超聲波清洗起源于20世紀(jì)60年代。自超聲波技術(shù)問(wèn)世以來(lái)，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，超聲波在一定頻率范圍內(nèi)作用于液體介質(zhì)，可以達(dá)到清潔的效果。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的研究和實(shí)驗(yàn)，不僅取得了令人滿意的效果，而且發(fā)現(xiàn)其清潔效率非常高，因此超聲波清逐漸應(yīng)用于各行各業(yè)。在應(yīng)用初期，由于電子工業(yè)的限制，超聲波清洗設(shè)備的電源體積相對(duì)較大，穩(wěn)定性和使用壽命不理想，價(jià)格昂貴，一般工礦企業(yè)難以承受，但由于其優(yōu)良的清洗效率和效果，仍受到一些強(qiáng)大的國(guó)有企業(yè)的追捧。隨著電子工業(yè)的快速發(fā)展，新一代電子元件層出不窮，應(yīng)用新的電子線路和電子元件，進(jìn)一步提高超聲波電源的穩(wěn)定性和使用壽命，減少體積，逐漸降低價(jià)格。
人們能聽(tīng)到的聲音是頻率為20~2萬(wàn)Hz的聲波信號(hào)。高于2萬(wàn)Hz的聲波稱為超聲波。聲波的傳輸按正弦曲線垂直傳輸，即一層強(qiáng)一層弱，依次傳輸。當(dāng)弱聲波信號(hào)作用于液體時(shí)，會(huì)對(duì)液體產(chǎn)生一定的負(fù)壓，使液體中形成許多小氣泡，當(dāng)強(qiáng)聲波信號(hào)作用于液體時(shí)，會(huì)對(duì)液體產(chǎn)生一定的正壓，液體中形成的小氣泡會(huì)被壓碎。研究證明，當(dāng)超聲波作用于液體時(shí)，液體中每個(gè)氣泡的破裂會(huì)產(chǎn)生巨大的能量沖擊波，相當(dāng)于瞬間產(chǎn)生數(shù)百度的高溫和數(shù)千個(gè)大氣壓。這種現(xiàn)象被稱為空化效應(yīng)。超聲波清洗是利用液體中氣泡破裂引起的沖擊波清洗和清洗工件內(nèi)外表面。
超聲波清洗器主要由以下組件組成：
(1)清洗槽:放置待洗工件。
(2)換能器(超聲波發(fā)生器):將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
(3)電源:為換能器提供所需電能。
(4)換能器將高頻電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能后，會(huì)產(chǎn)生振幅很小的高頻振動(dòng)，并傳播到清洗罐中的溶液中。在換能器的作用下，清洗液的內(nèi)部會(huì)不斷產(chǎn)生大量的小氣泡并立即破裂。每個(gè)氣泡的破裂將產(chǎn)生數(shù)百度的高溫和近1000個(gè)大氣壓沖擊波，從而清洗工件。
當(dāng)超聲波電源改變?nèi)粘９╇婎l率時(shí)，通過(guò)輸出電纜輸送到超聲波發(fā)生器（換能器），將高頻電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)并發(fā)射到清洗液中。當(dāng)高頻機(jī)械振動(dòng)傳播到液體時(shí)，清洗液中會(huì)產(chǎn)生空化現(xiàn)象，以達(dá)到清洗的目的。由于超聲波的頻率很高，液體中空化現(xiàn)象產(chǎn)生的氣泡數(shù)量眾多，無(wú)處不在，因此工件的清洗可以非常徹底，即使在形狀復(fù)雜的工件中，只要能接觸到溶液，就可以完全清洗。由于每個(gè)氣泡的體積都很小，雖然它們的破裂能量很高，但對(duì)于工件和液體，不會(huì)產(chǎn)生機(jī)械破壞和明顯的溫升。
