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超声波清洗机的原理与构造
作者:深圳清洗设备厂家  来源:深圳清洗设备厂家    时间:2020-07-06 17:13  点击次数:

  自动洗碗机开始走进寻常百姓家,超声波清洗机的应用越来越多,随着科技越来越发达,人类不断的在进步。清洗行业也不断发展,越来越多的行业和企业运用到了超声波清洗机。超声波清洗机广泛应用于表面喷涂处理行业、机械行业、电子行业、医疗行业、半导体行业、钟表首饰行业、光学行业、纺织印染行业、其他行业等等。

一、超声波清洗机原理

  超声波清洗是利用超声波在液体中的空化作用、加速度作用及直进流作用对液体和污物直接、间接的作用,使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的。简单点来说,超声波清洗机是通过超声波振子的振动而产生的很多小气泡,当无数的小气泡同时爆炸时而产生的力量来清除工件表面的污垢。

  

  1.超声波发生器 由电源变压器及整流系统、振荡器、推动级、功率放大器及输出变压器等组成。    2.清洗槽 由不锈钢槽、复合换能器和匹配电感组成。换能器枯合于不锈钢槽底部,不锈钢槽与箱架之间垫有减振装置。    3.箱体 面板上装有电流表、电源开关、输出插座、频率相功串调节旋钮;其后面装有电源进线插座及保险管。

 

  超声波清洗是基于空化作用,即在清洗液中无数气泡快速形成并迅速内爆。由此产生的冲击将浸没在清洗液中的工件内外表面的污物剥落下来。随着超声频率的提高,气泡数量增加而爆破冲击力减弱,因此,高频超声特别适用于小颗粒污垢的清洗而不破环其工件表面。空化泡的扩大以及爆裂(内爆)气泡是在液体中施加高频(超声频率)、高强度的声波而产生的。因此,任何超声清洗系统都必须具备三个基本元件:盛放清洗液的槽、将电能转化为机械能的换能器以及产生高频电信号的超声波发生器。

  

超声波清洗机原理图_超声波清洗机电路图_超声波清洗机结构图

 

  

超声波清洗机原理图_超声波清洗机电路图_超声波清洗机结构图

 

超声波清洗机构造图

1.超声波发生器 由电源变压器及整流系统、振荡器、推动级、功率放大器及输出变压器等组成。

2.清洗槽 由不锈钢槽、复合换能器和匹配电感组成。换能器枯合于不锈钢槽底部,不锈钢槽与箱架之间垫有减振装置。

3.箱体 面板上装有电流表、电源开关、输出插座、频率相功串调节旋钮;其后面装有电源进线插座及保险管。

二、超声波清洗机电路图

  1.超声波清洗机主要由超声波发生器、超声换能器和清洗槽组成,超声波发生器将50Hz的交流电转换成超声频电震荡信号后,通过电缆输送给超声换能器。清洗槽是盛放清洗液和被清洗零部件的容器。

  2.参数设定:为了实现超声波清洗的高效率,应当选择最佳的声强、频率及清洗槽声场分布等参数。工作频率选在20-50KHz之间。低频声波的空化气泡大、数量少,易于清洗较粗糙物品。高频声波空化气泡小、易于清洗精细且形状复杂的物品。清洗液采用碳氢清洗液,碳氢清洗液具有以下特点:清洗性能好,蒸发损失小,无毒,材料相容性好,不破坏环境,价格便宜。

  清洗机结构示意图 与震荡-放大型超声波发生器结构框图

  

超声波清洗机原理图_超声波清洗机电路图_超声波清洗机结构图

 

  a振荡器电路

  采用开关稳压块TL494构成的振荡器,振荡电路如下

  

超声波清洗机原理图_超声波清洗机电路图_超声波清洗机结构图

 

  将TL494的5脚(CT)和6脚(RT)接定时元件电阻R和电容C,即可起振,振荡器工作频率由下公式的相关因素决定:

  

超声波清洗机原理图_超声波清洗机电路图_超声波清洗机结构图

 

  振荡器输出方波的占空比是换能器产生的超声波强度的决定因素。通过给TL494的4脚加一定的直流电压就可实现占空比调整。

  定时元件友电容C、电阻R1和电位器R2构成,调节电位器R2即可实现频率的调整。本机供电电源为12V,采用的是推挽工作方式。电阻R3(10KΩ)和电位器R4(10KΩ)构成分压电路,死区时间控制端的电位应界于2.5-5V之间。调节R4亦可实现超声波的强度调节。

  b功放匹配电路

  电路由两个VMOS功率场效应管2SK791构成,具有线性度高、频率响应好、开关速度快等优点,是理想的开关元件,但其关断特性在电流过小的情况下并不理想,下降沿有拖尾。功放电路如下图:

