超聲波清洗機發展進化史

    超聲波清洗機清洗技術是功率超聲技術的一個重要應用，超聲波檢測技術和功率超聲技術是超聲波技術的兩個重要應用，超聲波檢測技術包括超聲波探傷、B超等醫用超聲檢測技術、超聲波測厚儀、雷達、水聲應用等。功率超聲技術利用超聲波的空化效應、機械能量轉化效應、熱效應、加速效應等效應來實現不同的目的，主要應用有：超聲波清洗、提取、置換、乳化、萃取、均勻、細胞粉碎、超聲波催化、超聲波測距、超聲波焊接、超聲波加工(打孔，雕刻，拋光等等)、超聲波洗牙、超聲波美容、超聲波霧化、超聲馬達與超聲懸浮等。下面科強超聲就談一下超聲波清洗、提取、置換、乳化、萃取、均勻、細胞粉碎的主要設備超聲波清洗機的發展進化歷史。

    超聲波清洗機的早期發展史

    談起超聲波清洗清洗機的發展進化歷史，有一個很重要的的人物，那就是柴野佳英，超聲波清洗技術已有近50多年的歷史，日本在40多年前就開始使用，但一個誤解一直困擾著這項技術，使人們懷疑超聲波清洗器的效果。傳統的超聲波清洗器理論認為，氣泡起到了清洗的作用。柴野佳英經過反復試驗發現，事實上，氣泡只是由超聲波的強力粗密波引起的單純的氣體爆發而已，它反而會抑制甚至消除超聲波清洗器的清洗力，真正發揮清洗作用的是真空的氣穴。這一發現實現了超聲波清洗器領域的革命性突破。1987年，柴野佳英發表了超聲波清洗器的基本理論，為了區別于傳統理論，他把自己的研究成果稱為柴野理論，以此為基礎的超聲波清洗器技術定義為新超聲波清洗器技術。他根據這一理論研制的超聲波清洗器設備，清洗效果大大優于同類產品，能夠成功地控制氣穴現象的發生位置、發生密度、發生效率和沖擊力。其他同業廠家花25分鐘仍然無法很好地清洗去掉焊接毛刺，用昴星團的清洗設備在6秒鐘內就可去除；其他同業廠家設備花2小時仍然無法去除的密著部分焊劑，昴星團可以在2分鐘內去除，并確保不損壞被加工物。 　　

    昴星團的誕生談起從事超聲波清洗機研究的歷程，柴野佳英顯得特別興奮。1970年，柴野佳英從日本國立福島工業高等專科學校電氣工程專業畢業后，就職于蛇目縫紉機工業技術研究所。1975年，他進入了一家工業清洗公司，當時剛剛開始有超聲波清洗器，但大量使用三氯乙烯、氟里昂等有毒有害的化學溶劑作為清洗介質，對環境的污染相當嚴重。當時日本工業正處在高速發展期，大量工業廢水排放到河流，很多人因為飲用了受污染的水而得病，尤其是一些殘疾人因為迫于生計從事有毒有害的工作而過早死亡。柴野佳英目睹這一切，強烈社會責任感使他下定決心要用環保技術造福人類，他說：世界養育了我，我有義務為世界作貢獻！從此他走上了研究環保超聲波清洗器的道路。 　　

    一個偶然的因素促使他發現了超聲波清洗機的奧妙。當時由于缺乏資金，一切都只能因陋就簡，試驗設備更是無從談起。由于超聲波清洗機槽大多采用不銹鋼制成，無法從側面觀察超聲波在介質中產生的狀況，而柴野佳英因為缺錢，買了一個透明塑料魚缸代替，這樣很容易觀察到清洗槽里的變化。他發現，放置在魚缸底部的超聲波發生器產生的很多氣泡不斷上升，一個大氣泡變成兩個小氣泡，最后炸開來。傳統的超聲波清洗器原理就是通過超聲波在液體介質中傳播產生氣泡，再通過氣泡爆炸產生的力量來起到清洗物體表面的效果。然而因為氣泡里有空氣存在，爆炸產生的力量有限，因此清洗效果不理想。柴野佳英通過反復試驗，不斷改進，終于研制成了新型的超聲波清洗器裝置，使氣泡成為真空的氣穴，從而糾正了長期以來人們對超聲波清洗器技術的誤解。他還嘗試用水代替以前超聲波清洗器常用的氟里昂等有毒有害介質，向環保的目標更邁進了一步，1993年此項發明獲得美國環境保護局（epa）保護臭氧層環境保護獎。他發明的清洗力數字計測器，可隨時計測超聲波的音壓和氣穴沖擊力，從而將清洗裝置調整到最佳狀態。

    超聲波清洗機原理

    下面簡單介紹下超聲波清洗機原理：超聲波清洗機原理主要是通過換能器，將功率超聲頻源的聲能轉換成機械振動，通過清洗槽壁將超聲波輻射到槽子中的清洗液。由于受到超聲波的輻射，使槽內液體中的微氣泡能夠在聲波的作用下從而保持振動。破壞污物與清洗件表面的吸附，引起污物層的疲勞破壞而被駁離，氣體型氣泡的振動對固體表面進行擦洗。  

