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Q:超音波振盪子的選擇

在低超音波頻段(20─100KHz),目前工業上絕大多數是採用單螺釘夾緊的夾心式壓電換能器(複合換能器),

架構上的差別 主要在于輻射體(與不鏽鋼板粘接的鋁塊)的形狀,一種是錐體喇叭;另一種直棒形狀。

喇叭狀換能器的聲輻射效率比棒狀換能器高,即同樣的輸入電功率.在清洗槽中得到較大的聲功率,而消耗在換能器上的電功率較少,因而換能器的發熱也低. 當輸入換能器的電功率相同時, 由於喇叭輻射面的面積比棒狀換能器大,所以輻射面的聲強較低,與其黏結的不鏽鋼板表面空化腐蝕小。

清洗槽(或浸入式換能器)的壽命延長。所以在一般情況下 採用喇叭狀換能器較好. 這種換能器尤其在較高頻段{40KHz以上),其優點更為突出. 因為它可以削弱橫向振動所帶來的不良影 響由於頻帶較寬,也有利于掃頻清洗. 在某些場合,例如清洗較深螺孔時.宜採用高輻射聲強的換能器,此時換能器的輻射體常具有尖削聚焦形狀,以提升輻射面的聲強。這種換能器一般不是黏結在清洗 槽上,而是直接插入液體中進行清洗。

目前有些超音波清洗機商品,粘在清洗槽底或壁上的換能器分佈過密,一個緊挨一個的排列.輸入換能器的電功率強度達到每平方厘米2-3瓦,這樣高的強度一方 面會加快不鏽鋼板表面(與清洗液接觸的表面)的 空化腐蝕,縮短使用壽命,另一方面由於聲強過高。

會在鋼板表面附近產生大量較大的氣泡,增加聲傳播損,在遠離換能器的地方削弱清洗作用。

一般選用功率 強度每平方厘米低于1.5瓦為宜(按粘有換能器的鋼板面積計算)。

如果清洗槽較深, 除槽底粘有換能器外, 在槽壁上也應考慮黏結換能器。

換能器與清洗槽的黏結質量對超音波清洗機整機的質量影響很大.不但要黏牢,而且要求膠層均勻、不缺膠和不允許有裂縫,使音波能量最大限度地向清洗液中傳 輸,以提升整機效率和清洗效果。目前有些清洗設備為避免換能器從清洗槽上掉下來。

採取螺釘加粘膠的固定 模式,這種連接模式雖然換能器不會掉下來,但是存在許多隱患。

如果螺釘焊接質量差,例如不垂直于不鏽鋼板表面,則膠層不均勻,甚至有裂痕或缺膠,能量傳輸 會削弱;另一方面.如果焊接不好也會影響不鏽鋼表面的平整,導致加速空化腐蝕,縮短使用壽命. 判斷黏結質量的方法之一,是在清洗槽裝水並開機工作一段時間後,測量換能器的溫升。如果在眾多的換能器中某個換能器溫升特別快,則表明該換能器可能黏結不 好.因為此時聲輻射不好,電能量大部分消耗在換能器上而發熱。

另一個方法是在小信號條件下逐個測量 換能器的電阻抗大小來判別黏結質量 目前在超音波清洗機的性能方面還存在一些模糊的認識︰認為功率越大,換能器數目越多.其性能越好,價值越高,甚至以此論價.這種認識是不全面的. 如上述,換能器布得過密,功率密度過大,不但清洗效果不好,而且槽底易空化腐蝕.另一方面, 目前超聲 波清洗機商品所標的功率大多是電功率而不是聲功率,如果所標是指消耗工頻功率,則超音波清洗機質量的優劣應該由效率來判斷。如果效率低,在同樣清洗效果時 則耗電大,反而增加了用戶的費用。超聲清洗機的效率包括兩部分.一是超聲頻電源的效率.即輸入換能器的 高頻電功率與消耗工頻電功率之百分比;另一部分是電聲轉換效率,即進入清洗液中的聲功率與輸入換能器的電功率之百分比.