超声波清洗机原理图_超声波清洗机电路图_超声波清洗机结构图

 

  c高频驱动和匹配电路

  为保证超声发生器与换能器振动系统高效安全工作,匹配电路是必不可少的。包括:调谐和阻抗变换。调谐匹配电路改善发生器与换能器之间的耦合过程,以便功率高效率传输给换能器。为了减少匹配电路本身的功率损耗,必须采用电感和电容等储能元件。匹配电路也会影响换能器的振动特性。如下图所示:

  

超声波清洗机原理图_超声波清洗机电路图_超声波清洗机结构图

 

三、注意事项

  a清洗介质采用超声波清洗,一般有两种清洗剂:化学清洗剂和水基清洗剂。清洗介质是化学作用,而超声波清洗是物理作用,两种作用相结合,以对物体进行充分、彻底的清洗。一般家庭里用水就可以了,想洗得更干净,更彻底就加点洗洁精、洗衣液等;然而企业里看对清洗物的脏污程度,加入化学清洗剂量的选择,有助于充分、彻底的清洗。

  b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体,采用长时间的高功率密度清洗会对物体表面产生“空化”腐蚀。

  c频率超声波频率越低,在液体中产生空化越容易,作用也越强。频率高则超声波方向性强,适合于精细的物体清洗。一般来说,超声波在30℃~40℃时空化效果最好。清洗剂则温度越高,作用越显著。通常实际应用超声波清洗时,采用40℃~50℃的工作温度。

  

超声波清洗机原理图_超声波清洗机电路图_超声波清洗机结构图

 

四、超声波清洗机存在的隐患

  声波是没有辐射的,电磁波才有辐射,超声波是听不到的,听到的都是清洗时声波和槽体作用的声音,那不是超声波。

  隐患一:穿透力。超声波具有非常强的穿透力,企业用的超声波清洗机在正常工作的情况下,你倒一杯水放在清洗槽,杯里的水和槽里的水不接触的情况下,照样你杯子里的水有很强的空化作用。

  隐患二:噪音。超声波的噪音污染,一般清洗机的杂音有60分贝左右,会让人产生烦躁、不安的情绪。

  隐患三:清洗药水。现在企业用的清洗药水基本都是化工产品,由于清洗时的高温而散发和操作时的接触,如果不带手套直接接触正在工作的超声波清洗机水槽里的水,则会感受到微秒的变化,不舒服,长久以来对身体的影响存在很大的隐患。

  

超声波清洗机原理图_超声波清洗机电路图_超声波清洗机结构图

 

五、超声波清洗机怎么用

  超声波清洗机应用太过广泛,在水中传播距离远,可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。下面用眼镜超声波清洗机实例它怎么用,用什么水。

  1.把机器的上盖打开,然后往机器里面倒入适量的自来水(盖住被清洗的东西就可以了)。

  2.水加好后,然后滴入几滴洗洁精,就是平常洗碗用的洗洗洁精就可以了。用手搅拌一下就可以了。

  3.清洗机通电,把清洗机电源插头与家里面的插座插好,这时机器显示屏会显示数字了,这时我们就要设置机器清洗的时间,按“SET”是设置按键,一般清洗眼镜中需要180秒就可以了,另外两个是清洗机的开ON、关OFF按键。

  4.在把脏眼镜放入容器里清洗,按下ON开始清洗。眼镜超声波清洗机在工作的时候会有发现“吱吱”的响声。这就是超声波的声音,机器里面的水还会有一点波纹,这时的水开始变浑浊了。因为眼镜上面的灰尘、油质都在慢慢的脱落……

  5.清洗完成,我们把眼镜拿出来看一下,上面的灰尘、油质都没有了。而这时机器里面的水都脏了,能看到明显的脏物。这个就是超声波清洗机清洗出来的效果。是目前最好的方法了,也不会伤害眼镜片,环保、科学的现代清洗方法。

  注意事项:

  a使用眼镜超声波清洗机的时候水不能超过机器内胆标明的最大水位线。

  b产品还可以用于清洗眼镜,珠宝首饰,手表,剃须刀,光碟等一些小家用的产品。操作方法和洗眼镜的方法是一样。

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