超聲波清洗機(jī)中超聲波清洗系統(tǒng)的最重要的局部是換能器。有兩種換能器,一種是由鎳或鎳合金制成的磁換能器,另一種是由鋯鈦酸鉛或其他陶瓷制成的壓電換能器。當(dāng)將壓電資料置于變電壓電場(chǎng)中時(shí),它會(huì)發(fā)作變形,稱為壓電效應(yīng)。相反,這種換能器是由在變化磁場(chǎng)中變形的資料制成的。
無(wú)論運(yùn)用哪種換能器,最根本的要素通常是空化效應(yīng)的強(qiáng)度。與其他聲波一樣,超聲波是一系列壓力點(diǎn),它交替緊縮和收縮。假如聲能足夠強(qiáng),液體在波的收縮階段就會(huì)被推開,從而產(chǎn)生氣泡;在波的緊縮階段,這些氣泡霎時(shí)在液體中決裂或內(nèi)爆,產(chǎn)生十分有效的沖擊力,特別合適于清潔。
理論上,空化氣泡的決裂會(huì)產(chǎn)生超越10000 psi的壓力和20000°F(11000°C)的高溫,爆炸時(shí)沖擊波會(huì)疾速向外輻射。單個(gè)空化氣泡釋放的能量很小,但每秒鐘都有數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的空化氣泡同時(shí)決裂,累積效應(yīng)很強(qiáng)。激烈的沖擊力將剝離工件外表的污垢,這是一切超聲波清洗的特性。
假如超聲波能量足夠大,清洗液中的任何中央都會(huì)呈現(xiàn)空化現(xiàn)象,因而超聲波能夠有效地肅清小裂紋和小孔。空化還會(huì)促進(jìn)化學(xué)反響,加速外表膜的溶解。
但是,只要當(dāng)氣泡中的液體壓力低于氣泡中的氣體壓力時(shí),空化才會(huì)在某一區(qū)域發(fā)作,因而傳感器產(chǎn)生的超聲波振幅足以滿足這一條件。產(chǎn)生空化所需的最小功率稱為空化臨界點(diǎn)。不同的液體有不同的空化臨界點(diǎn),因而為了到達(dá)清洗效果,超聲能量必需超越臨界點(diǎn)。換句話說(shuō),只要當(dāng)能量超越臨界點(diǎn)時(shí),才干產(chǎn)生空化氣泡以停止超聲清洗。
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