第一篇：超声波

超声波介绍

经研究证明：超声波作用于液体中时，液体中每个气泡的破裂会产生能量极大的冲击波，相当于瞬间产生几百度的高温和高达上千个大气压，这种现象被称之为“空化作用”，超声波清洗正是用液体中气泡破裂所产生的冲击波来达到清洗和冲刷工件内外表面的作用。超声波在液体中传播，使液体与清洗槽在超声波频率下一起振动，液体与清洗槽振动时有自己固有频率，这种振动频率是声波频率，所以人们就听到嗡嗡声。

超声波定义

超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。

工作原理

全自动超声波清洗机原理主要是将换能器，将功率超声频源的声能，并且要转换成机械振动，通过清洗槽壁使之将槽子中的清洗液辐射到超声波。由于受到辐射的超声波，使之槽内液体中的微气泡能够在声波的作用下从而保持振动。当声压或者声强受到压力到达一定程度时候，气泡就会迅速膨胀，然后又突然闭合。在这段过程中，气泡闭合的瞬间产生冲击波，使气泡周围产生1012-1013pa的压力及局调温，这种超声波空化所产生的巨大压力能破坏不溶性污物而使他们分化于溶液中，蒸汽型空化对污垢的直接反复冲击。一方面破坏污物与清洗件表面的吸附，另一方面能引起污物层的疲劳破坏而被驳离，气体型气泡的振动对固体表面进行擦洗，污层一旦有缝可钻，气泡立即“钻入”振动使污层脱落，由于空化作用，两种液体在界面迅速分散而乳化，当固体粒子被油污裹着而粘附在清洗件表面时，油被乳化、固体粒子自行脱落，超声在清洗液中传播时会产生正负交变的声压，形成射流，冲击清洗件，同时由于非线性效应会产生声流和微声流，而超声空化在固体和液体界面会产生高速的微射流，所有这些作用，能够破坏污物，除去或削弱边界污层，增加搅拌、扩散作用，加速可溶性污物的溶解，强化化学清洗剂的清洗作用。由此可见，凡是液体能浸到且声场存在的地方都有清洗作用，其特点适用于表面形状非常复杂的零件的清洗。尤其是采用这一技术后，可减少化学溶剂的用量，从而大大降低环境污染

应用范围

在所有的清洗方式中，全自动超声波清洗是效率最高、效果最好的一种，之所以超声波清洗能够达到如此的效果，是与它独特的工作原理和清洗方法密切相关的。我们知道，在生产和生活当中，需要清洁的东西很多，需要清洗的种类和环节也很多，如：物件的清除污染物，疏通细小孔洞，常见的手工清洗方法对异型物件以及物件隐蔽处无疑无法达到要求，即使是蒸汽清洗和高压水射流清洗也无法满足对清洁度较高的需求，超声波清洗对物件还能达到杀灭细菌、溶解有机污染物、防止过腐蚀等，因此，超声波清洗被日益广泛应用于各行各业：（1）机械行业：防锈油脂的去除；量具的清洗；机械零部件的除油除锈；发动机、化油器及汽车零件的清洗；过滤器、滤网的疏通清洗等。（2）表面处理行业：电镀前的除油除锈；离子镀前清洗；磷化处理；清除积炭；清除氧化皮；清除抛光膏；金属工件表面活化处理等。（3）仪器仪表行业：精密零件的高清洁度装配前的清洗等。（4）电子行业：印刷线路板除松香、焊斑；高压触点等机械电子零件的清洗等。（5）医疗行业：医疗器械的清洗、消毒、杀菌、实验器皿的清洗等。（6）半导体行业：半导体晶片的高清洁度清洗。（7）钟表首、饰行业：清除油泥、灰尘、氧化层、抛光膏等。（8）化学、生物行业：实验器皿的清洗、除垢。（9）光学行业：光学器件的除油、除汗、清灰等。

品牌产品

清洗机、超声波、工业超声波清洗机、高频超声波清洗机、超声波发生器、超声波换能器、全自动智能化超声波清洗机等产品。日前公司产品广泛应用于清洗眼镜、珠宝首饰、钟表、去除农药残留等民用家居等领域，而且已拓展到医疗、机械、纺织、电子、化纤、石油化工、大专院校、科研实验室、超硬材料及军工等行业或部门。

清洗方式

可区分全封闭/半封闭采用龙门多臂机械手移送工作，电脑控制触摸屏操作全过程。大大降低劳动强度。

超声波设备优点

1、超声波塑料焊接优点：焊接速度快，焊接强度高、密封性好； 取代传统的焊接/粘接工艺，成本低廉，清洁无污染且不会损伤工件；

焊接过程稳定，所有焊接参数均可通过软件系统进行跟踪监控，一旦发现故障很容易进行排除和维护。

2、超声波金属焊接优点： 1）、焊接材料不熔融，不脆弱金属特性。2）、焊接后导电性好，电阻系数极低或近乎零。3）、对焊接金属表面要求低，氧化或电镀均可焊接。4）、焊接时间短，不需任何助焊剂、气体、焊料。5）、焊接无火花，环保安全。

超声波金属焊接适用产品：1）、镍氢电池镍氢电池镍网与镍片互熔与镍片互熔。2）、锂电池、聚合物电池铜箔与镍片互熔，铝箔与铝片互熔。3）、电线互熔，偏结成一条与多条互熔。4）、电线与名种电子元件、接点、连接器互熔。5）、名种家电用品、汽车用品的大型散热座、热交换鳍片、蜂巢心的互熔。6）、电磁开关、无熔丝开关等大电流接点，异种金属片的互熔。7）、金属管的封尾、切断可水、气密。

