原标题：超声波清洗机原理

超声波清洗机是一种利用超声波在液体中的空化作用、加速度作用及直进流作用，对液体和污物直接、间接作用，使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的的设备，以下从其核心原理、清洗过程、关键部件及影响因素展开介绍：

核心原理

• 空化作用：超声波在液体中传播时，会产生交变声压，在交变声压的挤压下，液体中会形成许多微小的气泡，这些气泡会随着声压的变化而不断膨胀、收缩。当声压达到一定值时，气泡会迅速膨胀并突然闭合，在闭合的瞬间会产生局部高温、高压和冲击波，这种微爆炸现象称为空化作用。空化作用产生的冲击波能够破坏污物与清洗件表面的吸附，使污物从清洗件表面脱落。例如，在清洗一个沾满油污的金属零件时，空化作用产生的冲击波可以将油污从零件表面的微小缝隙中冲击出来。

• 加速度作用：液体粒子在超声波的作用下会加速运动。高频超声波产生的加速度非常大，对于较重的灰尘等污渍，这种加速度作用能使它们在液体中受到巨大的力，从而脱离清洗件表面。可以把液体粒子想象成一群被快速推动的小球，它们在高速运动过程中会撞击并带走清洗件表面的污渍。

• 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。声波强度为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。直进流能使液体产生搅拌作用，增强清洗效果，还能使清洗液不断更新，将脱落的污物带走。就好像在水池中用棍子快速搅拌，水会形成流动，把水底的杂质带动起来。

清洗过程

1. 注液

向清洗槽中注入适量的清洗液，清洗液的选择要根据清洗对象的材质和污渍类型来确定。例如，清洗一般的金属零件可以选择水基清洗剂；清洗光学镜片等精密器件则需要使用专用的光学清洗液。

2. 放置物品

将需要清洗的物品放入清洗槽中，注意物品之间要留有一定的间隙，以保证清洗液能够充分接触到物品的各个表面。同时，物品不能放置过高，以免超出清洗液的有效作用范围。

3. 启动设备

开启超声波清洗机，设定合适的清洗时间、温度和超声波功率等参数。超声波发生器会产生高频电信号，并将其传输给换能器。

4. 超声波作用

换能器将高频电信号转换为高频机械振动（超声波振动），这种振动通过清洗槽的槽壁传递到清洗液中。在清洗液中，上述的空化作用、加速度作用和直进流作用同时发生，对物品表面的污渍进行清洗。

5. 排水与取出物品

清洗时间结束后，关闭超声波清洗机，排出清洗槽中的清洗液。然后用清水冲洗物品，去除残留的清洗液，最后将清洗干净的物品取出。

关键部件及作用

1. 超声波发生器

• 超声波发生器是超声波清洗机的能量源，它能够将市电（通常为50Hz或60Hz的交流电）转换为高频电信号（频率一般在20kHz - 100kHz之间）。通过控制电路，可以精确地调节电信号的频率、功率等参数，以满足不同清洗工艺的要求。例如，对于清洗较为顽固的污渍，可能需要提高超声波的功率。

2. 换能器

• 换能器是将电能转换为机械能的核心部件。常见的换能器有压电换能器和磁致伸缩换能器两种类型。压电换能器利用压电陶瓷的压电效应，当在压电陶瓷上施加交变电压时，它会产生机械振动；磁致伸缩换能器则是利用某些磁性材料在磁场作用下会发生尺寸变化（磁致伸缩效应）来实现电能与机械能的转换。换能器将超声波发生器产生的高频电信号转换为高频机械振动，并将振动能量传递到清洗液中。

3. 清洗槽

• 清洗槽是盛放清洗液和待清洗物品的容器，它通常由不锈钢等耐腐蚀材料制成。清洗槽的形状和尺寸要根据清洗物品的大小和数量来设计，以保证清洗液能够充分覆盖物品。同时，清洗槽还需要具有一定的强度和密封性，以承受清洗液的压力和防止清洗液泄漏。

影响因素

1. 超声波参数

• 频率：不同的清洗对象和污渍类型需要选择合适的超声波频率。一般来说，低频超声波（20kHz - 40kHz）产生的空化气泡较大，冲击力较强，适合清洗较厚的污渍和大型物品；高频超声波（40kHz以上）产生的空化气泡较小，分布更均匀，适合清洗精密器件和表面要求较高的物品。例如，清洗机械零件上的油污可以选择低频超声波，而清洗电子元件上的微小灰尘则适合使用高频超声波。

• 功率：功率的大小直接影响清洗效果和清洗速度。功率过小，无法产生足够的空化作用，清洗效果不佳；功率过大，则可能会对清洗物品造成损伤，同时也会增加能耗。

2. 清洗液特性

• 清洗液的成分：不同的清洗液成分对污渍的溶解能力和清洗效果不同。例如，碱性清洗液对油脂类污渍有较好的清洗效果，酸性清洗液则适合清洗金属表面的锈迹和氧化物。

• 清洗液的温度：温度会影响清洗液的粘度、表面张力和化学反应速率等物理化学性质。一般来说，适当提高清洗液的温度可以增强清洗效果，但温度过高可能会导致清洗液挥发过快或对清洗物品造成损害。

3. 清洗物品特性

• 物品的材质：不同材质的物品对超声波的耐受能力不同。一些柔软的材料（如橡胶、塑料等）可能会在超声波的作用下发生变形或损坏，因此在清洗这类物品时需要选择合适的超声波参数和清洗液。

• 物品的形状和结构：物品的形状和结构会影响清洗液在物品表面的流动和分布，从而影响清洗效果。对于形状复杂、有微小缝隙的物品，需要调整超声波的频率和功率，以保证清洗液能够充分进入缝隙中进行清洗。