超声波清洗机的原理与应用

２．超声波清洗的应用：
超声波清洗设备一般可分为通用和专用两种机型．其中一些设备已应用数控技术使超声 波清洗工序控制实现自动化．
２．１ 通用超声波清洗机
ຫໍສະໝຸດ Baidu
超声波清洗机的结构一般有超声电源
和清洗器合为一体或分开布局两种形式，
一般小功宰（２００■以下）清洗机用—体式
结构。而大功率清洗机采用分体武结构．
超声波清洗机分体武结构由三个主要部分
，■
头座、焊片、电梗引线等电予类产品．
一种物件的清洗可以根据其污垢的性质，
采用机械物理力清洗的方法或化学力清洗的方 法，还可以用各种组合方法来进行清洗．
若是用自来水或净水为清洗液的超声波清 洗属物理力的清洗，若在清洗液中添加入一些
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２０
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圈１起声波涪洗效果
洗涤剂，则晨于组合清洗，对不同的清洗对象选用不同的洗涤剂，更具有明显的清洗效果．
２．压电武挟能器
目前国内外大多数超声波清洗机用的是压电武挟能器。其外形结构如图５．
这种换能器一般有两片压电陶瓷晶片组
成．一台清洗机用乡个换能器，经粘接荆粘
接在清洗缸底部且经并联联接组成一台清洗
机的换能器．换能墨基元之问距（对于频率
２０ｋＨｚ）一般在５—１０衄为佳，太大了容易产
生弯曲振动，且振动板受到腐蚀，同时辐射
漫没式换能器
送到由电加热的烘道中烘干．
７． 吹冷风：是由专用出口风机将冷风吹到烘干的物件上，冷却物件．
８． 出抖：物件出料可采用自动收科或手工收科方式。将被清洗物件装入包装盒内．
通过上述工序就完成了物件实现荆用起声波清洗的全过程．
目前，还有一种起声汽相清洗机，它是选用有机洛搁作清洗液，具有极强的ｊ蓥解污垢的
能力。用于清洗半导体量片等净洁度要求特别高的物件．
参考资斟 【１】ｔ近代超声原理与应用ｌ 【２１电子工业专用设备设计手册ｌ超声与激光ｌ
超声波清洗机的原理与应用
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唐经球， 俞晓明 江苏无锡杰克电子设备有限公司(无锡)
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超声波清洗机的原理与应用
唐经球俞晓明 （无铝２１４０６４） 江苏无锡杰克电子设备有限公司
在市场经济的环境下，：对产品质量要求越来越商．为保证产品质量，许多企业在产品生
产过程中，将呆用清洗工艺来提高产品质量，为企业创造良好的经济效益．
当前在一些工业产品生产过程中，应用超声波清洗是一种洗净效果好，价格经济，有利
（ｉ）因空泡破灭时产生强大的冲击最，污垢层在冲击波的作用下被剥高下来，印分散 及脱落．
（２）因空化现象产生如图３ ａ所示的 气泡．由冲击形成的污垢层与袁面之问的问 踩和空隙渗透，由于这种小气泡与声压同步
（７）空化阐与清洗液温度有关，清洗液温度升高，对空化有利．但清洗液温度过高时， 气泡中蒸气压增大，因在气泡闭合期增强了缓冲作用而使空化减弱．而温度还与清洗液的溶 解度有关．对于水清洗液较适宜的温度约为６０＂（３．
出功率从几十瓦直到几千瓦，工作频率从１５ｋＨｚ－－４０ｋＨｚ．
超声清洗机用的超声波发生器，毒以下特点：
（１）随着清洗最深度不同，换能量共摄囊率和阻抗变化很大．但是实践表明。糟内放 进适量清洗物后。基本上就可以稳定在某一定鼓值上．
（２）一般来说，由于清洗负载麦动较小，可以不要求复杂的囊率自动跟腙电路．
田１为两种清洗方法洗净效果比较．
１．超声波清洗的原理
把液体放入清洗橹内，给橹内作用起 声波．由于超声泣与声波一样是一种藏密 的振动渡，介质的压力作交替变化．如果 对液体中某一确定点进行观察，这点的压 力如图２曲线＾所示．以静压（一般一个 大气压）为中心，产生压力的增减，若依 次增强超声波的强度。则压力振幅也随着 增加，像图２曲线Ｂ那样，并产生负的压