3、超声波清洗机优点：相比其它多种的清洗方式，超声波清洗机显示出了巨大的优越性。尤其在专业化、集团化的生产企业中，已逐渐用超声波清洗机取代了传统浸洗、刷洗、压力冲洗、振动清洗和蒸气清洗等工艺方法。超声波清洗机的高效率和高清洁度，得益于其声波在介质中传播时产生的穿透性和空化冲击波。所以很容易将带有复杂外形、内腔和细空的零部件清洗干净，对一般的除油、防锈、磷化等工艺过程，在超声波作用下只需两三分钟即可完成，其速度比传统方法可提高几倍到几十倍，清洁度也能达到高标准，这在许多对产品表面质量和生产率要求较高的场合，更突出地显示了用其它处理方法难以达到或不可取代的结果

归纳其优点如下：

（1）清洗速度快，清洗效果好，清洁度高，工件清洁度一致，对工件表面无损伤。（2）不须人手接触清洗液，安全可靠对深孔、细缝和工件隐蔽处亦清洗干净。（3）节省溶剂、热能、工作场地和人工等。

(4)清洗精度高，可以强有力的清洗微小的污渍颗粒。

超声波设备原理

当超声波作用于热塑性的塑料接触面时，会产生每秒几万次的高频振动，这种达到一定振幅的高频振动，通过上焊件把超声能量传送到焊区，由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大，因此会产生局部高温。又由于塑料导热性差，一时还不能及时散发，聚集在焊区，致使两个塑料的接触面迅速熔化，加上一定压力后，使其融合成一体。当超声波停止作用后，让压力持续几秒钟，使其凝固成型，这样就形成一个坚固的分子链，达到焊接的目的，焊接强度能接近于原材料强度。超声波塑料焊接的好坏取决于换能器焊头的振幅，所加压力及焊接时间等三个因素，焊接时间和焊头压力是可以调节的，振幅由换能器和变幅杆决定。这三个量相互作用有个适宜值，能量超过适宜值时，塑料的熔解量就大，焊接物易变形；若能量小，则不易焊牢，所加的压力也不能太大。这个最佳压力是焊接部分的边长与边缘每1mm的最佳压力之积

第二篇：超声波

超声波

经研究证明：超声波作用于液体中时，液体中每个气泡的破裂会产生能量极大的冲击波，相当于瞬间产生几百度的高温和高达上千个大气压，这种现象被称之为“空化作用”，超声波清洗正是用液体中气泡破裂所产生的冲击波来达到清洗和冲刷工件内外表面的作用。

超声波在液体中传播，使液体与清洗槽在超声波频率下一起振动，液体与清洗槽振动时有自己固有频率，这种振动频率是声波频率，所以人们就听到嗡嗡声。

超声波定义

超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。

编辑本段概述

超声波清洗器采用超声波清洗的原理，可以达到物件全面洁净的清洗效果，特别对深孔，盲孔，凹凸槽清洗是最理想的设备，不影响任何物件的材质及精度。同时在生化，物理，化学，医学，科研及大专院校的实验中可作提取，脱气，混匀，细胞粉碎，纳米分解之用。

编辑本段超声波清洗机工作原理

超声波清洗机的工作原理是怎样的呢？下面就为大家介绍下其工作的主要环节和步骤，超声波清洗机如何工作的原理及知识。超声波清洗机原理主要是将换能器，将功率超声频源的声能，并且要转换成机械振动，通过清洗槽壁使之将槽子中的清洗液辐射到超声波。由于受到辐射的超声波，使之槽内液体中的微气泡能够在声波的作用下从而保持振动。

当声压或者声强受到压力到达一定程度时候，气泡就会迅速膨胀，然后又突然闭合。在这段过程中，气泡闭合的瞬间产生冲击波，使气泡周围产生1012-1013pa的压力及局调温，这种超声波空化所产生的巨大压力能破坏不溶性污物而使他们分化于溶液中，蒸汽型空化对污垢的直接反复冲击。

一方面破坏污物与清洗件表面的吸附，另一方面能引起污物层的疲劳破坏而被驳离，气体型气泡的振动对固体表面进行擦洗，污层一旦有缝可钻，气泡立即“钻入”振动使污层脱落，由于空化作用，两种液体在界面迅速分散而乳化，当固体粒子被油污裹着而粘附在清洗件表面时，油被乳化、固体粒子自行脱落，超声在清洗液中传播时会产生正负交变的声压，形成射流，冲击清洗件，同时由于非线性效应会产生声流和微声流，而超声空化在固体和液体界面会产生高速的微射流，所有这些作用，能够破坏污物，除去或削弱边界污层，增加搅拌、扩散作用，加速可溶性污物的溶解，强化化学清洗剂的清洗作用。由此可见，凡是液体能浸到且声场存在的地方都有清洗作用，其特点适用于表面形状非常复杂的零件的清洗。尤其是采用这一技术后，可减少化学溶剂的用量，从而大大降低环境污染。

编辑本段结构

超声波清洗机由超声波清洗槽和超声波发生器两部分构成。超声波清洗机槽用坚固弹性好、耐腐蚀的优质不锈钢制成，底部安装有超声波换能器振子；超声波发生器产生高频高压，通过电缆联结线传导给换能器，换能器与振动板一起产生高频共振，从而使超声波清洗机清洗槽中的溶剂受超声波作用对污垢进行洗净。[1]

