~0.22W/mL的超声波处理可以破坏菌胶团强度结构，使菌胶团内部包含水排出，同时保持较大的污泥颗粒，污泥的沉降性有所提高。而且超声波在水中产生的各种效应受频率影响很大，低频（<100kHz）机械效应较好，高频化学效应较强，由于污泥处理主要利用超声波的机械效应，因此低频下效果较好。3217kHz下的超声波处理污泥菌胶团结构的效率随着超声波频率的升高而降低，41kHz下处理效率是3217kHz下处理效率的9.7倍，因此污泥处理中通常利用不超过40kHz的超声波。

一般来说,清洗的工艺流程依被清洗物体清洗的难易程度及清洗数量而决定。主要清洗流程如下:

1)热浸洗或喷洗:目的是将工件上的污染物软化、分离、溶解,并减轻下道清洗工序的负荷。

2)超声波清洗:利用超声波产生的强烈空化作用及振动将工件表面的污垢剥离脱落,同时还可将油脂性的污物分解、乳化。

3)冷漂洗:利用流动的净水将已脱落但尚浮在工件表面上污物冲洗干净。

4)超声波漂洗:溶剂为干净的清水,工件浸入后,利用超声波将浮在工件各边、角及孔隙处的污物清洗干净。

5)热净水及冷净水漂洗:进一步去除悬附在工件表面上的污物微粒。

6)热风烘干:利用一定的温度和风速,使零件表面快速干燥。 超声波在液体中传播时，会产生局部高温和高压，从而使液体中的污垢和气泡迅速剥离。

影响清洗因素

清洗介质：采用超声波清洗，一般有两类清洗剂即化学溶剂和水基清洗剂。清洗介质的化学作用可以加速超声波清洗效果，超声波清洗是物理作用，两种作用相结合，依对物件进行充分、彻底的清洗。

功率密度：超声波的功率密度越高，空化效果越强，速度越快，清洗效果越好，但对于精密的表面光洁度甚高的物件，采用长时间的高功率密度清洗会对物件表面产生空化、腐蚀。

超声频率：适用于工件粗、脏、初洗，频率高则超声波方向性强，适合于精细的物件清洗。

清洗高温：一般来说，超声波在30℃~40℃时的空化效果比较好，清洗剂也不是温度越高，作用越***，有可能会高温失效，通常超声波在超过85°C时，清洗效果已变差。所以实际应用超声波清洗时，采用50°C~70°C的工作温度。 超声波处理可以用于材料的增强改性处理，提高材料的耐磨损性和耐腐蚀性。湖北通用超声波处理

超声波处理可以用于材料的打孔和切割，提高了加工的速度和效率。上海制造超声波处理技术指导

当然，仍然有一些参数还不是很清楚。研究人员提出决定化合物进入气泡的性质不是其蒸汽压而是其疏水性。因此，亲水的化合物如苯酚和氯酚可能会在溶液中或者界面处受到羟基的攻击。其它的一些疏水性化合物如四氯化碳、苯和氯苯可能主要是在气泡中热解。但是，其它的情况也有可能影响降解的位置，也有些情况是一些机理的互相竞争。总之，疏水性化合物和挥发性化合物易于被超声波降解，而不挥发和亲水性化合物超声波是难以降解的。另一种反应的机理是等离子化学。这与超声波发光与光致发光之间的关系和光化学与声化学之间的关系相似。这种等离子的效应是由于对超声波能量的吸收，从而在气泡中形成为等离子体。以上提到的假设可以归结为超临界水的声化学反应。事实上许多的研究人员都发现，在气泡和溶液的界面层存在着超过临界条件的高温高压(647K、22.1MPa)，这使得媒介有流体的物理性质。这些条件可通过改变溶质的溶解度和分散度来改善反应。但是，超临界水的界面自由基只有几毫秒的寿命和几毫米的范围。上海制造超声波处理技术指导

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