超聲波清洗發(fā)展回顧 　　 　　二十世紀六十年代，自超聲波技術(shù)問(wèn)世以來(lái)，科學(xué)家們發(fā)現：一定頻率范圍內的超聲波，作用于液體介質(zhì)里，可以達到清洗的作用。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的研究和試驗，不僅得到了滿(mǎn)意的效果，而且發(fā)現其清洗效率極高，由此超聲波清洗機被逐漸運用于各行各業(yè)中去。在應用初期，由于電子工業(yè)的限制，超聲波清洗設備電源的體積比較龐大，穩定性及使用壽命不太理想，價(jià)格昂貴，一般的工礦企業(yè)難以承受，但其出色的清洗效率及效果，仍然讓部分實(shí)力雄厚的國有企業(yè)一見(jiàn)傾心。隨著(zhù)電子工業(yè)的飛速發(fā)展，新一代的電子元器件層出不窮，應用新的電子線(xiàn)路以及新的電子元器件，超聲波電源的穩定性及使用壽命進(jìn)一步的提高，體積減小，價(jià)格逐漸降低。二十世紀八十年代末，第三代超聲波電源問(wèn)世，既逆變電源，應用最新IGBT元件。新的超聲波電源具有體積小，可靠性高，壽命長(cháng)等特點(diǎn)，清洗效率得以進(jìn)一步提高，而價(jià)格也降到了大部分企業(yè)可以接受的程度。 　　 　　超聲波清洗原理 　　 　　超聲波主要具有機械效應(如傳聲媒質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)位移、速度、加速度、聲壓等力學(xué)量）、熱效應(聲波在傳播過(guò)程中其部分能量被媒質(zhì)吸收變成熱能）和空腔效應。其中空腔效應是聲化學(xué)的應用理論基礎，也最為重要�？涨恍�應由成核、微泡生長(cháng)、空腔塌陷三步組成。在反應體系中，液體內存在張力弱區，即液體內溶有氣體或在塵埃的液固界面上存在氣體 　　— 作為氣核，在超聲波作用下，氣核膨脹長(cháng)大，并為周?chē)�的液體蒸氣或氣體充滿(mǎn)，由于內外壓力懸殊使空腔塌陷、破裂，把集中的聲場(chǎng)能量在極短的時(shí)間和極小的空間內釋放出來(lái)，使介質(zhì)局部形成幾百到幾千K的高溫和超過(guò)數百個(gè)大氣壓的高壓環(huán)境，并產(chǎn)生出很大的沖擊力，起到激烈攪拌的作用，同時(shí)生成大量微泡。它們又作為新的氣核，使該循環(huán)繼續下去，這就是空腔效應。 　　 　　當然并不是液體中所有的氣核都能產(chǎn)生空腔效應，只有當外加的超聲波頻率與氣核的固有頻率相同時(shí)，空腔效應才能發(fā)生。同時(shí)也受到其它如聲波的強度、液體介質(zhì)的溫度以及介質(zhì)的蒸汽壓等的影響。誘導產(chǎn)生空腔效應的超聲波頻率以20kHz～80kHz最為適當。過(guò)高的頻率不易產(chǎn)生空腔效應，即使產(chǎn)生也需要大量的能量，而且其中大部分能量被轉化為熱能，使介質(zhì)溫度明顯提高。低強度超聲波的應用不會(huì )引起介質(zhì)的任何狀態(tài)變化，只有高強度超聲波的應用才可能對介質(zhì)有強烈的影響，引發(fā)空腔效應。對大多數化學(xué)反應來(lái)說(shuō)，反應速度均隨聲強的增加而增加。但是，超聲波強度的作用受介質(zhì)溫度的影響極大。研究表明，隨著(zhù)液體溫度的提高，聲強的影響明顯下降，在50℃水中發(fā)生的空腔效應最大。 當超聲波電源將50Hz的日常供電頻率改變?yōu)?8KHz后，通過(guò)輸出電纜線(xiàn)將其輸送給粘接在盛放清洗溶液的清洗槽底部的超聲波發(fā)生器（換能器），由換能器將高頻的電能轉換成機械振動(dòng)并發(fā)射至清洗液中，當高頻的機械振動(dòng)傳播到液體里后，清洗液內即產(chǎn)生上述空化現象，達到清洗的目的。