编辑本段超声波如何完成清洗工作

超声波清洗是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、间接的作用，使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的。目前所用的超声波清洗机中，空化作用和直进流作用应用得更多。

1.空化作用

空化作用就是超声波以每秒两万次以上的压缩力和减压力交互性的高频变换方式向液体进行透射。在减压力作用时，液体中产生真空核群泡的现象，在压缩力作用时，真空核群泡受压力压碎时产生强大的冲击力，由此剥离被清洗物表面的污垢，从而达到精密洗净目的。

在超声波清洗过程中，肉眼能看见的泡并不是真空核群泡，而是空气气泡，它对空化作用产生抑制作用降低清洗效率。只有液体中的空气气泡被完全脱走，空化作用的真空核群泡才能达到最佳效果。

2.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。声波强度在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。通过此直进流使被清洗物表面的微油污垢被搅拌，污垢表面的清洗液也产生对流，溶解污物的溶解液与新液混合，使溶解速度加快，对污物的搬运起着很大的作用。3.加速度

液体粒子推动产生的加速度。对于频率较高的超声波清洗机，空化作用就很不显著了，这时的清洗主要靠液体粒子超声作用下的加速度撞击粒子对污物进行超精密清洗。

编辑本段专业使用方法

1．超声波清洗机安装

请参照超声波清洗机安装说明书连接清洗机的电控柜与主机间的温控传感器信号线、超声驱动线、加热器控制线等线路，并接通380VAC电源，安装清洗机的上水管、放水管与溢流排放管。

2．超声波清洗机加水

向清洗池内加入适量清水，液面高度以浸没将要清洗的零部件为准，一般不超过清洗池的四分之三。

3．超声波清洗机加温

启动电控加热开关，将水温调节旋钮上的白色刻度线指向适当的温度(应为60℃左右)。清洗机在使用过程中，清洗剂的最高温度不应超过70℃。

4．超声波清洗机加入清洗剂

待水温升至40℃左右时，将UC-O3零部件清洗剂加入清洗池中(一般一次5kg左右)，徐徐搅动清水使其充分溶解(此时亦可启动越声波或开启鼓气装置进行搅拌)。

5．超声波清洗机预处理

清洗之前宜用竹刀先将零部件表面的污垢(如防尘罩任其外表面会有很多尘土、气缸体类的零件在其外壳曲线变化处会积留很多厚且易除的油泥)简单清洁一下，以便延长清洗液使用寿命。

超声波能够进行精密清洗，但其对泥类的污物处理能力较弱，故预处理中，应尽量将黄泥或稀泥类的污物去除。

6．超声波清洗机零件摆放

将零部件置于钢筋料筐中轻轻放入清洗池内，当一次性放入的零件很多时，应尽量使它们在料筐中均匀分布，不相重叠。

7．超声波清洗机开机

超声波清洗机正常工作时，超声波由三个方向同时发射，按下侧超声启动，两侧的超声波即己启动，向右旋转功率调节旋钮，按下侧超声启动．并将其旋至合适的功率，此时LEO显示器显示当前底部超声工作功率值。

8．超声波清洗机停机

在清洗过程中若要停机，应先将功率旋钮调至最小。再按下停止底超声。清洗时间根据清洗表面情况掌握。

9．超声波清洗机溢流

若清洗池液面上存有过多的浮油．应当打开清洗机的溢流装置将其排除，以防止被清洗工件的二次污染。

具体操作如下：打开溢流排放阀，向清洗池中注入水或清洗液，直至清洗液开始溢流(建议用刮板类的器具向溢流口方向割涂浮油以促进其快速流出)，保持溢流排放阀常关以防上意外溢流造成地面污染。

10．超声波清洗机后处理

取出清洗好的零部件，用压缩空气将具各孔中的残留清洗液彻底吹净，并将表面吹干(建议配备一把吹尘枪配合空气压缩机使用)。若有条件，在清洗机附近最好配置水池。以便对取出的零部件进行漂洗。

11．超声波清洗机清洗剂的处理

当清洗机洗了过多的零件后，清洗剂中油泥的含量会相当高，加之超声波的乳化作用。清洗剂会因过脏发粘而减弱空化的能力，不宜继续使用。建议用户配置储水桶与清洗机配合使用，以沉淀过脏的清洗剂，用于再循环使用降低成本。

12．超声波清洗机浸泡的辅助作用

很多零部件，如气缸盖、活塞、连杆、增压涡轮、进排气歧管等都带这些零部件上的积炭，有一些较轻，[2]很容易就清洗干净，但有一些则很重，这种情况下，对工件必要的浸泡软化过程会取得更好的清洗效果。

编辑本段构成

超波清洗机主要由超声波清洗槽和超声波发生器两部分构成。超声波清洗槽用坚固弹性好、耐腐蚀的优质不锈钢制成，底部安装有超声波换能器振子；超声波发生器产生高频高压，通过电缆联结线传导给换能器，换能器与振动板一起产生高频共振，从而使清洗槽中的溶剂受超声波作用对污垢进行洗净。

超声波清洗机（英文注释Ultrasonic Cleaning Machine）的应用

1.概况

一定频率范围内的声波作用于液体介质内可起到清洗工件的作用，这一清洗技术自问世以来，受到了各行各业的普遍关注。超声波清洗的运用极大地提高了工作效率和清洗效果，以往，清洗死角、盲孔和难以触及的藏污纳垢一直使人们备感茫然，超声波清洗的开发和运用使这一工作变得轻而易举。近年来，随着电子技术的日新月异，超声波清洗也同我们日常工作密不可分，超声波清洗机经过了几代的演变，技术更加先进，效果更加显著，同样，它的价格也越来越多的被社会所接受，在各行各业中逐渐被广泛运用。

