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超声定义

超声波是指频率高于人耳听觉上限的声波。一般来说,正常人听觉的频率上限在16-20KHZ之间,随年龄、健康状况等有所不同。值得注意的是,人们习惯上常把以工程应用为目的,而不是以听觉为目的的某些可听声带的应用亦列入超声技术的研究范围,因此,在实际应用中,有些超声技术使用的频率可能在16KHZ以下,而超声波频率的上限是1014 HZ,整个频率范围是相当宽广的,如图1-1所示。

超声波是声波的一部分,因此他遵循声波传播的基本规律。但超声设备的几何尺寸可以较小;超声波传播的过程中,介质质点振动的加速度非常大;在液体介质中,当超声波的强度达到一定值后便产生空化现象,等等。正是这些特点,决定了超声波具有与可听声不同的、领域相当广阔的各种用途。

◆ 超声清洗

超声清洗是把被清洗对象放入清洗液中,同时在清洗液中导入超声而实现的清洗的工艺流程。

在超声清洗中,发射器将电源所提供的电能的电能转变为超声机械振动,并将此振动传到清洗液中。当液体中有声波传播时,会产生空化现象,空化核在周围产生上千个大气压,破坏不溶性污物而使他们分散于清洗液中。蒸汽型空化对污层的直接反复冲击,一方面破坏污物与清洗件表面的吸附,另一方面也会引起污物层的破坏而脱离。气体型气泡的振动能对固体表面进行撩洗,污层一旦有缝可钻,气泡还能“钻入”裂缝中作振动,使污层脱落。由于超声空化作用,两种液体在界面迅速分散而乳化,当固体粒子被油污裹着而粘附在清洗件表面时,油被乳化,固体粒子即脱离。

当超声在清洗液中传播时,会产生空化、辐射压、升流等物理效应,这些效应对污物有机械剥落作用,同时能促进清洗液与污物的化学反应,其中空化效应在超声清洗中起主要作用。

超声产生的物理效应在清洗过程中的作用如下所示。

由上述超声清洗原理可知,超声清洗尤其显著地特点,凡是液体浸到、空化产生的地方都有清洗作用,不受清洗件表面复杂形状的限制,如精密零部件表面的空穴、凹槽、狭缝和深孔、微孔都能得到清洗,而这些部位用一般清洗方法是不能清洗干净的;在某些场合可以用水剂代替油或有机溶剂进行清洗,或降低酸或碱的浓度,减少环境污染;易于实现遥控或自动化等。所以,超声清洗能提高清洗速度、清洗质量、疆独劳动强度,可减少人们直接接触有害清洗液。鉴于以上优点,这项技术在工业上已得到广泛应用,并在不断发展。

◆ 超声灭菌

超声灭菌的研究已延续了半个多世纪,其中包括超声对伤寒杆菌、葡萄球菌、部分链球及大肠杆菌等杀伤的研究。研究表明,超声对细菌的杀伤作用不仅与超声强度、频率、作用时间有关、还与细菌悬浮液的浓度有关。利用超声万博官方网站链接清洗机,清洗万博官方网站链接上细菌及大肠杆菌的情况见下表。