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机械知识

教你如何正确采购超声波清洗机及使用

发布时间:2016-09-01

  超声波发生器,通常称为超声波发生源,超声波电源。它的作用是把我们的市电(220V或380V,50或60Hz)转换成与超声波换能器相匹配的高频交流电信号。从放大电路形式,可以采用线性放大电路和开关电源电路,大功率超声波电源从转换效率方面考虑一般采用开关电源的电路形式。线性电源也有它特有的应用范围,它的优点是可以不严格要求电路匹配,允许工作频率连续快速变化。从目前超声业界的情况看,超声波主要分为自激式和它激式电源。

  发生器的原理是首先由信号发生器来产生一个特定频率的信号,这个信号可以是正弦信号,也可以是脉冲信号,这个特定频率就是换能器的频率,一般应用在超声波设备中的超声波频率为20KHz、25KHz、28KHz、33KHz、40KHz、60KHz;1OOKHz或以上现在尚未大量使用。但随着以后精密清洗的不断发展。相信使用面会逐步扩大。

  比较完善的超声波发生器还应有反馈环节,主要提供二个方面的反馈信号:第一个是提供输出功率信号,我们知道当发生器的供电电源(电压)发生变化时。发生器的输出功率也会发生变化,这时反映在换能器上就是机械振动忽大忽小,导致清洗效果不稳定。因此需要稳定输出功率,通过功率反馈信号相应调整功率放大器,使得功率放大稳定。

  第二个是提供频率跟踪信号。当换能器工作在谐振频率点时其效率最高,工作最稳定,而换能器的谐振频率点会由于装配原因和工作老化后改变,当然这种改变的频率只是漂移,变化不是很大,频率跟踪信号可以控制信号发生器,使信号发生器的频率在一定范围内跟踪换能器的谐振频率点。让发生器工作在最佳状态。当然随着现代的电子超声技术,特别是微处理器(uP)及信号处理器(DSP)的发展,发生器的功能越来越强大,但不管如何变化,其核心功能应该是如上所述的内容,只是每部分在实现时超声波技术不同而已

  目前有些,粘在清洗槽底或壁上的换能器分布过密,一个紧挨一个的排列.输入换能器的功率强度达到每平方厘米2-3瓦,这样高的强度一方面会加快不锈钢板表面(与清洗液接触的表面)的空化腐蚀,缩短使用寿命,另一方面由于声强过高。会在钢板表面附近产生大量较大的气泡,增加声传播损失,在远离换能器的地方削弱清洗作用。一般选用功率强度每平方厘米低于1.5瓦为宜(按粘有换能器的钢板面积计算)。如果清洗槽较深,除槽底粘有换能器外,在槽壁上也应考虑粘结换能器,或者只粘于槽体两边。

  换能器与清洗槽的粘结质量对超声清洗机整机的质量影响很大。不但要粘牢,而且要求胶层均匀、不缺胶和不允许有裂缝,使超声能量最大限度地向清洗液中传输,以提高整机效率和清洗效果。目前有些清洗设备为避免换能器从清洗槽上掉下来。采取螺钉加粘胶的固定方式,这种连接方式可以很好的让换能器不会掉下来。但是要注意螺钉焊接质量,假如不垂直于不锈钢板表面,则胶层不均匀,甚至有裂痕或缺胶,能量传输会削弱;另一方面.如果焊接不好也会影响不锈钢表面的平整,导致加速空化腐蚀,缩短使用寿命,所以焊接质量非常重要。

  判断粘结质量的方法之一,是在清洗槽装水并开机工作一段时间后,测量换能器的温升。如果在众多的换能器中某个换能器温升特别快,则表明该换能器可能粘结不好.因为此时声辐射不好,电能量大部分消耗在换能器上而发热。另一个方法是在小信号条件下逐个测量换能器的电阻抗大小来判别粘结质量。