超声波是以每秒4万6千次的振动在液体中传导，由于超声波是一种压缩纵波，在推动介质的使用下会使液体中压力变化而产生无数微小真空气泡，造成空穴效应，当气泡受压爆破时，会产生强大的冲击力，同时超声波还有乳化中和作用能更有效防止被清洗掉的油污重新附在被清洗物体上。

2.应用范围

在所有的清洗方式中，超声波清洗是效率最高、效果最好的一种，之所以超声波清洗能够达到如此的效果，是与它独特的工作原理和清洗方法密切相关的。我们知道，在生产和生活当中，需要清洁的东西很多，需要清洗的种类和环节也很多，如：物件的清除污染物，疏通细小孔洞，常见的手工清洗方法对异型物件以及物件隐蔽处无疑无法达到要求，即使是蒸汽清洗和高压水射流清洗也无法满足对清洁度较高的需求，超声波清洗对物件还能达到杀灭细菌、溶解有机污染物、防止过腐蚀等，因此，超声波清洗被日益广泛应用于各行各业：

（1）机械行业：防锈油脂的去除；量具的清洗；机械零部件的除油除锈；发动机、化油器及汽车零件的清洗；过滤器、滤网的疏通清洗等。

（2）表面处理行业：电镀前的除油除锈；离子镀前清洗；磷化处理；清除积炭；清除氧化皮；清除抛光膏；金属工件表面活化处理等。

（3）仪器仪表行业：精密零件的高清洁度装配前的清洗等。

（4）电子行业：印刷线路板除松香、焊斑；高压触点等机械电子零件的清洗等。

（5）医疗行业：医疗器械的清洗、消毒、杀菌、实验器皿的清洗等。

（6）半导体行业：半导体晶片的高清洁度清洗。

（7）钟表首、饰行业：清除油泥、灰尘、氧化层、抛光膏等。

（8）化学、生物行业：实验器皿的清洗、除垢。

（9）光学行业：光学器件的除油、除汗、清灰等。

（10）纺织印染行业：清洗纺织锭子、喷丝板等。

（11）石油化工行业：金属滤网的清洗疏通、化工容器、交换器的清洗等。

3.超声波清洗的优点

相比其它多种的清洗方式，超声波清洗机显示出了巨大的优越性。尤其在专业化、集团化的生产企业中，已逐渐用超声波清洗机取代了传统浸洗、刷洗、压力冲洗、振动清洗和蒸气清洗等工艺方法。超声波清洗机的高效率和高清洁度，得益于其声波在介质中传播时产生的穿透性和空化冲击波。所以很容易将带有复杂外形、内腔和细空的零部件清洗干净，对一般的除油、防锈、磷化等工艺过程，在超声波作用下只需两三分钟即可完成，其速度比传统方法可提高几倍到几十倍，清洁度也能达到高标准，这在许多对产品表面质量和生产率要求较高的场合，更突出地显示了用其它处理方法难以达到或不可取代的结果。

归纳其优点如下：

（1）清洗速度快，清洗效果好，清洁度高，工件清洁度一致，对工件表面无损伤。

（2）不须人手接触清洗液，安全可靠对深孔、细缝和工件隐蔽处亦清洗干净。

（3）节省溶剂、热能、工作场地和人工等。

(4)清洗精度高，可以强有力的清洗微小的污渍颗粒。

4.注意事项

(1)超声波清洗机电源及电热器电源必须有良好接地装置。

(2)超声波清洗机严禁无清洗液开机，即清洗缸没有加一定数量的清洗液，不得合超声波开关。

(3)有加热设备的清洗设备严禁无液时打开加热开关。

(4)禁止用重物(铁件)撞击清洗缸缸底，以免能量转换器晶片受损。

(5)超声波发生器电源应单独使用一路220V/50Hz电源并配装2000W以上稳压器。

(6)清洗缸缸底要定期冲洗，不得有过多的杂物或污垢。

(7)每次换新液时，待超声波起动后，方可洗件。

编辑本段超声波清洗中应注意的几个问题

一、功率的选择

超声清洗效果不一定与（功率×清洗时间）成正比，有时用小功率，花费很长时间也没有清除污垢。而如果功率达到一定数值，有时很快便将污垢去除。若选择功率太大，空化强度将大大增加，清洗效果是提高了，但这时使较精密的零件也产生蚀点，得不偿失，而且清洗缸底部振动板处空化严重，水点腐蚀也增大，在采用三氯乙烯等有机溶剂时，基本上没有问题，但采用水或水溶性清洗液时，易于受到水点腐蚀，如果振动板表面已受到伤痕，强功率下水底产生空化腐蚀更严重，因此要按实际使用情况选择超声功率。

二、频率的选择

超声清洗频率从十几kHz到100kHz之间，在使用水或水清洗剂时由空穴作用引起的物理清洗力显然对低频有利，一般使用15-30kHz左右。对小间隙、狭缝、深孔的零件清洗，用高频（一般40kHz以上）较好，甚至几百kHz。对钟表零件清洗时，用400kHz。若用宽带调频清洗，效果更良好。

