多頻率超聲波清洗儀器的清洗技術(shù)以它獨(dú)特優(yōu)勢(shì)已成為當(dāng)今高科技產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中一道非常重要的綠色清洗工序,清洗的主要機(jī)理是超聲的空化效應(yīng),清洗效果的好壞除與選擇合適的聲參數(shù)(頻率、功率、聲強(qiáng))至關(guān)重要外,聲場(chǎng)分布也是一個(gè)不容忽視的主要問(wèn)題。由于超聲清洗普遍采用平底式清洗槽,即水面與槽底平行,在清洗液中易形成駐波場(chǎng),使處在聲壓振幅波谷處的工件得不到充分清洗,而處于聲壓振幅波峰處的物件有可能被嚴(yán)重空化腐蝕,從而使工件得不到均勻充分的清洗。
采用計(jì)算機(jī)摸擬技術(shù),設(shè)計(jì)加工了一種復(fù)合頻率超聲波清洗槽,在同一個(gè)聲波發(fā)射面(槽底)上,粘接3組不同頻率的超聲波換能器振子。多頻率超聲波清洗儀器在大功率實(shí)用狀態(tài)下,研究測(cè)試了清洗槽內(nèi)各單一頻率及復(fù)合頻率時(shí)聲場(chǎng)電壓的相對(duì)分布情況,并在染料水溶液中用銅版紙真實(shí)記錄了單一頻率及復(fù)合頻率的聲場(chǎng)分布情況。結(jié)果表明,復(fù)合頻率的超聲波清洗比傳統(tǒng)的單頻超聲波清洗效果更好,充分發(fā)揮了不同頻率的聲波特性,消除了駐波場(chǎng),使聲場(chǎng)更加均勻。
為了使清洗槽內(nèi)能得到比較均勻的聲場(chǎng)分布,研究人員采用的方法主要有調(diào)頻方式、彎曲振動(dòng)矩形薄板振動(dòng)器閉、設(shè)計(jì)斜底式清洗槽及雙頻超聲波清洗等。
這些方法雖然在小功率范圍內(nèi)都不同程度地改善了聲場(chǎng)的均勻性,但應(yīng)用于大功率實(shí)用狀態(tài)下的超聲波清洗系統(tǒng)中還存在不同程度的缺陷。調(diào)頻方式需要調(diào)節(jié)液面高度;彎曲振動(dòng)矩形薄板振動(dòng)器存在多種振動(dòng)摸式,使穩(wěn)定性變差;而斜底式清洗槽不利于加工和工件的放置;對(duì)于雙頻清洗,仍然不能完全消除駐波的存在,且到底哪兩種頻率配對(duì)比較理想還無(wú)規(guī)律。多頻率超聲波清洗儀器為了能在大功率實(shí)用清洗狀態(tài)有效地改善聲場(chǎng)的均勻性,使高頻與低頻聲波能同時(shí)發(fā)揮其特長(zhǎng),作者采用計(jì)算機(jī)模擬枝術(shù),設(shè)計(jì)加工了一種復(fù)合頻率(3組頻率)超聲波清洗槽,通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試,實(shí)時(shí)清洗不同工件,研究了在大功率實(shí)用狀態(tài)下它的聲場(chǎng)分布及清洗效果。
結(jié)果表明,復(fù)合頻率的超聲波清洗比單頻超聲波清洗效果好,清洗槽內(nèi)基本上沒(méi)有駐波場(chǎng)的存在,有效地改善了聲場(chǎng)分布的均勻性。復(fù)合頻率的超聲波清洗徹底消除了駐波場(chǎng)的存在,有利于工件的充分均勻清洗.由于低、中、高3種頻率的同時(shí)存在,使工件的表面、細(xì)孔、狹縫中不同污物都能同時(shí)得到充分的清洗,使清洗效果更好。由此可見(jiàn),采用計(jì)算機(jī)模擬方法設(shè)計(jì)各種不同組合頻率的超聲波復(fù)合清洗槽是一種簡(jiǎn)單而可行的方法。