  目前在超声波清洗机的性能方面还存在一些模糊的认识:认为功率越大,换能器数目越多.其性能越好,价值越高,甚至以此论价.这种认识是不全面的.如上述,换能器布得过密,功率密度过大,不但清洗效果不好,而且槽底易空化腐蚀.另一方面,目前超声波清洗机商品所标的功率大多是声功率而不是电功率,如果所标是指消耗工频功率,则超声波清洗机质量的优劣应该由效率来判断。

  如果效率低,在同样清洗效果时则耗电大,反而增加了用户的费用。超声清洗机的效率包括两部分.一是超声频电源的效率.即输入换能器的高频电功率与消耗工频电功率之百分比;另一部分是电声转换效率,即进入清洗液中的声功率与输入换能器的电功率之百分比.目前我国在工业生产中还没有一种简便的方法和设备来测量电声转换效率。各厂家所标的超声波清洗机的功率是含糊不清的,亟需有行业的统一标准.

  超声波维修保养

  主要由超声波发生器和超声波换能器组成,超声波换能器是由锆钛酸铅压电陶瓷材料制造的夹芯式换能器,压电陶瓷材料具有在电场作用下发生尺寸变化的现象,在交变电场的作用下换能器会产生机械振动。

  正确采购超声波清洗机

  八个步骤,让您称心采购超声波清洗机

  在采购超声波清洗机的时候,首先是了解自己的产品可以用哪些方式去洗,第二是要达到一种什么样的清洁效果,第三是预计自己公司发展的产量会达到多少,要购买的机器最大产能是要多少,第四步是清洗工艺的了解,询问自己同行的是采用什么样的工艺,或者咨询超声波的生产厂家有没有更新的清洗工艺,第五是选择一些专业的生产企业进行清洗工艺、价格和售后服务保障方面比较,第六是在签订合同时把做设备所用材料品牌型号,易耗品价格,维修条款等等写进合同协议中,以防一些不良生产企业的欺诈,第七是验收,如果是大型设备的话,您尽量要带上您的工件到生产企业去现场验收,第八是安装完对您公司员工的培训,您确定您的员工是真的学会了而不是安装人员所说已经培训过了。

  功率的选择

  超声波清洗有时用小功率,花费很长时间也没有清除污垢。而如果功率达到一定数值,很快便将污垢去除。若选择功率太大,空化强度将大大增加,清洗效果是提高了,但这时较精密的零件也产生了蚀点,而且清洗机底部振动板空化严重,水点腐蚀也增大,在采用三氯乙烯等有机溶剂时,基本上没有问题,但采用水或水溶性清洗液时,易于受到水点腐蚀,如果振动板表面已受到伤痕,强功率下水底产生空化腐蚀更严重,因此要按实际使用情况选择超声功率。

  频率的选择

  超声清洗频率从28kHz到120kHz之间,在使用水或水清洗剂时由空穴作用引起的物理清洗力显然对低频有利,一般使用28-40kHz左右。对小间隙、狭缝、深孔的零件清洗,用高频(一般40kHz以上)较好,甚至几百kHz。对钟表零件清洗时,用100kHz。若用宽带调频清洗,效果更良好。

  清洗篮的使用

  在清洗小零件物品时,常使用网篮,由于网眼要引起超声衰减,要特别引起注意。当频率为28khz时使用10mm以上的网眼为好。

  清洗液温度

  水清洗液最适宜的清洗温度为40-60℃,尤其在天冷时若清洗液温度低空化效应差,清洗效果也差。因此有部分清洗机在清洗缸外边绕上加热电热丝进行温度控制,当温度升高后空化易发生,所以清洗效果较好。当温度继续升高以后,空泡内气体压力增加,引起冲击声压下降,效果也会减弱。有机溶剂清洗液则要接近于沸点的温度来清洗。

  清洗液量的多少和清洗零件的位置的确定

  一般清洗液液面高于振动子表面100mm以上为佳。由于单频清洗机受驻波场的影响,波节处振幅很小,波幅处振幅大造成清洗不均匀。因此最佳选择清洗物品位置应放在波幅处。(较有效范围3-18公分)