三、清洗笼的使用

在清洗小零件物品时，常使用网笼，由于网眼要引起超声衰减，要特别引起注意。当频率为28khz时使用10mm以上的网眼为好。

四、清洗液温度的选择

水清洗液最适宜的清洗温度为40-60℃，尤其在天冷时若清洗液温度低空化效应差，清洗效果也差。因此有部分清洗机在清洗缸外边绕上加热电热丝进行温度控制，当温度升高后空化易发生，所以清洗效果较好。当温度继续升高以后，空泡内气体压力增加，引起冲击声压下降，反应出这两因素的相乘作用。

五、关于清洗液量的多少和清洗零件的位置

一般清洗液液面高于振动子表面100mm以上为佳。例300W、24kHz液面约高120mm；600W、24kHz液面约高150mm。由于单频清洗机受驻波场的影响，波节处振幅很小，波幅处振幅大造成清洗不均匀。因此最佳选择清洗物品位置应放在波幅处。

六、其它

清洗大量污垢的零件一般要采用浸、喷射等方法进行预清洗。在清除了大部分污垢之后，再用超声清洗余下的污垢，则效果好。如果清洗小物品及形状复杂的物品（零件）时，如果采用清洗网或者使清洗物旋转，边振动边用超声辐射，能得到均匀清洗。

七、超声波清洗机清洗的技术特点

清洗效果好，清洁度高且全部工件清洁度一致。清洗速度快，提高生产效率，不须人手接触清洗液，安全可靠。对深孔、细缝和工件隐蔽处亦可清洗干净。对工件表面无损伤，节省溶剂、热能、工作场地和人工。

超声波清洗方式超过一般以的常规清洗方法，特别是工件的表面比较复杂，象一些表面凹凸不平，有盲孔的机械零部件，一些特别小而对清洁度有较高要求的产品如：钟表和精密机械的零件，电子元器件，电路板组件等，使用超声波清洗都能达到很理想的效果。

超声波清洗的作用机理主要有以下几个方面：因空化泡破灭时产生强大的冲击波，污垢层的一部分在冲击波作用下被剥离下来、分散、乳化、脱落。因为空化现象产生的气泡，由冲击形成的污垢层与表层间的间隙和空隙渗透，由于这种小气泡和声压同步膨胀，收缩，象剥皮一样的物理力反复作用于污垢层，污垢层一层层被剥离，气泡继续向里渗透，直到污垢层被完全剥离。这是空化二次效应。超声波清洗中清洗液超声振动对污垢的冲击。超声加速化学清洗剂对污垢的溶解过程，化学力与物理力相结合，加速清洗过程。

八、超声波清洗机的主要参数

1.频率：≥20KHz，可以分为低频，中频，高频3段。

2.清洗介质：采用超声波清洗，一般两类清洗剂：化学溶剂、水基清洗剂等。清洗介质的化学作用，可以加速超声波清洗效果，超声波清洗是物理作用，两种作用相结合，以对物件进行充分、彻底的清洗。

3.功率密度：功率密度=发射功率（W）/发射面积（cm2）通常≥0.3W/cm2，超声波的功率密度越高，空化效果越强，速度越快，清洗效果越好。但对于精密的、表面光洁度甚高的物件，采用长时间的高功率密度清洗会对物件表面产生“空化”腐蚀。

4.超声波频率：超声波频率越低，在液体中产生的空化越容易，产生的力度大，作用也越强，适用于工件（粗、脏）初洗。频率高则超声波方向性强，适用于精细的物件清洗。

5.清洗温度：一般来说，超声波在30℃-40℃时的空化效果最好。清洗剂则温度越高，作用越显著。通常实际应用超声波时，采用50℃-70℃的工作温度。

第三篇：概述超声波

概述

超声进入医学临床的半个多世纪中，初始在治疗研究中缓慢起步，随后在诊断探索中迅猛发展。40年代以前，欧洲许多科学家埋首于实验室，一些论著的主题多局限于实验研究，直至1949年第一届国际超声医学学术会议上，才有接触实践的临床治疗经验交流。随后陆续召开的几次国际超声医学学术会议上，交流的论文达到一定的深度与广度，初步奠定了超声治疗基础，推动了超声治疗学的发展。国内在这一领域起步较晚，直至50年代初期，始有少数医院开展超声治疗，公开报道的文献初见于1957年。40年来，已积累了一定数量的自己的第一手资料和比较丰富的具有中国特色的临床经验。90年代以来，国内相继召开了三次全国超声治疗学术会议，论文内容较为广泛，学术水准逐届提高。今秋即将召开第四届超声治疗学术会议，预期将会进一步推动超声治疗在国内更广泛深入地开展。

目前应用于临床治疗的除一般超声疗法外，已较为广泛开展的尚有超声药物透入疗法、超声雾化吸入疗法、超声穴位疗法（声针疗法），以及与其他理疗协同应用的超声-电疗法等等。近年来，超声治疗在某些方面取得了突破性进展，其中除现已广泛实践中日益发挥重要作用，目前已成功地用于抑制癌瘤生长和外科、妇科的各种手术治疗；眼科治疗青光眼已形成一套成熟技术和取得一系列成功经验，使聚焦超声均可起到有效破坏作用，被认为是继手术、化疗、放疗之后的第四种治癌方法。

超声不仅能改善心肌收缩、消除心律率乱，且能减少缺氧征象，从而使恢复过程的障碍得以排解。国外近期文献介绍心脏超声进展、新用途有：①超声瓣膜成形术；②超声血管成形和血栓溶解术；③超声起搏和除颤；④超声控释药物以及心脏旁路和声学过滤等。