于环保的清洗工艺．超声波清洗机可以应用于清洗各武各样种体形大小，形状复杂，清洁度
要求高的许多工件．例如可用于清洗钟表零件、
照相机零件、油咀油泵、汽车发动机零件、精
密轴承零件、齿轮．活塞环、铣刀，锯片、宝
石、医用注射墨及备种光学镜头等；还可以用
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于清洗印捌板，半导体重片及器件、曼象蕾内
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的精密零件、磁性元件、硅片，陶瓷晶片、插 《
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图６专用起声波清洗设备
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１．进抖：物件进科可采用半自动进料或手工进＃方式。将搜清洗物件均匀排列在转送
网带上．
２． 前道啧淋：是用清洗液（水、煤油等）将物件表面的灰尘等颗粒物喷刷掉．
组成，如图４所示．
（１） 清洗缸：
（２） 超声波发生器； （３） 超声波换能器；
图４分体式超声波清洗器
清洗缸：清洗缸是用来装载清洗液及被清洗＿Ｔ－件的不蒉铜容器，大乡数工件可先装在 网状框架内，再一起放入缸内清洗．
超声波发生器：超声清洗机用的超声波发生器，从使用功放的元器件种类可以分电子蕾
式的，可控硅式的和晶体管武的．近几年来已经发晨到用大功率。功事模块”的方式．其输
面相对藏少．
通用超声清洗机清洗零件适用性疆，已
广泛应用于电子、钟表、光学、机械、汽车、 航空、原子能工业、医疗器械等许多行业．
圈５压电式换能器
２．２ 专用赶声波清洗机
一般安装在某些特定物件清洗的生产泷水线上．
圈６为典型的软磁器件起声波清洗设备，被清洗物件从进料口可传动的不锈铜专用网带 送）、超声波清洗檀清洗。再经喷淋、烘干等工序后出料。实现被清洗物件可直接包装入库． 各工序倩要说明如下：
下载时间：2009年12月24日
３． 超声波清洗：物件在盛有清洗液
的清洗槽中在超声波的作用下实现清洗，
超声波由乡台装有超声波振予的漫没武超
声波换能器（圈７）产生．
４． 后道喧琳：是用干净的清洗液喷 琳到物件上，杵物件表面喷刷干净．
换ｔ曩
５． 风刀吹劈：是由专用风泵发生的
外亮
风力将滞留在物件上的清洗液小水珠吹 射出寰 掉．
６． 热风烘干：是将已清洁的物件传
根据超声清洗的机理我们可选择最佳状态，并得到最佳的清洗效果．还应注意到选择最 佳的声强．声强过高会产生大量气泡，在声波表面形成一道屏障，使声波不易辐射到整个液 体空问，因而在远高声源的地方，清洗作用减弱．同时过高的声强，气泡膨胀过大，以至于 在声波压缩相内，气泡来不及闭合．声强一般选在１—２ｗ／ｃｍ ２，对于一些金属表面氯化膜难 于清洗的污垢，则应采用较高的声强．
（３）实用超声波发生器，大多数采用大功率自教武反馈撮彗器．
超声波换能器：起声波清洗机用的换能器主要有以下几种：
１． 磁致伸缩换能嚣
国内用的碰致伸缩换能器大多数是用镰片叠成的窗口型换能暴，将它银焊在清洗缸底
部，然后用导线在宙Ｉ：１上绕一定卷麸而成．此种换能器能承受较大功率，且可靠性好，使用
寿命长．缺点为效率较压电换能嚣低。尿材料镰片价格贵．
空空
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静压
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时间
圈２清洗糟内裹体的某一点受压情况
９７
所谓负压，但实际上负的压力是不存在的，这是在液体中产生撕裂的力，且形成真空的 空泡，并被后面的压缩力压挤而破灭．这种在声场作用下的振动，当声压达到超声波清洗一 定值时，气泡将迅猛增长，然后又突然闭合，在气泡闭合时，由于液体闽相互碰撞产生强大 的冲击波，在其周围产生上千个大气压的压力．这也就是所说的。超声空化”．超声清洗就 是利用了空化作用的冲击波，其清洗过程中由下列四个因素作用所引起．