  超声清洗工艺及清洗液的选择

  在购买清洗系统之前,应对被清洗件做如下应用分析:明确被洗件的材料构成、结构和数量,分析并明确要清除的污物,这些都是决定所要使用什么样的清洗方法,判断应用水性清洗液还是用溶剂的先决条件。最终的清洗工艺还需做清洗实验来验证。只有这样,才能提供合适的清洗系统、设计合理的清洗工序以及清洗液。考虑到清洗液的物理特性对超声清洗的影响,其中蒸汽压、表面张力、黏度以及密度应为最显着的影响因素。温度能影响这些因素,所以它也会影响空化作用的效率。任何清洗系统必须使用清洗液。

  选择清洗液时,应考虑以下三个因素:

  1.清洗效率:选择最有效的清洗溶剂时,一定要做实验。如在现有的清洗工艺中引入超声,所使用的溶剂一般不必变更;

  2.操作简单:所使用的液体应安全无毒、操作简单且使用寿命长;

  3.成本:最廉价的清洗溶剂的使用成本并不一定最低。使用中必须考虑到溶剂的清洗效率、安全性、一定量的溶剂可清洗多少工件利用率最高等因素。当然,所选择的清洗溶剂必须达到清洗效果,并应与所清洗的工件材料相容。水为最普通的清洗液,故使用水基溶液的系统操作简便、使用成本低、应用广泛。然而对某些材料以及污垢等并不适用于水性溶液,那么还有许多溶剂可供选用。不同的清洗液,要区分的清洗系统水性系统:通常由敞口槽组成,工件浸没其中。而复杂的系统由多个槽组成,并配备循环过滤系统、冲淋槽、干燥槽以及其它附件。

  溶剂系统:多为超声波汽相除油脂清洗机,常配备废液连续回收装置。超声波汽相清除油脂过程是由溶剂蒸发槽和超声浸洗槽成的集成式多槽系统完成的。在热的溶剂蒸汽和超声激荡共同用下,油、脂、蜡以及其他溶于溶剂的污垢就被除去。经过一列清洗工序后下料的工件发热、洁净、干燥。

  1、了解超声波

  用超声波可以分为三种,即次声波、声波、超声波。次声波的频率为20Hz以下;声波的频率为20Hz~20kHz;超声波的频率则为20kHz以上。其中的次声波和超声波一般人耳是听不到的。超声波由于频率高、波长短,因而传播的方向性好、穿透能力强,这也就是为什么设计制作超声波清洗机的原因。

  2、超声波如何完成清洗工作

  超声波清洗是利用超声波在液体中的社会化作用、加速度作用及直进流作用对液体和污物直接、间接的作用,使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的。目前所用的超声波清洗机中,空化作用和直进流作用应用得更多。

  (1)空化作用:空化作用就是超声波以每秒两万次以上的压缩力和减压力交互性的高频变换方式向液体进行透射。在减压力作用时,液体中产生真空核群泡的现象,在压缩力作用时,真空核群泡受压力压碎时产生强大的冲击力,由此剥离被清洗物表面的污垢,从而达到精密洗净目的。

  (2)直进流作用:超声波在液体中沿声的传播方向产生流动的现象称为直进流。声波强度在0.5W/cm2时,肉眼能看到直进流,垂直于振动面产生流动,流速约为10cm/s。通过此直进流使被清洗物表面的微油污垢被搅拌,污垢表面的清洗液也产生对流,溶解污物的溶解液与新液混合,使溶解速度加快,对污物的搬运起着很大的作用。

  (3)加速度:液体粒子推动产生的加速度。对于频率较高的超声波清洗机,空化作用就很不显著了,这时的清洗主要靠液体粒子超声作用下的加速度撞击粒子对污物进行超精密清洗。