上述若干重要新进展在有关章节中将逐项予以扼要叙述。

超 声 疗 法

大于20kHz、正常人不能感知的机械振动波为超声。应用从低至数10kHz至高达数MHz的超声，通过各种方式作用于人体以治疗疾病的方法，统称为超声疗法。

超声波的基本特性

频率在2kHz以上的声波称之为超声波，由于频率f升高，波长λ变短使得超声波比普通声波具有特殊性，即近似于光的某些特征。如束射性，由一种媒质进人另一种媒质发生折射、反射等。同时有很强的被吸收性与衰减性，带有很强的能量。本节简要介绍超声波的几个主要特征。

【超声波的束射性】

人耳可感受的声音是无指向性的球面波，即以声源为中心呈球面向四周扩散周围均能听到声音。由于超声波频率很高，所以方向性就相对要强，方向性即柬射性。当超声波发生体压电晶体的直径尺寸远大于超声波波长时，则晶体所产生的超声波就类似于光的特性，如图1一1一1所示。

紧靠晶体辐射板的一段叫近场区，接近于圆柱状；离晶本辐射较远的部分，超声波以一定的角度扩散，叫远场区。若压晶体圆片的直径为D,超声波在该介中的波长为λ，则近区的长度为：

D2－λ2D2

N= ————≈——（D》λ）

4λ4λ

由上式看出，压电晶体片直径愈大或频率越高，即波长λ愈短，则近场区的长度愈长，此超声波场的束射性就愈好。

声学工作者用光衍射法，对医用超声波换能器的声场显示做了深入、生动的研究。

就是这个研究成果的一组照片，它对我们深入而又形象地理解超声波的束射性，超声波的聚焦性，都有很大的帮助。图1-2是这种是这种光衍射法的实验光路图。图中的He——Ne激光器的波长为6328A（埃），O为一组组合透镜，它将光束镜发出的扩散光束变为平行光束。最后在相屏上得到的是一个超声波声束的倒立的实相。图1-3图1-6的一组照片，就是从这个相屏上拍摄而成的。整个实验均在暗室中进行。图1-5所示的这张未聚焦的单片换能器的全景超声波束照片，是我们超声波治疗机所发出的超声波声束的生动、形象的显示，是值得我们深入研究和理解的。

理解了超声波的束射性，对超声波治疗有重要的意义。由于超声波具有很强的束射性，在超声波治疗时，要注意使用声头辐面垂直，对准治疗部位。以由于超声波声头辐射出的超声波场中心处最强，愈向外侧愈弱，所以，在超声波治疗操作时，一般都要以一定的速度，在治疗部位做小圆周或其它形式的移动，以使治疗部位得到的超声波剂量基本均匀，从而保证治疗效果的良好。

【超声波的透射、反射、折射与聚集】

由于超声波的频率较高，所以超声波在定向传播时，在两种不同媒质的分界面上，会出现类似于光线一样的透射、反射和折射现象。

光线的透射、反射与折射现象是常见的。例如，我们在一个黑暗的环境里将一束光线投身到一个盛满水的透明玻璃烧杯里，我们将十分清楚地看到光线在水面上产生的透射、反射与折射现象。我们采用图1一2所示的光衍射法，也可以清楚地看到超声波声束的反射、透射与折射现象。见图1一7。

光的聚集现象是常见的。如果我们手边在一个放大镜，在强烈的阳光下，太阳光经过放大镜的聚集到一点，就会将这一点上的纸或者香烟等物点燃。许多人都亲身做过这个实验。

超声波的聚集现象和光线的聚集现象是一样的。利用超声波聚集装置可以将超声波束会聚到一点，从而将超声波的声强提高几倍甚至几千倍，利用这样巨大的声强可以做许多很有意义的工作。例如:超声波切割、超声波钻孔、超声波打磨等。

【超声波的吸收与衰减】

声波在各种媒质中传播时，由于媒质要吸收掉它的一部分能量，所以，随着传播路程的增加，声波的强度会逐渐减弱。

在一个广场上，一个民族弦乐正在为广大群众作街头演出，许多人闻讯前去观看和欣赏那动听的音乐。当你从远处走近这个乐队时，首先听到的是那音调低沉的鼓声，随着你慢慢走近乐队，你就逐渐听到了锁呐声、笛声、二胡声等;当你最后走到乐队周围时，你才听到了那音调很高的清脆的铃声。

这个例子，很生动地说明了各种不同频率的声波，在空气中传播时被吸收的程度是不同的。频率越高的声波，空气对它的吸收越强，所以它传播的距离较短。例如上述乐队中音调很高的铃声;因其频率很高，空气对它的吸收作用很强，所以传不远。反之，对频率越低的声波，空气对它的吸收较少，因此，它传播的距离较长。上述乐队中音调低沉的大鼓声音传得很远，正是由于它的频率很低的缘故。

声波在媒质中传播时，被吸收而衰减的另一个特点是对于同一个声波，当它在围体、液体或气体，以及各种不同物质中传播时，它被吸收的程度也是不同的。对于一个频率固定的声波，在气体中传播时，它被吸收的最厉害;在液体中传播时，它吸收的较少；而在固体中传播时，则被吸收的最少。所以，声波在空气中传播的最短，在水中则可传播的远一些，而在金属中则能传播得很远。

以上关于声波吸收的两个特性，无论对可听声，或是对超声波，都是适用的。对于超声波来讲，由于它的频率很高，所发，它在空气中传播时，被吸特别厉害。据科学家们的实验，频率为100亿Hz的超声波，在它离开声源的一刹那间，马上会被空气全部吸收掉。在超声波治疗的临床应用中，对于超声波的吸收特性，必须予以足够的重视。这一点，在下面的有关章节中，将要详细谈到。

