超声波清洗原理就是在清洗液中产生“空化效应”,即清洗液产生拉伸和压缩现象,清洗液拉伸时会产生大量微小气泡,清洗液压缩时气泡会被压碎破裂。这些气泡产生和破裂的局部压强可达到上千个大气压的冲击力,这种极强大的压力足以使得物质分子发生变化,引起各种化学和物理变化(分解、化合、乳化、分散等),可以用于清除剥离物件表面的灰尘、油污、锈迹等杂质。
空化效应是决定清洗效果的最主要因素,而超声波频率则直接影响着空化效果,一般产生空化效应的超声波频率以20KHz-80KHz最为适合。
频率与液体中气泡的直径成反比,与渗透性成正比。频率越高,波长较短,空泡直径小,爆炸压力低,渗透性好,适合于表面光滑度高、精细工件的清洗。另外,频率也不能过高,否则波长减短,空化作用反而会减弱,从而降低清洗效率。
反之,超声波频率越低,在液体中产生空化越容易,产生的力度大,作用也越强,适用于表面粗糙且较难清洗的污垢。超声波频率还影响着工作时所产生的高频噪声,频率越低,噪声越大,一般在满足清洗效果的前提下,尽量选择较高的频率。
基于以上原理:
1、低频17K-23K:适用于清洗污垢较重或者比较难清洗的工件,且气泡爆破冲击力对工件表面不会造成伤害时,应选择低频超声波清洗,例如:汽配、纺织等。
2、中频25K-28K:适用于清洗污垢稍重或者清洗难易适中,且气泡爆破冲击力对工件表面不会造成伤害时,应选择中频超声波清洗,例如:五金机械、电镀行业等。
3、中高频33K-60K:适用于清洗污垢较轻或清洗较容易,且气泡爆破冲击力对工件表面不会造成伤害时,应选择中高频超声波清洗,例如:光学玻璃、电子元器件等。
4、高频68K-200K:适用于清洗污垢轻或清洗容易,且气泡爆破冲击力对工件表面不会造成伤害时,应选择高频超声波清洗,例如:半导体、特殊高精密零件等。
由于超声波其特殊清洗技术可得到比喷淋、浸润、蒸汽和手工等方式更好的清洗效果,现被广泛应用于机械、表面处理、半导体、光学、电子、轻工、纺织、化工、航空航天、船舶、医疗医药等行业工件的清洗以及分析对象的破碎、乳化、分散、助溶、提取萃取、消泡脱气、加速化学反应等。