由于超聲波的頻率很高，在液體中所產(chǎn)生的空化作用可以達到28000次/秒，幾乎可以說(shuō)是不斷地在進(jìn)行，在液體中由于空化現象所產(chǎn)生的氣泡數量眾多且無(wú)所不在，因此對于工件的清洗可以非常徹底，即使是形狀復雜的工件內部，只要能夠接觸到溶液，就可以得到徹底的清洗，又因為每個(gè)氣泡的體積非常微小，因此雖然它們的破裂能量很高，但對于工件和液體來(lái)說(shuō)，不會(huì )產(chǎn)生機械破壞和明顯的溫升。 　　 　　超聲波設備 　　 　　超聲波清洗設備主要由以下組件構成： 　　 　　清洗槽：盛放待洗工件 　　 　　不銹鋼制成，可安裝加熱及控溫裝置。 　　 　　清洗槽底部粘接超聲波換能器。 　　 　　換能器（超聲波發(fā)生器）：將電能轉換成機械能 　　 　　壓電陶瓷換能器，頻率、功率視具體機型。 　　 　　電源：為換能器提供所需電能 　　 　　逆變電源，進(jìn)口IGBT元件，安裝過(guò)流保護線(xiàn)路。 　　 　　換能器將高頻電能轉換成機械能之后，會(huì )產(chǎn)生振幅極小的高頻震動(dòng)并傳播到清洗槽內的溶液中，在換能器的作用下，清洗液的內部將不斷地產(chǎn)生大量微小的氣泡并瞬間破裂，每個(gè)氣泡的破裂都會(huì )產(chǎn)生數百度的高溫和近千個(gè)大氣壓的沖擊波，從而將工件沖刷干凈。 　　 　　清洗劑的配制 　　 　　超聲波清洗機所用的清洗劑多為液體洗滌劑，組成模式為：表面活性劑、贅合劑、其他助劑，還有其它有機溶劑如三氯乙烯。 　　 　　某物質(zhì)當其溶于水即使濃度很小時(shí)，能顯著(zhù)降低水同空氣的表面張力，或水同其他物質(zhì)的界面張力，則該物質(zhì)稱(chēng)為表面活性劑。水溶性表面活性劑的分子結構都具有不對稱(chēng)的、極性的特點(diǎn)。 　　 　　向吸附在水溶液同其他相的界面上，這樣大大改變了體系的物理性質(zhì)，特別是各相界面的界面張力。 　　 　　根據表面活性劑溶于水時(shí)親水基團所表現出來(lái)的電性，可把表面活性劑分為陰離子、陽(yáng)離子、中性及兩性表面活性劑。 　　 　　螯合劑和溶液中的某些金屬離子如Ca2+、Mg2+等形成穩定的螯合體，從而使洗滌劑具有抗硬水性的功能，具體到鏡片清洗時(shí)，又可和鏡片表面的某些含Ca2+、Mg2+的物質(zhì)化合而達到清洗作用。 　　　　 　　某些助劑的加入，再起到以下作用： 　　 　　緩沖作用：使洗滌劑的PH值能維持穩定。     對金屬的抗腐蝕作用。 　　 　　能增加洗滌劑的乳化能力和乳化穩定性。 　　 　　可使溶液具有很好的懸浮能力和穩定懸浮系統的能力，可防止污垢再次沉降。 　　　　 　　表面活性劑、螫合劑、助劑的選擇原則：(1)組成的洗滌劑具有較強的清洗能力；(2)化學(xué)性質(zhì)柔和，不損傷被洗物；(3)組分之間不發(fā)生化學(xué)作用而使組分失效；(4)具有良好的漂清性。 　　 　　配制洗滌液的使用溫度及濃度應由具體實(shí)驗確定。三氯乙烯的作用是通過(guò)對它上盤(pán)膠、蠟、瀝青的溶解作用而達到清洗目的。 　　　　 　　超聲波清洗工藝 　　 　　光學(xué)鏡片加工中不同的工序應有不同的清洗工藝，從整體流程上看，可分為四道工序：洗滌、漂洗、脫水、干燥。 　　 　　洗滌主要利用有機溶劑如三氯乙烯對上盤(pán)膠、蠟、防霉劑等的高度溶解而達預洗目的，然后利用洗滌劑對鏡片表面的濕潤、滲透、乳化而綜合成的去污作用。 　　 　　