    超聲波清洗機圖片

    超聲波清洗機近期發展  

    近15年來，超聲波清洗技術迅速發展，超聲波清洗機正在朝兩個方面開展。其一是，自動程度越來越高，各種類型的多槽式或傳動鏈式或升降式的半自動和全自動超聲清洗設備相繼面市；其二是，低頻超聲波清洗機向高頻超聲波清洗機的開展。在美國、日本、歐洲以及亞太市場上，多槽式超聲波清洗機和全自動超聲波清洗機總量已呈明顯上升之勢，高達總量的50％，多工位半自動、全自動傳動鏈式或升降式超聲波清洗線體設備也已上升到總量的40％以上。 

    我國現有各類超聲波清洗機制造企業幾百家，但其散布主要集中在華東、華南和華北（主要是山東,江蘇，廣東，浙江和河北等，山東，廣東和江蘇最多）。據統計材料，華東（山東，廣東，江蘇和浙江）的廠家占全國總數的80％，可見經濟興旺地域對超聲波清洗技術的應用不但在先，而且普遍，提高水平高，同時，這又證明超聲波清洗技術在中西部地域推行提高的前景非常寬廣。就產品程度而言，當代產品與20世紀70—80年代的產品相比，技術進步也非常明顯。 

    近年來，由于對汽車制動器消費線、冰箱緊縮機消費線的傳統清洗工藝實行技術改造，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，配合專用清洗液，將除銹、去氧化膜及磷化一次清洗處置完成，烘干后即可噴漆等都有了新的應用和開展。 美國advanced sonic proctssing svstems公司，推出一系列大量清洗煤或貴金屬礦物的設備，例如清洗金屬顆粒礦物質外表的泥土、膠體類物質，使化學劑發揮更好的作用；洗煤粉除灰去硫等，處置率為每小時十幾噸。 美國dvpont公司在新澤西州制藥廠的應用報告稱：超聲波清洗能除去反響罐或化學處置桶殼外表的污物，比用普通辦法節約能源，費用低且減少環境污染，清洗過程簡單，只需在溶器中灌滿水，加熱到65℃，并參加2％的外表活性劑，停止處置2—4h，即可清洗潔凈。 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一次處置4—8h，總共要停止5次清洗才干到達請求，而且超聲波清洗只需求一次處置即能到達請求，既儉省溶劑，進步效率，又減少環境污染。 

    隨著超聲波清洗機的應用范圍越來越普遍，各種經過不時完善和改良的新穎超聲波清洗設備正在取代已面市的老式設備。 兆赫超聲波清洗技術是指采用頻率700khz—2mhz的超聲波停止清洗。清洗系統普通由壓電換能器陳列、清洗容器和清洗液、高頻電功率發作器及控制電路等組成，關于某些特定的清洗對象，有時還配有熱空氣烘干、專用清洗架(籃)及清洗液的過濾循環系統。 兆赫超聲波清洗技術的主要特性，一是防止了高光亮度物體的外表損傷；二是可除去附著在外表的亞微米大小的顆粒；三是浸入液體中，面向換能器的一面能被洗凈，所以要停止兩面清洗。 

    目前，國外市場上已有商用的兆赫超聲波清洗設備。美國verteq、imtec、prosys公司已開發出這類設備用于半導體消費線上，在對100—300mm硅片的清洗中，可除去硅片外表上小到0．15μm的微小顆粒，而且可加快漂洗過程并有效地阻止粒子在硅片外表上重新附著。兆赫超聲波清洗是國外許多大范圍集成電路制造廠家消費過程中不可短少的規范設備。  

    超聲波清洗機目前幾個最主要的應用領域

    我國超聲波清洗技術也取得了很大的進步，設備品種越來越多樣化和智能化。我國超聲波清洗機主要應用行業和領域主要有：

1、機械行業：機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，請求高清洗度，如油泵油嘴偶件、軸承、制動器、燃油過濾器、閥門的清洗。

2、電子電器行業：印制電路板、硅片、晶片、元器件殼、座、鐵路系統用的信號控制繼電器、元器件、銜接件、顯像管以及電真空器件等的清洗。

3、光學鏡片行業：眼鏡、顯微鏡、望遠鏡、瞄準具等光學系統及取樣玻璃片的清洗。

4、實驗室應用：醫用用具、食品、制藥、生化等實驗中所用各種瓶罐的清洗、實驗室器皿的清洗，另外還常用于實驗室脫氣、萃取、乳化、均勻、置換等。

5、運輸工具行業：汽車、 輪船、 飛機、 火車和軍用機械缸體缸蓋、曲軸、活塞、連桿、挺柱、油底殼、集濾器、變速箱、殼體、齒輪組件、渦輪增壓器的清洗。

6、化學工業：化纖噴絲頭、噴絲板、化纖高精濾芯、鈦棒等的清洗。

7、硬質合金業：貴重金屬絲、金剛石網篩、刀頭刀具的清洗以及金剛石微粉篩分等。

8、其他行業：五金加工件、不銹鋼板、各種金屬管材、精細模具、精細橡膠件、珠寶工藝品、餐具等的清洗。 

    超聲波清洗機發展展望 　　

    超聲波清洗機技術的發展過程及現在超聲波清洗機的普遍應用證明超聲波清洗技術是有著傳統清洗技術無可比擬優勢的，實踐也證明如此，在一些電子，電鍍，制藥等行業超聲波清洗已成為必不可少的清洗環節。隨著現代科技的發展，超聲波清洗應用行業也在進一步普及，已經滲透到工業生產和科學研究的多個方面。在不遠的將來超聲波清洗技術將成為一門最主要的清洗技術之一。

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