超聲波清洗機(jī)的發(fā)展前景及市場走向

二十世紀(jì)六十年代，自超聲波清洗機(jī)技術(shù)問世以來，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)：一定頻率范圍內(nèi)的超聲波清洗機(jī)，作用于液體介質(zhì)里，可以達(dá)到清洗的作用。經(jīng)過一段時間的研究和試驗(yàn)，不僅得到了滿意的效果，而且發(fā)現(xiàn)其清洗效率*，由此超聲波清洗機(jī)清洗機(jī)被逐漸運(yùn)用于各行各業(yè)中去。在應(yīng)用初期，由于電子工業(yè)的限制，超聲波清洗機(jī)清洗設(shè)備電源的體積比較龐大，穩(wěn)定性及使用壽命不太理想，價格昂貴，一般的工礦企業(yè)難以承受，但其出色的清洗效率及效果，仍然讓部分實(shí)力雄厚的國有企業(yè)一見傾心。隨著電子工業(yè)的飛速發(fā)展，新一代的電子元器件層出不窮，應(yīng)用新的電子線路以及新的電子元器件，超聲波清洗機(jī)電源的穩(wěn)定性及使用壽命進(jìn)一步的提高，體積減小，價格逐漸降低。二十世紀(jì)八十年代末，第三代超聲波清洗機(jī)電源問世，既逆變電源，應(yīng)用IGBT元件。新的超聲波清洗機(jī)電源具有體積小，可靠性高，壽命長等特點(diǎn)，清洗效率得以進(jìn)一步提高，而價格也降到了大部分企業(yè)可以接受的程度。 

隨著超聲波清洗設(shè)備的應(yīng)用范圍越來越廣泛，各種經(jīng)過不斷完善和改進(jìn)的新穎超聲波清洗設(shè)備正在取代已面市的老式設(shè)備。

近10年來，超聲波清洗機(jī)設(shè)備正在朝兩個方面發(fā)展。其一是，各種類型的多缸或傳動鏈?zhǔn)交蛏凳匠暻逑瓷a(chǎn)線相繼面市；其二是，低頻超聲波清洗機(jī)向高頻超聲波清洗機(jī)的發(fā)展。在美國、日本、歐洲以及亞太市場上，多缸式超聲波清洗設(shè)備總量已呈明顯上升之勢，高達(dá)總量的50%，而多工位半自動、全自動傳動鏈?zhǔn)交蛏凳匠暡ㄇ逑淳€體設(shè)備也已上升到總量的40%以上。

我國超聲波清洗技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)取得了較好的成效。一是機(jī)械零部件在電鍍前后的清洗或噴涂前的清洗，拆修零部件的清洗，要求高清洗度，如油泵油嘴偶件、軸承、制動器、燃油過濾器、閥門的清洗。二是印制電路板、硅片、晶片、元器件殼、座、鐵路系統(tǒng)用的信號控制繼電器、元器件、連接件、顯像管以及電真空器件等的清洗。三是眼鏡、顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡、瞄準(zhǔn)具等光學(xué)系統(tǒng)及取樣玻璃片的清洗。四是醫(yī)用器具、食品、制藥、生化等試驗(yàn)中所用各種瓶罐的清洗。五是噴絲頭、精密模具、精密橡膠件、珠寶工藝品等的清洗。

我國現(xiàn)有各類超聲波清洗設(shè)備制造企業(yè)上百家，但其分布主要集中在東南沿海地區(qū)。據(jù)統(tǒng)計資料，沿海地區(qū)的廠家占全國總數(shù)的85%，可見經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)對超聲波清洗技術(shù)的應(yīng)用不但在先，而且廣泛，普及程度高，同時，這又證明超聲波清洗技術(shù)在中西部地區(qū)推廣普及的前景十分廣闊。就產(chǎn)品水平而言，當(dāng)代產(chǎn)品與20世紀(jì)70—80年代的產(chǎn)品相比，技術(shù)進(jìn)步也十分明顯。

