超音波洗浄の原理

- Apr 28, 2018-


超音波洗浄の主な設備


超音波洗浄装置は主に発電機、トランスデューサ、洗浄槽の3つの部分で構成されています。 発電機は電源であり、電磁振動信号を発生し、エネルギーを供給する。 振動子は振動板であり、超音波洗浄の重要な部分です。 ジェネレータで発生した電磁振動をトランスデューサ自体の超音波振動に変換し、洗浄槽に流入させてキャビテーションを発生させます。 洗浄タンクは、洗浄流体および洗浄すべき加工物を収容するために使用される。


超音波洗浄の原理


超音波は、人間の聴力範囲より20kHzを超える周波数の音波です。 超音波は電磁波によく似ており、屈折し、集中し、反射することができます。 しかし、電磁波と異なり、電磁波は真空中で自由に伝播し、超音波の伝搬は弾性媒体に依存する。 伝播すると、弾性媒体中の粒子が振動し、超音波の伝播方向に媒体を介してエネルギーを伝達する。 この波は縦波と横波に分けることができます。 固体では、両方を輸送することができ、ガスおよび液体では縦波のみを輸送することができる。


超音波は粒子振動を引き起こし、粒子振動の加速は超音波周波数の二乗に比例する。 したがって、強い超音波が液体中を伝播すると、非線形効果により音響キャビテーションが生じる。 キャビテーション気泡の突然の閉鎖によって生成された衝撃波は、それらの周りに数千気圧の圧力を発生させる可能性がある。 一方では、汚れの表面および洗浄部の吸着を破壊し、汚れ層の破壊を引き起こし、洗浄部の表面から脱落して洗浄に分散させる液体。


気泡の振動はまた、固体表面を擦る。 気泡は、振動を発生させるために亀裂に「掘り込む」こともできるので、汚れは落ちます。 油汚れの場合、超音波キャビテーションのために2つの液体が急速に分散し、界面で乳化する。 固体粒子が油で覆われ、洗浄部分の表面に付着すると、油が乳化され、固体粒子が脱落する。 振動の過程で、キャビテーション気泡は、液体そのものに循環を生じさせるので、振動泡の表面には高い速度勾配と粘性応力があり、それによって表面の汚れが破壊されて放出されるクリーニング部。 固液界面の超音波キャビテーションによって発生する高速マイクロジェットは、境界層を除去または弱化させ、固体表面を腐食させ、攪拌効果を高め、可溶性汚染物質の溶解を加速し、化学洗浄剤の洗浄効果を強化することができる。 また、超音波振動は、洗浄液中の粒子の振動速度や加速度を大きくするとともに、洗浄部の表面に頻繁に強い衝撃を与える。


上述した超音波洗浄原理によれば、キャビテーションの場所に浸漬された液体は洗浄効果を有し、洗浄部分の表面の複雑な形状によって制限されない。 例えば、部品の表面の穴、溝、スリット、深穴および微細孔を清掃することができ、これらの部品は一般的なブラシでは清掃することができない。