  清洗件处理

  超声清洗的另一个考虑因素是清洗件的上、下料或者说是放置清洗件的工装的设计。清洗件在超声清洗槽内时,无论清洗件还是清洗件篮都不得触及槽底。清洗件总的横截面积不应超过超声槽横截面积的70%。橡胶以及非刚化塑料会吸收超声波能量,故将此类材料用于工装时应谨慎。绝缘的清洗件也应引起特别注意。工装篮设计不当,或所盛工件太重,纵使最好的超声清洗系统的效率也会被大大降低。钩子、架子以及烧杯都可用来支持清洗件。

  清洗时间:3-10分钟,最好采用定时方式清洗。

  3、超声波清洗机的原理是什么

  超声波换能器将高频振荡电讯号转换成高频机械振荡,以纵波的形式在清洗液中辐射。在辐射波扩张的半波期间,清洗液的致密性破坏并形成无数直径为50-500μm的气泡。这种气泡中充满着溶液蒸汽。在压缩的半波期间,气泡讯速闭合,会产生上百Mpa的局部液压撞击。这种现象称为“空化”效应。在“空化”效应的连续作用下,工件表面或隐蔽处的污垢被爆裂、剥落。同时,在超声的作用下,清洗液的渗透作用加强;脉动搅拌加剧;溶解、分散和乳化加速;从而将工件彻底清洗干净。

  超声波清洗的应用原理是由超声波发生器发出的高频振荡信号,通过换能器转换成高频机械振荡而传播到介质,清洗溶剂中超声波在清洗液中疏密相间的向前辐射,使液体流动而产生数以万计的微小气泡,存在于液体中的微小气泡(空化核)在声场的作用下振动,当声压达到一定值时,气泡迅速增长,然后突然闭合,在气泡闭合时产生冲击波,在其周围产生上千个大气压力,数百度的高温,利用闭合时的爆炸冲击波破坏不溶性污物而使它们分散于清洗液中,当团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,从而达到清洗件表面净化的目的。由于超声波固有的穿透力,所以可以清洗各种表面复杂,形状特异的物件,对小孔和缝隙都有很好的清洗效果,对不吸音或吸音系数小的物体清洗效果最佳。

  4、超声波清洗机是由哪几部分构成的

  超波清洗机主要由超声波清洗槽和超声波发生器两部分构成。超声波清洗槽用坚固弹性好、耐腐蚀的优质不锈钢制成,底部安装有超声波换能器振子;超声波发生器产生高频高压,通过电缆联结线传导给换能器,换能器与振动板一起产生高频共振,从而使清洗槽中的溶剂受超声波作用对污垢进行洗净。

  5、超声波清洗机有什么特点

  超声波清洗与各种化学的、物理的、电化的和物化的清洗方法比较,具有以下独特的优点:

  ·能快速、彻地清除工件表面上的各种污垢。

  ·能清洗带有空腔、沟槽等形状复杂的精密零件。

  ·对工件表面无损。

  ·可采用各种清洗剂。

  ·在室温或适当加温(60℃左右)即可进行清洗。

  ·整机一体化结构便于移动。

  ·节省溶剂、清洁纸、能源、工作场地和人工等。

  6、如何使用超声波清洗机

  超声波清洗机的使用应严格按以下要求分部骤操作。

  (1)联结好清洗槽与发生器之间的电缆;

  (2)将清洗液倒入清洗槽中(倒入清洗液的量就为放入被清洗物时,液面的位置约为整体的四分之三为佳);

  (3)将被清洗物放入清洗槽;

  (4)插上电源插头;