【超声波的巨大能量】

超声波之所以在工业、国防和医疗等方面发挥着独特而又巨大的作用，还有一个原因是由于超声波比一般可听声有着强大的功率。根据声学工作者的实验测定，一般的讲话声音的能量是很小的。假设我们想用普通说话的能量来烧开一壶水，那么，必须动员700多万人，连续大声喊叫12个小时才行。超声波具有的能量，要比一般可听声大的多。根据有关声学实验测定，频率为100万赫兹的超声波的能量，要比同幅度的频率为1000赫兹的可听声能量大100万倍。所以说，拥有巨大的能量，是超声波的一个重要特点。超声波的许多应用，也都是利用它的这一特点进行工作的。为什么超声波拥有这么强大的功率呢？这是由于声波到达某一物质中时，由于声波的振动作用，使物质中的分子随便之一起振动，两者振动的频率是一致的。物质分子振动的频率，决定了该物质分子振动的速度，频率越高，速度越大。我们知道，一个运动物体所具有的动能E与其质量M和运动速度有下列关系:

E=Mv2

即，运动物体的动能与其质量成正比，与其速度的平方也成正比。

由于超声波的频率很高，它使所进入的物质分子运动速度，也随之变的很高。根据上式可知，这样高的运动速度，使该物质分子具有很大的动能，这就是超声波拥有巨大能量的缘故。

【超声波的声压特性】

所谓“声压”指的是由于声波的振动而使声场中的物体受到附加压力的强度，单位为公斤/

平方厘米，一般可听声的声压非常微小，其数值约为0.000001公斤/平方厘米~0.000002公斤/平方厘米。这公微小的声压，一般是不引起人们的注意的。但是，超声波的声压，一般是很大的。例如，在水中通过一般强度的超声波时，因超声波而产生的附加压力，可以达到好几个大气压。超声波之所以能够产生这样强的声压，可以达到好几个大气压，其根本原

因仍然是由于超声波的频率很高，所以振动时，使高密度分子间的伸拉很快以致使其间形成瞬时的真空与压缩高密度区，产生巨大的压力差。当它的振幅达到一定程度时，超声波拥有的能量十分巨大。

当超声波束通过液体时，由于巨大的超声波声压作用，可以在液体中出现“空化现象”。这种现象所产生的瞬时压力，可以高达几千个，甚至上万个大气压!这么巨大的瞬时压力，使超声波的应用，在许多方面显示出它独特的巨大作用。现在已被普遍应用的超声波清洗，超声波乳化等，都是超声波空化现象的具体运用。

超声波的空化现象是怎样产生的呢?让我们通过观察一个声学实验，来了解空化现象产生的奥妙。

如图1一8所示，在一个盛满水的玻璃容器中，放大一个超声波发生器的声头。

在超声波机末工作之前，该容器中的液体分子受到的只是大气压的压力，液体的分子都很稳定，没有什么变化。当超声波机开始工作后，一般强大的超声波束穿过了整个液体内部。我们知道，当声波通往某种物质时，由于声振动现象，这种压缩和稀疏相互交替的作用，使该物质分子受到的压力产生了变化。例如当超声波振动使水分子压缩时，水分子所受到压力将是大气压加上水分子被压缩时受到的压力，这个变化的压力就是前面我们所谈到的“声压”。当这个巨大的声压使水分子团压缩时，好象水分子团受到了来自四面八方的巨大压力(参看图1一8A)当超声波振动使水分子稀疏时，水分子又受到了向四面八方散开的拉力(参看图1一8B)。对于一般的液体，它能经受得住声压的巨大压力作用，所以在受到压缩力时，水分子团不会发生反常的现象。但是当水分子团受到稀疏作用而受到四面八方的拉力时，它们就支持不住了。在拉力集中的地分，水分子团就会断裂开来，这种断裂作用，最容易发生在存有杂质和气泡的地方，因为这些地方水的强度特别低，根本经不住几倍于大气压力的巨大的拉力作用而发生断裂。这种断裂的结果，使水中会产生许多气泡状的小空腔，这种空腔存在的时间很短，一瞬间，就会闭合起来。小空腔闭合的时侯，会产生巨大的瞬时压力，一般的可高达几千个，甚至上万个大气压。这种巨大的瞬时压力，可以使悬浮在水中的固体表面受到急剧的破坏，超声波的绝妙的清洗作用、乳化作用以及超声波治疗中利用超声波来击碎 脑血栓和胆结石块等，都是运用了超声波的这种巨大的瞬时压力。这种由于超声波在液体中的声压，而使液体分子团破裂而产生无数气体小空腔，由于这些小空腔闭合而产生的瞬时压力的现象，称之为超声波的空化现象。超声波的空化现象，也是超声波的重要特性之一。

第四篇：超声波作业指导书

桥梁支座超声波探伤作业指导书

本指导书仅适用厚度≥30mm的碳钢铸件的超声波探伤，及根据探伤结果对铸件进行评级。所用的方法仅限于A型显示脉冲反射法。本指导书依据标准为《铁路桥梁球型支座》及GB/T 7233.1-202_ 铸钢件 超声波检测第1部分：一般用途铸钢件。

