超聲波技術及其應用

超聲技術是一門以物理、電子、機械及材料學為基礎的通用技術之一。超聲技術是通過超聲波產生、傳播及接收的物理過程而完成的。超聲波具有聚束、定向及反射、透射等特性。按超聲振動幅射大小不同大致可分為：
　　1、用超聲波使物體或物性變化的功率應用稱功率超聲，例如：在液體中發生足夠大的能量，產生空化作用，能用于清洗、乳化。
　　2、用超聲波得到若干信息，獲得通信應用，稱檢測超聲，例如：用超聲波在介質中的脈沖反射對物體進行厚度測試稱超聲測厚。
　　超聲波清洗及應用：

一 超聲波清洗原理
　　超聲波清洗屬物理清洗，把清洗液放入槽內，在槽內作用超聲波。由于超聲波與聲波一樣是一種疏密的振動波，在傳播過程中，介質的壓力作交替變化。在負壓區域，液體中產生撕裂的力，并形成真空的氣泡。當聲壓達到一定值時，氣泡迅速增長，在正壓區域氣泡由于受到壓力擠破滅、閉合。此時，液體間相互碰撞產生強大的沖擊波。雖然位移、速度都非常小，但加速度卻非常大，局部壓力可達幾千個大氣壓，這就是所謂的空化效應。
　　
二 影響清洗效果的幾個因素
　　1、與頻率的關系：一般頻率越低空化效果越明顯，但噪音相對較高，適用于物體面相對平正的物體。頻率越高，空化效果越差，但噪音相對較低，適用于微孔盲孔效多的物體及電子晶體等。
　　2、與溫度有關：一般30℃―50℃的介質溫度清洗效果最好。
　　3、與聲強有關：根據頻率不同，聲強一般選在1―2w/cm2左右。
　　4、與清洗液有關：一般來說，清洗液的粘度越低含氣量越高，清洗效果越好。
　　5、與清洗液的深度及被清洗物的位置有關。

三 超聲波清洗在各種領域的應用
　　由于超聲波清洗本身具有其它物理清洗或化學清洗無可比擬的優越性，因此廣泛應用于服務業、電子業、醫藥業、實驗室、機械業、硬質合金業、化學工業等諸多領域，下面就個別行業作簡單介紹。
　　1、在服務業中的應用。
　　日常生產中，眼鏡、首飾都可以用超聲波進行清洗，速度快，無損傷，大型的賓館、飯店用它清洗餐具，不僅清洗效果好，還具有殺滅病毒的作用。
　　2、超聲波在微粉業的應用
　　眾所周知，要取得不同大小的顆粒，是把破碎料放在球磨機內研磨后，經過不同規格篩子層層篩分而得的。篩子長時間使用后，篩孔會被堵塞（如金剛石篩），用其它方法刷洗會破壞篩子，且效果不理想，經過眾多廠家的試驗后，用超聲波清洗，不僅不損壞篩子，而且篩子上面的堵塞顆粒完全被回收。
　　3、超聲波在制藥工業的應用
　　超聲波清洗技術經過眾多制藥企業的應用而得到廣泛使用，特別是對西林瓶、口服液瓶、安瓶、大輸液瓶的清洗以及對丁基膠塞、天然膠塞的清洗方面，已經得到首肯。對于瓶類的清洗，是用超聲波清洗技術代替原有的毛刷機，它經過翻轉注水、超聲清洗、內外沖洗、空氣吹干、翻轉等流程而實現的。
　　4、超聲對濾芯的清洗
　　我們知道，無論何種材質的過濾器或無論何種用途的過濾器，使用一段時間后，都會由于雜質而造成通透性降低而報廢，普通濾芯價格較低還可以，但對于化纖行業，一只進口濾芯，價格近萬元，棄之實在可惜，我們同其它科研單位合作研制的超聲波濾芯清洗機，采用聚能型超聲波清洗機，它可把1KW以上的能量集中在200×20mm2 的輻射面上，超聲強度大，能夠快速將堵塞物去除，同時設備采用反過濾裝置，只要您提供波芯，我們就可為您提供整套清洗裝置。（該設備洗一根濾芯的時間為10―15分鐘）。適用于PP綿濾芯、活性炭濾芯、中空纖維濾芯陶瓷膜濾芯。
　　5、超聲波對金屬的清洗
　　眾所周知，金屬棒材經擠壓成絲后，金屬絲的外部往往有一層碳化膜和油，用酸清洗或其它清洗方法，很難讓污物去除（尤其整盤絲），超聲波洗絲機是根據實際生產需要而設計的一種連續走絲，高效清洗設備，粗洗部分由清洗液儲槽、換能器、循環泵、過濾器及配套管道系統組成，金屬絲經超聲波粗洗精洗后，再經過吹干，從而完成整個清洗過程。整套設備集成控制，簡潔、方便、效果好，廣泛用于鉭絲、鎢絲、鉬絲、鈮絲、銅絲（絕緣漆涂覆前）等其它金屬絲。
　　6、超聲波清洗技術在磷化處理中的應用
　　產品噴涂前處理工藝非常重要，一般的傳統工藝使用酸液對工件進行處理，對環境污染較重，工作環境較差，同時，最大的弊端是結構復雜零件酸洗除銹后的殘酸很難沖洗干凈。工件噴涂后，時間不長，沿著夾縫出現銹蝕現象，破壞涂層表面，嚴重影響產品外觀和內在質量。超聲波清洗技術應用到涂裝前處理后，不僅能使物體表面和縫隙中的污垢迅速剝落，而且涂裝件噴涂層牢固不會返銹。
　　超聲波清洗在各行各業都可用到，以上的幾種僅是具有代表性的行業應用，還有許多新的行業和領域都可以使用超聲波清洗，期待著廣大使用單位和生產廠家共同開發探索。
　　超聲波測厚及應用
　　在工業領域中超聲波測厚是一門成熟的高新技術，它的最大優點是檢測安全、可靠及精度高，而且它可以巡回在運行狀態進行檢測。超聲測厚儀按工作原理分：有共振法、干涉法及脈沖反射法等。

幾種，由于脈沖反射法并不涉及共振機理，與被測物表面的光潔度關系不密切，所以超聲波脈沖法測厚儀是最受用戶歡迎的一種儀表。
　　1 工作原理
　　超聲波測厚儀主要有主機和探頭兩部分組成。主機電路包括發射電路、接收電路、計數顯示電路三部分，由發射電路產生的高壓沖擊波激勵探頭，產生超聲發射脈沖波，脈沖波經介質介面反射后被接收電路接收，通過單片機計數處理后，經液晶顯示器顯示厚度數值，它主要根據聲波在試樣中的傳播速度乘以通過試樣的時間的一半而得到試樣的厚度。
　
　　2 測厚儀應用領域
　　由于超聲波處理方便，并有良好的指向性，超聲技術測量金屬，非金屬材料的厚度，既快又準確，無污染，尤其是在只許可一個側面可按觸的場合，更能顯示其優越性，廣泛用于各種板材、管材壁厚、鍋爐容器壁厚及其局部腐蝕、銹蝕的情況，因此對冶金、造船、機械、化工、電力、原子能等各工業部門的產品檢驗，對設備安全運行及現代化管理起著主要的作用。
　　超聲清洗與超聲測厚儀僅是超聲技術應用的一部分，還有很多領域都可以應用到超聲技術。比如超聲波霧化、超聲波焊接、超聲波鉆孔、超聲波研磨、超聲波拋光、超聲馬達等等。超聲波技術將在各行各業得到越來越廣泛的應用。