  (5)设立清洗时间,开机。

  7、使用超声波清洗机应注意什么问题

  一、超声波清洗机电源及电热器电源必须有良好接地装置。

  二、超声波清洗机严禁无清洗液开机,即清洗缸没有加一定数量的清洗液,不得合超声波开关。

  三、有加热设备的清洗设备严禁无液时打开加热开关。

  四、禁止用重物(铁件)撞击清洗缸缸底,以免能量转换器晶片受损。

  五、超声波发生器电源应单独使用一路220V/50Hz电源并配装2000W以上稳压器。

  六、清洗缸缸底要定期冲洗,不得有过多的杂物或污垢。

  七、每次换新液时,待超声波起动后,方可洗件。

  8、使超声波清洗效果最佳的方式

  (1)超声波清洗槽的温度最好为30~50℃。

  (2)根据不同的清洗对象正确选择清洗剂。清洗剂一般分为水基(碱性)清洗剂、有机溶剂清洗剂和化学反应清洗剂。通常使用最多的为水基清洗剂。

  (3)根据被清洗物的污染程度和污垢性质,选用不同的清洗时间。

  9、节约清洗液的小窍门

  超声波清洗机的清洗液可以循环使用,这种清洗方式可以节约大量的清洗液,每次使用完清洗机后,最好将清洗液放入容器中,下次使用时再倒入清洗槽,余下的沉淀物可处理掉。如清洗液的浓度不够时,适量加入一点即可重复使用。

  10、怎样能实现最佳超声波清洗效果?

  有许多条件能够决定最终的清洗效果,其中最重要的是选择合适的清洗液,在正确的温度下清洗恰当的时间,选择合适尺寸和类型的超声波清洗机。

  超声波换能器常见问题:

  超声波振子受潮,可以用兆欧表检查与换能器相连接的插头,其中2脚为超声波换能器的正极,3脚是换能器的负极而且与换能器的外壳相连。检查,23脚间的绝缘电阻值就可以判断基本情况,一般要求绝缘电阻大于30兆欧以上。如果达不到这个绝缘电阻值,一般是换能器受潮,可以把换能器整体(不包括喷塑外壳)放进烘箱设定100℃左右烘干3小时或者使用电吹风去潮至阻值正常为止。

  换能器振子打火,陶瓷材料碎裂,可以用肉眼和兆欧表结合检查,一般作为应急处理的措施,可以把个别损坏的振子断开,不会影响到别的振子正常使用。

  振子脱胶,我们的换能器是采用胶结,螺钉紧固双重保证工艺,在一般情况下不会出现这种情况,由于螺钉的作用,振子脱胶后不会从振动面上落下,一般的判断方法是用手轻摇振子的尾部,仔细观察振动面的胶水情况做出判断。一般振子出现脱胶以后超声波电源输出的功率正常,但是由于振子与振动面连接不好,振动面的振动效果不好,长时间后可能会烧坏振子。振子脱胶的处理方法是比较麻烦的,一般情况只能送回生产厂家解决。避免振子脱胶最有效的方法是平时使用中注意不撞击振动面。

  振动面穿孔,一般换能器满负荷使用年以后可能会出现振动面穿孔的情况,这是由于振动面的不锈钢板长时间高频振动疲劳所至,振动面穿孔说明换能器的使用寿命已经到了,一般只能更换。

  面板操控显示部分包括发生器面板上的电源开关,功率调节电位器,功率输出指示等组成,完成清洗机的电源开关,功率调节,输出功率状态显示等功能。

  换能器与超声波电源的匹配方式基本上是采用这种方式:输出变压器,匹配电感与换能器构成串联谐振回路,一般调节输出变压器的抽头可以改变输出电流的大小,调整匹配电感的大小可以调整匹配情况

  开机面板显示条无显示

  请按以下步骤:

  [1]整机电源

  [2]机器后部保险管

  开机面板显示条亮,但风机不运转,无功率输出

  请按以下步骤:

  [1]断电查看风机是否能自由转动

  [2]打开机盖,查看机内主熔断器是否熔断,查桥堆是否损坏仔细检查电源滤波电容是否损坏。

  春秋季节在一些单位机器开机后报警,但后来开机又能正常工作

  一般多发生在空气湿度比较大的天气,主要原因是推动模块对湿度比较敏感,在潮湿环境中易误报警。解决方法是将机器放置在干燥的环境中,或者一定时候用电吹风驱潮。确定这种故障的要点是要确定超声波电源在不带负载,面板上的功率电位器在最小位置的情况下一开机就存在报警情况。

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