清洗机选择适当的声学参数和清洗液
超声波清洗的首要机理是超声波空化效果,超声波空化的强弱与声学参数、清洁液的物理化学性质及环境条件有关,要取得杰出的清洁效果必须挑选恰当的声学参数和清洗液。
1. 清洗机频率的挑选
低频超声清洁适用于大部件外表或许污物和清洁件外表联系强度高的场合。频率的低端,空化强度高,易腐蚀清洁件外表,不适合清洁外表光洁度高的部件,并且空化噪声大。40KHz左右的频率,在一样声强下,发生的空化泡数量比频率为20KHz时多,穿透力较强,宜清洁外表形状杂乱或有盲孔的工件,空化噪声较小。但空化强度较低,适合清洁污物与被清洁件外表联系力较弱的场合,高频超声清洁适用于计算机、微电子元件的精密清洁,如磁盘、驱动器,读写头,液晶玻璃及平面显示器,微组件和抛光金属件等的清洁。
超声空化阈值和超声波的频率有密切关系。频率越高,空化阈越高,换句话说,频率越高,在液体中要发生空化所需求的声强或声功率也越大;频率低,空化简单发生,一起在低频情况下,液体遭到的紧缩和稀少效果有更长的时刻距离.使气泡在溃散前能成长到较大的尺寸,增高空化强度,有利于清洁效果。现在超声波清洁机的作业频率依据清洁目标,大致分为三个频段;低频超声清洁(20一50KHz), 高频超声清洁(50—200KHz)和兆赫超声清洁(700KHz一1MHz以上)。这些清洁目标请求在清洁进程中不能遭到空化腐蚀.要能洗掉微米级的污物。兆赫超声清洁适用于集成电路芯片、硅片及簿膜等的清洁。能去除微米、亚微米级的污物而对清洁件没有任何损害,由于此时不发生空化效果,其清洁机理首要是声压梯度、粒子速度和声流的效果,特点是清洁方向性强,被清洁件通常置于与声束平行的方向。
2. 超声波声强或声压的挑选
关于通常液体,空化阈值约为每平方公分1/3瓦(声压的千方正比于声强),声强添加时,空化泡的最大半径与开始半径的比值增大,空化强度增大, 即声强愈高,空化愈激烈,有利于清洁效果。但不是声功率越大越好,声强过高.会发生很多无用的气泡,添加散射衰减,构成声屏障,一起声强增大也会添加非线性衰减,这么都会削弱远离声源当地的清洁效果。在清洁液中只要交变声压幅值超越液体的静压力时才会呈现负压,在清洗槽中的声强要高于空化阈值才干发生超声空化。
关于一些难清洗洁净的污物,例如金属外表的氧化物,化纤喷丝板孔中污物的清洁,则需求选用较高的声强,此时被清洁面应接近声源,这时大多不选用槽式清洁器.而用棒状聚集式换能器直接插入清洁液接近清洁件的外表进行清洁。
3. 清洗液的物理化学性质对清洁效果的影响
清洗剂的挑选要从两个方面来思考:一方面要从污物的性质来挑选化学效果效果好的清洁剂;另一方面要挑选外表张力、蒸气压及粘度适合的清洁剂,由于这些特性与超声空化强弱有关。此外,清洁液的温度和静压力都对清洁效果有影响,清洁液温度添加时空化核添加,对空化的发生有利,可是温度过高,气泡中的蒸气压增大,空化强度会下降,所以温度的挑选要一起思考对空化强度的影响,也耍思考清洁液的化学清洁效果每一种液体都有一空化活泼的温度,水较适合的温度是60-80℃,此时空化最活泼。
液体的外表张力大则不简单发生空化,可是当声强超越空化阈值时,空化泡溃散开释的能量也大,有利于清洁;高蒸气压的液领会下降空化强度,而液体的粘滞度大也不简单发生空化,因而蒸气压高和粘度大的洁洗剂都不利于超声清洁。清洗液的静压力大时,不简单发生空化,所以在密闭加压容器中进行超声清洁或处理时效果较差。
4. 影响清洗效果的其它要素
清洁液的活动速度对超声清洁效果也有很大影响,最佳是在清洁进程中液体静止不活动,这时泡的成长和闭合运动能够充沛完成。如果清洁液的流速过快,则有些空化核会被活动的液体带走有些空化核则在没有到达成长闭合运动整进程时就离开声场,因而使总的空化 强度下降。在实践清洁进程中有时为防止污物从头粘附在清洁件上.清洁液需求不断活动更新,此时应留意清洁液的活动速度不能过快,防止下降清洁效果。
在清洗液中如果有残存气体(非空化核)会添加声传达丢失,此外在空化泡运动进程中分散到泡中的气体,在空化泡溃散时会下降冲击波强度而削弱清洁效果。因而有些超声清洁设备具有除气功用,在开机时先进行低于 空化阈值的功率水平作振荡,以脉冲或间歇方法振荡进行除气.然后功率加到正常清洁的功率水平进行超声清洁。
被清洗件的声学特性和在清洁槽中的摆放对清洁效果也有较大的影响,吸声大的清洁目标,如橡胶,布料等清洁效果差,而对声反射强的清洁件,如金属件,玻璃制品的清洁效果好。清洁件面积小的一面应朝声源排放,摆放要有必定的距离;清洁件不能直接放在清洁槽底部;尤其是较重的清洁件,防止影槽底板的振荡,也防止清洁件擦伤底板而加快空化腐蚀。清洁件最佳是悬挂在槽中,或用金属罗筐盛好悬挂.但须留意要用金属丝做成.并尽可能用细丝做咸空格较大的筐,以削减声的吸收和屏蔽。
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