漂洗，通過(guò)清水對鏡片表面的沖洗及超聲作用，使洗滌后松散于鏡片表面的洗滌劑脫離鏡片表面。 　　 　　脫水: 經(jīng)漂洗后的鏡片表面含有大量水分，進(jìn)入脫水劑中進(jìn)行脫水，脫水劑多為有機溶劑，和水能充分混溶。 　　 　　干燥 ：干燥劑應和脫水劑沸點(diǎn)相近，互溶性好，干燥過(guò)程大略為: (1)干燥劑蒸汽在鏡片表面冷凝為液體; (2)干燥劑液體和鏡片表面的脫水劑形成共沸物; (3)一部分共沸物形成蒸汽離開(kāi)鏡片表面; 　　(4)一部分共沸物以液體的狀態(tài)流經(jīng)鏡片表面對鏡片引沖洗作用。經(jīng)過(guò)這些過(guò)程后，使鏡片表面潔凈、干燥。 　　 　　由于使用的脫水劑及干燥劑均為有機溶劑，對環(huán)境及操作人員都有或多或少的影響，為了避免這些影響，現代的超聲波清洗技術(shù)已對干燥工藝進(jìn)行了改良，使用純水漂洗，而省略脫水，漂洗后的鏡片表面為純水狀態(tài)，再由過(guò)濾的熱風(fēng)干燥，既為快速、有效地干燥鏡片，又可避免有機溶劑對環(huán)境及工作人員的影響。 　　 　　超聲波清洗的應用 　　 　　超聲波清洗被日益廣泛應用于各行各業(yè)，例如: 機械行業(yè); 表面處理行業(yè); 醫療行業(yè); 儀器儀表行業(yè); 　　 　　機電電子行業(yè); 光學(xué)行業(yè); 科教文化；鐘表首飾；石 　　 　　油化工行業(yè) ；紡織印染行業(yè)等。下面例舉如下： 　　 　　電鍍前處理 　　 　　電鍍工藝，對工件表面清潔度要求較高，而超聲波清洗技術(shù)是能達到此要求的理想技術(shù)。利用超聲波清洗技術(shù)，可以替代溶劑清洗油污 ；可以替代電解除油；可以替代強酸浸蝕去除碳鋼及低合金鋼表面的鐵銹及氧化皮。近年來(lái)諸多電鍍廠(chǎng)商采用無(wú)錫美潔超聲波清洗技術(shù)設備，替代電鍍線(xiàn)原有的酸堿處理工位獲得成功，使電鍍件質(zhì)量及產(chǎn)量較原來(lái)有更大提高，并改善了生產(chǎn)環(huán)境。 冷軋鋼板表面一般有油、污或少量鐵銹，要洗干凈比較容易，但經(jīng)一般方法清洗后，工件表面仍殘留一層非常細薄的浮灰，影響后續加工質(zhì)量，有時(shí)不得不再采用強酸浸泡的辦法去除這層浮灰。而采用超聲波清洗并適當的清洗液，可方便快捷地實(shí)現工件表面徹底清潔，并使工件表面具有較高的活性，有時(shí)甚至可以免去電鍍前酸浸活化工序。 　　 　　傳統的辦法是采用鹽酸或硫酸浸泡清洗。如采用超聲波綜合處理技術(shù)，可以快捷地在幾分鐘內同時(shí)去除工件表面的油、銹、并避免了因強酸清洗伴隨產(chǎn)生的氫脆問(wèn)題。 　　 　　制藥工業(yè) 　　 　　超聲波清洗技術(shù)經(jīng)過(guò)眾多制藥企業(yè)的應用而得到廣泛使用，特別是對西林瓶、口服液瓶、安瓶、大輸液瓶的清洗以及對丁基膠塞、天然膠塞的清洗方面，已經(jīng)得到首肯。對于瓶類(lèi)的清洗，是用超聲波清洗技術(shù)代替原有的毛刷機，它經(jīng)過(guò)翻轉注水、超聲清洗、內外沖洗、空氣吹干、翻轉等流程而實(shí)現的。 　　 　　濾芯 　　 　　無(wú)論何種用途的過(guò)濾器，使用一段時(shí)間后，都會(huì )由于雜質(zhì)而造成通透性降低而報廢，普通濾芯價(jià)格較低還可以，但對于化纖行業(yè)，一只進(jìn)口濾芯，價(jià)格近萬(wàn)元，棄之實(shí)在可惜。