近年來，由于對汽車制動器生產(chǎn)線、冰箱壓縮機(jī)生產(chǎn)線的傳統(tǒng)清洗工藝實(shí)行技術(shù)改造，擬采用超聲波清洗工藝。在國外汽車底盤架、轎車外殼噴涂前的超聲波清洗，配合清洗液，將除銹、去氧化膜及磷化一次清洗處理完成，烘干后即可噴漆等都有了新的應(yīng)用和發(fā)展。

美國Dvpont公司在新澤西州制藥廠的應(yīng)用報告稱：超聲波清洗能除去反應(yīng)罐或化學(xué)處理桶殼表面的污物，比用普通方法節(jié)約能源，費(fèi)用低且減少環(huán)境污染，清洗過程簡單，只要在溶器中灌滿水，加熱到65℃，并加入2%的表面活性劑，進(jìn)行處理2—4h，即可清洗干凈。

歐洲的一些廠家曾清洗過9．1m3的罐，以前用甲醇加熱到沸點(diǎn)一次處理4—8h，總共要進(jìn)行5次清洗才能達(dá)到要求，而且超聲波清洗只需要一次處理即能達(dá)到要求，既節(jié)省溶劑，提率，又減少環(huán)境污染。

超聲波清洗機(jī)主要具有機(jī)械效應(yīng) (如傳聲媒質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)振動位移、速度、加速度、聲壓等力學(xué)量)、熱效應(yīng)(聲波在傳播過程中其部分能量被媒質(zhì)吸收變成熱能)和空腔效應(yīng)。其中空腔效應(yīng)是聲化學(xué)的應(yīng)用理論基礎(chǔ)，也zui為重要。空腔效應(yīng)由成核、微泡生長、空腔塌陷三步組成。在反應(yīng)體系中，液體內(nèi)存在張力弱區(qū)，即液體內(nèi)溶有氣體或在塵埃的液固界面上存在氣體 — 作為氣核，在超聲波清洗機(jī)作用下，氣核膨脹長大，并為周圍的液體蒸氣或氣體充滿，由于內(nèi)外壓力懸殊使空腔塌陷、破裂，把集中的聲場能量在極短的時間和極小的空間內(nèi)釋放出來，使介質(zhì)局部形成幾百到幾千K的高溫和超過數(shù)百個大氣壓的高壓環(huán)境，并產(chǎn)生出很大的沖擊力，起到激烈攪拌的作用，同時生成大量微泡。它們又作為新的氣核，使該循環(huán)繼續(xù)下去，這就是空腔效應(yīng)。

當(dāng)然并不是液體中所有的氣核都能產(chǎn)生空腔效應(yīng)，只有當(dāng)外加的超聲波清洗機(jī)頻率與氣核的固有頻率相同時，空腔效應(yīng)才能發(fā)生。同時也受到其它如聲波的強(qiáng)度、液體介質(zhì)的溫度以及介質(zhì)的蒸汽壓等的影響。誘導(dǎo)產(chǎn)生空腔效應(yīng)的超聲波清洗機(jī)頻率以20kHz～80kHzzui為適當(dāng)。過高的頻率不易產(chǎn)生空腔效應(yīng)，即使產(chǎn)生也需要大量的能量，而且其中大部分能量被轉(zhuǎn)化為熱能，使介質(zhì)溫度明顯提高。低強(qiáng)度超聲波清洗機(jī)的應(yīng)用不會引起介質(zhì)的任何狀態(tài)變化，只有高強(qiáng)度超聲波清洗機(jī)的應(yīng)用才可能對介質(zhì)有強(qiáng)烈的影響，引發(fā)空腔效應(yīng)。對大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)來說，反應(yīng)速度均隨聲強(qiáng)的增加而增加。但是，超聲波清洗機(jī)強(qiáng)度的作用受介質(zhì)溫度的影響極大。研究表明，隨著液體溫度的提高，聲強(qiáng)的影響明顯下降，在50℃水中發(fā)生的空腔效應(yīng)zui大。