超声波清洗机的原理是什么？在实际生产生活中有何应用？

超声波清洗技术最早出现在20世纪30年代初。新泽西RCA实验室的技术人员试图用一种简单的自制超声波清洗系统来清洗一些物体，但实验失败了。在此基础上，超声波清洗技术在20世纪50年代有了很大的发展，当时使用的超声波输出功率在20 ~ 40kHz之间。这个范围内的超声波在成千上万个不同的工作场所使用，其中许多是其他清洁方法无法很好地服务的。超声波能对工件施加巨大的能量，特别适用于去除牢固附着在基材上的污渍。然而，在一定条件下，超声波的强大能量也会损伤材料。在过去的十年中，超声波领域已经有了几项技术创新，提高了从易损工件上去除污垢的安全性。在此期间，超声波技术，特别是中高频超声波清洗技术有了新的发展，成为行业的亮点。近年来，人们发现利用兆赫声波(根据超声波的频率，40kHz以下称为常规或低频超声波，10000 kHz以上称为高频超声波，又称兆赫频率超声波，简称兆赫声波)清洗可以去除半导体器件表面的细小污渍颗粒，而不会损坏基片表面。目前，该技术已得到推广。

超声波清洗机主要由发生器、换能器和清洗槽三部分组成。发生器为动力源，产生电磁振荡信号，提供能量;换能器为振动源，是超声波清洗的关键部件。发生器产生的电磁振动转化为换能器本身的超声波振动，传递到清洗槽内产生空化效果，一般放置在槽底;清洗槽用于盛装清洗液和待清洗工件。

超声波的频率比人的听觉范围高20千赫。超声波与电磁波非常相似，可以被映射、聚焦和反射。然而，与可以在真空中随意传播的电磁波不同，超声波需要弹性介质的帮助才能传播。在传播过程中，能量根据超声波的传播方向传递，超声波的传播方向可分为纵波和水平波。两者都可以在固体中传播，但在气体和液体中，只能传播纵波。超声波能引起粒子振动，粒子振动加速度与超声波频率的平方成正相关。因此，几万赫兹的超声波会产生很大的力，强烈的超声波在液体中传播时，由于非线性效应，会产生声空化。当空化气泡突然关闭时，冲击波在其周围产生数千个大气压，直接反复撞击污垢层。气泡的振动也可以清洁固体表面。气泡也可以钻到裂缝里，通过振动来清除污垢。对于油渍，由于超声波空化作用，两种液体在页面上迅速分散乳化。当固体颗粒被油包裹并粘附在清洗部件表面时，油发生乳化，固体颗粒脱落。在振动过程中，空化气泡引起液体本身的循环，称为声流。它可以使振动气泡表面具有高速梯度和粘应力，促进被清洗件表面污垢的破坏和脱落。超声空化在固液表面产生的高速微射流可以去除或削弱边界结垢层，侵蚀固体表面，提高混合效果，加速可溶性结垢的熔化，增强化学清洗剂的清洗效果。此外，超声波振动可引起清洗液中质点的振动速度和加速度，使清洗件表面的污垢受到频繁而猛烈的冲击。从以上超声波清洗原理可以看出，任何液体浸入空化的地方都有清洗效果，不受复杂外形的限制。

由于超声波清洗本身具有其他物理清洗或化学清洗无法比拟的优点，广泛应用于日常生活、电子、制药、实验室、机械、金属、化工等行业。

日常生活

在日常生活中，可以用超声波清洗眼镜及配件，速度快，无损伤。宾馆、饭店、家庭日常清洁厨具，不仅有良好的清洁效果，而且有消除病毒的作用。

制药行业

超声波清洗技术已广泛应用于许多制药企业，特别是西林瓶、口服液瓶、氨瓶、大输液瓶、丁基橡胶塞、天然橡胶塞的清洗级别。对于瓶子的清洗，采用超声波清洗技术代替原有的毛刷，通过旋转注水、超声波清洗、内外清洗、气体干燥、旋转等过程完成。

电子行业

印刷电路板焊接后，一般或多或少有助于焊膏残留物粘附在基板上。这些残留物会对基材产生不良影响(如短路、通电、腐蚀、接触不良等)。它影响着电子制造业的质量。选择超声波清洗技术可以大大减少残留物的数量，进一步提高洁净度。

金属工业

众所周知，金属棒挤压成丝后，通常线外有碳膜和油污，酸洗或其他清洗方法，难以去除污垢(特别是整条线)，超声波制丝机是根据实际生产必要的连续制丝、高效清洗设备，粗洗部分由清洗储液罐、换能器、循环泵、过滤器和配套管道系统组成，超声波粗洗，晾干完成清洗过程。整套设备综合控制，简单、方便、效果好，广泛应用于钽线、钨丝、钼线、铌线、铜线(绝缘涂层前)等线材。

精密光学设备

由于切片、研磨等加工，光学设备镜片表面经常被研磨屑、油污等污染。有些已经渗透到表面的微观结构中，难以用其他工艺清洗，但可以通过改为高效的超声波清洗来解决。

以上就是超声波清洗的原理和实际应用的全部内容。超声波清洗具有广泛的应用和价值。相信随着科学技术的不断发展，超声波清洗将在清洗行业中迅速发展。