若用超聲波濾芯清洗機，采用聚能型超聲波清洗機，它可把1KW以上的能量集中在200×20mm2的輻射面上，超聲強度大，能夠快速將堵塞物去除。。適用于PP綿濾芯、活性炭濾芯、中空纖維濾芯陶瓷膜濾芯。 　　 　　金屬 　　 　　眾所周知，金屬棒材經(jīng)擠壓成絲后，金屬絲的外部往往有一層碳化膜和油，用酸清洗或其它清洗方法，很難讓污物去除（尤其整盤(pán)絲），超聲波洗絲機是根據實(shí)際生產(chǎn)需要而設計的一種連續走絲，高效清洗設備，粗洗部分由清洗液儲槽、換能器、循環(huán)泵、過(guò)濾器及配套管道系統組成，金屬絲經(jīng)超聲波粗洗精洗后，再經(jīng)過(guò)吹干，從而完成整個(gè)清洗過(guò)程。整套設備集成控制，簡(jiǎn)潔、方便、效果好，廣泛用于鉭絲、鎢絲、鉬絲、鈮絲、銅絲（絕緣漆涂覆前）等其它金屬絲。 　　 　　日常生活清洗 　　 　　日常生產(chǎn)中，眼鏡、首飾都可以用超聲波進(jìn)行清洗，速度快，無(wú)損傷，大型的賓館、飯店用它清洗餐具，不僅清洗效果好，還具有殺滅病毒的作用。 　　 　　超聲波清洗的優(yōu)勢 　　 　　清洗效果好 　　 　　就清洗方式而言，運用于工業(yè)清洗的清洗方式一般為手工清洗，有機溶劑清洗，蒸汽氣相清洗，高壓水射流清洗和超聲波清洗。超聲波清洗被國際公認為當前效率最高，效果最好的清洗方式，其清洗效率達到了98%以上，清洗潔凈度也達到了最高級別，而傳統的手工清洗和有機溶劑清洗的清洗效率僅僅為60%-70%，即使是氣象清洗和高壓水射流清洗的清洗效率也低于90%。不論工件形狀多么復雜，將其放入清洗液內，只要是能接觸到液體的地方，超聲波的清洗作用都能達到。尤其是對于形狀和結構復雜、手工及其它清洗方式不能完全有效地進(jìn)行清洗的工件，具有顯著(zhù)的清洗效果。清洗時(shí)液體內產(chǎn)生的氣泡非常均勻，工件的清洗效果也非常均勻一致。超聲波清洗可根據不同的溶劑達到不同的效果，如：除油，除銹或磷化。配合清洗劑的使用，加速污染物的分離和溶解，可有效防止清洗液對工件的腐蝕。 　　 　　清洗成本低 　　 　　在所有清洗方式中，清洗成本大體可分為：設備成本和消耗成本。超聲波清洗設備使用壽命約為十年，除設備購置成本高于手工清洗和有機堿性溶劑刷洗外，低于氣相清洗和高壓水射流清洗，對于消耗成本，以有效尺寸為600×400×350mm，功率為1KW，價(jià)格約為1萬(wàn)元的超聲波清洗機為例，工作一小時(shí)，耗電1度，費用約為0.5元，堿性金屬清洗劑1公斤，價(jià)格約為20元，可反復使用20-50個(gè)小時(shí)（根據污染程度而定），相當于0.4-1元/小時(shí)，而一般工件清洗時(shí)間僅為3-15分鐘即可，且一次清洗可對一定數量及體積的工件同時(shí)清洗，因此對于消耗成本而言，采用超聲波清洗，不僅清洗效果最好，而且清洗成本相當于不到0.04元/件，還不算節省的勞動(dòng)力成本，遠遠低于其他各類(lèi)清洗方法。 　　 　　避免勞動(dòng)損傷 　　 　　以往在骯臟的環(huán)境中通過(guò)繁重的體力勞動(dòng)，需要長(cháng)時(shí)間地進(jìn)行手工清洗的復雜機械零件，應用了超聲波清洗機以后，不僅改善了勞動(dòng)環(huán)境，杜絕了手工清洗對工件產(chǎn)生的傷害，減輕了勞動(dòng)強度，而且在大幅提高清洗精度的基礎上，清洗時(shí)間縮短為原來(lái)的四分之一。 　　 　　超聲波清洗還可有效地降低污染，減少有毒溶劑對人類(lèi)的損害。          博爾公司專(zhuān)業(yè)制造全系列標準、非標、半自動(dòng)、全自動(dòng)超聲波清洗設備，竭誠為您解決清洗上面的難題。