1、设备材料

1.1仪器：超声波探伤仪。1.2探头：纵波直探头。

1.3试块：选择与桥梁支座材质相同的铸钢件对比试块。1.4刚直尺或盒尺。

2、探伤过程

2.1工件名称编号、规格；热处理状态：正火；表面粗糙度基本符合探伤要求（机加工后表面Ra≤12.5μm）；耦合剂：机油与黄甘油混合剂、水或浆糊；探伤方法：纵波法；探测面：上支座板、下支座板凹半球球面及底面大平面；定量标准≤φ4当量平底孔，评级标准根据缺陷面积进行判定，具体内容见GB/T7233.1-202_铸钢件 超声波检测第1部分：一般用途铸钢件，铸钢的超声波探伤质量等级不低于II级。2.2探伤准备

2.2.1校准探伤机试块频次：每天校准一次。

2.2.2清理工件探测面的油污，测量总体尺寸，选择试块，记录工件编号。2.2.3根据铸件缺陷的大致分布情况及性质选用探头。2.2.4仪器的测距校正到纵波声程100mm。注意：不能使用始波与第一次底面回波调整测距。

2.2.5仪器的“信号抑制”置“关”或“0”，探伤灵敏度校正如工件厚度小于3N（3N=127mm），用各声程对比试块校正灵敏度。校正后记录衰减器读数N，校正后不得使用“发射”、“增益”旋钮，但可使用衰减器。校正时选用铸钢对比试块，并填写相应记录。如工件厚度大于3N（3N=127mm），用大平底校正，计算灵敏度公式如下： △N=40lg（d1/d2）+40lg（a2/a1）=10lg（30/100）≈-21dB 其中d：平底孔直径 a：声程 △N=20lg[（πd2/(2λa)]=-22dB 其中λ=c/f c:纵波声速 f:探头频率

下支座板盆环探测面时灵敏度和固定支座相同。2.3探伤操作 2.3.1粗探及缺陷形状的判定

在下支座板凹半球球面及底面大平面作全面扫查，扫查探伤人员要选择有规律的扫查路径进行探伤相邻两次扫查应相互重叠覆盖范围应大于探头晶片尺寸的15%，探头的移动速度不得大于150mm/s。探头在最高缺陷波附近沿直线左右扫查，当波峰下降速度很快时，此时即可判定此缺陷为点状，当波峰下降缓慢时，即可认定此缺陷为条状；当底波消失时，缺陷波很强，可以认为是大面积缺陷，如：夹层、裂纹；当缺陷波和底波都很低或者两者都消失，可认为是大而倾斜缺陷或疏松；当缺陷波互相彼连，高低不同，底波明显下降时，可认为是密集缺陷。2.3.2精探

逐个测量每个缺陷的位置，即与工件侧面的距离（用钢板尺测量）和缺陷的埋藏深度hx。缺陷的大小即波高Nx（衰减器读数），点状：在波高为基准波高H-80%时，记录hx和Nx，计算其当量直径dx。Dx=d（hx/h）10Nx-N/40 条状缺陷用相对6dB法测长Lx。

注意：一个缺陷测量后，必须恢复到起始灵敏度。

2.4探伤完毕，整理好设备，根据探伤结果，填写记录并对铸件进行判定，符合质量等级不低于II级的铸件判为合格，否则为不合格，铸件内部有裂纹报废。

3、由操作者填写相关记录。

第五篇：超声波测距

超声波测距

超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离s，即：s=340m/s× t / 2。这就是所谓的时间差测距法。本实验利用超声波测得的距离从串口中显示。

元器件清单：

Arduino UNO × 1； USB数据线 × 1 ； 杜邦线若干；

超声波传感器 × 1； 无线蓝牙模块×1；

知识要点：

pulseIn()：用于检测引脚输出的高低电平的脉冲宽度。pulseIn(pin, value)pulseIn(pin, value, timeout)Pin---需要读取脉冲的引脚 Value---需要读取的脉冲类型，HIGH或LOW

Timeout---超时时间，单位微秒，数据类型为无符号长整型。

使用方法及时序图：

1、使用Arduino采用数字引脚给SR04的Trig引脚至少10μs的高电平信号，触发SR04模块测距功能；

2、触发后，模块会自动发送8个40KHz的超声波脉冲，并自动检测是否有信号返回。这步会由模块内部自动完成。

3、如有信号返回，Echo引脚会输出高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。此时，我们能使用pulseIn()函数获取到测距的结果，并计算出距被测物的实际距离。

SR04与Arduino接线示意图：

Arduino示例程序：

/* 功能：利用SR04超声波传感器进行测距，并用串口显示测出的距离值

// 设定SR04连接的Arduino引脚 const int TrigPin = 2;const int EchoPin = 3;float distance;void setup()

{

// 初始化串口通信及连接SR04的引脚

Serial.begin(9600);

pinMode(TrigPin, OUTPUT);

// 要检测引脚上输入的脉冲宽度，需要先设置为输入状态

pinMode(EchoPin, INPUT);

Serial.println(“Ultrasonic sensor:”);}

void loop(){

// 产生一个10us的高脉冲去触发TrigPin

digitalWrite(TrigPin, LOW);

delayMicroseconds(2);

digitalWrite(TrigPin, HIGH);

delayMicroseconds(10);

digitalWrite(TrigPin, LOW);

// 检测脉冲宽度，并计算出距离

distance = pulseIn(EchoPin, HIGH)/ 58.00;

Serial.print(“The distance is “);

Serial.print(distance);

Serial.print(“cm”);

Serial.println();

delay(1000);}

连线实物图：

下载完程序后，打开串口监视器，并将超声波传感器对向需要测量的物体，即可看到当前超声波传感器距物体的距离，如下图：