Как ультразвуковая мойка использует ультразвук
2024-12-26
1. Генерация ультразвука
Основным компонентом ультразвуковой мойки является ультразвуковой генератор, также называемый ультразвуковым источником питания. Его основная функция заключается в преобразовании электрического тока от сети (обычно 220В или 380В переменного тока) в сигнал высокочастотного переменного тока. Частота этого сигнала обычно находится в диапазоне от 20 кГц до 100 кГц, что соответствует диапазону ультразвуковых частот. Например, частота большинства ультразвуковых моек составляет 40 кГц.
Ультразвуковой генератор через электронные схемы преобразует и усиливает электрическую энергию, затем передает высокочастотный ток на преобразователь. Преобразователь — это устройство, которое преобразует электрическую энергию в механическую (ультразвуковые вибрации). Он изготовлен преимущественно из пьезоэлектрического керамического материала. Под действием высокочастотного тока пьезокерамика изменяет форму в зависимости от электрического поля, генерируя ультразвуковые вибрации.
2. Распространение ультразвука в чистящем растворе и эффект кавитации
Ультразвук, создаваемый преобразователем, передается в чистящий раствор, который обычно состоит из воды или смеси воды с чистящим средством. В растворе ультразвук распространяется в виде продольных волн, вызывая эффект кавитации.
Во время прохождения ультразвука через раствор в фазе разрежения возникают многочисленные микроскопические вакуумные пузырьки. Эти пузырьки быстро схлопываются в фазе сжатия. В момент схлопывания создаются локально высокие температура и давление, достигающие тысяч атмосфер. Такое резкое воздействие можно сравнить с множеством микроскопических “взрывов”, сопровождающихся мощными ударными волнами и микроструями.
Например, при очистке механических деталей с масляными загрязнениями такие “взрывы” эффективно разрушают слой загрязнений, удаляя их с поверхности деталей. Благодаря равномерному распределению кавитации в жидкости, очищаются не только основные поверхности, но и сложные формы и узкие зазоры.
3. Синергия в процессе очистки
Помимо эффекта кавитации, ультразвук вызывает сильное перемешивание чистящего раствора. Такое перемешивание способствует движению и смешиванию молекул жидкости, предотвращая повторное осаждение загрязнений на очищаемую поверхность.
Кроме того, вибрации ультразвука ускоряют химические реакции между чистящим средством и загрязнениями. Если в растворе содержится подходящее чистящее средство, ультразвук помогает ему проникать в структуру загрязнений и разрушать её. Например, при очистке объектов с белковыми загрязнениями ультразвук усиливает взаимодействие ферментов с загрязнениями, ускоряя их разрушение и улучшая общий эффект очистки.
Таким образом, ультразвуковая мойка обеспечивает быстрое и эффективное удаление загрязнений, что делает её подходящей для решения самых сложных задач очистки.
