超聲波乳化是指利用超聲波的能量將液體分散成更小的液滴或微粒,使其更加均勻細致。超聲波乳化的原理是超聲波在液體中產生微射流場,這種微射流場可以將液體分散成微小的液滴或微粒,并使其分散均勻。這種乳化過程可以在幾秒鐘內完成,并且可以獲得更小尺度的液滴或微粒,具有更好的分散性和均勻性。超聲波乳化應用多,包括食品工業、制藥工業、化妝品工業等。例如,在食品工業中,超聲波乳化可以用于制作各種乳制品、果汁、醬料等,提高其口感和穩定性。在制藥工業中,超聲波乳化可以用于制作藥物微粒,提高藥物的吸收率和療效。在化妝品工業中,超聲波乳化可以用于制作各種化妝品,提高其穩定性和均勻性??傊暡ㄈ榛且环N高效、環保、節能的液體處理技術,具有多的應用前景和市場需求。從單一變幅桿的母線形狀來分類,又可分為階梯、指數、懸鏈線、圓錐、高斯、傅里葉、余弦等類型。寧波60K超聲波聲化學中試機
超聲波焊接時不向焊接件輸送電流,只是在靜壓力下將彈性振動能量轉變為焊件間的摩擦功、形變能以及隨之有限的溫升;焊接材料結合不需要助焊劑,不會產生光、煙、水、氣等額外排廢物,低碳環保,經濟高效。功率超聲焊接系統主要由超聲波發生器(簡稱發生器)、超聲波換能器(簡稱換能器)、超聲波變幅桿(簡稱變幅桿)以及其他輔助裝置組成,發生器將220V/50Hz的交流電能轉換為20~30kHz的高頻電能,換能器利用壓電陶瓷的壓電效應將其轉換為同頻率的軸向高頻機械振動即超聲波,通過變幅桿放大其振幅并傳遞給焊件,在外加壓力作用下進行超聲波焊接。功率超聲焊接系統組件系統由發生器、換能器、變幅桿、支架、刀輪、氣缸、氣閥、電流表等組成。氣缸、氣閥用來產生壓力,刀輪在氣缸作用下頂緊變幅桿前端,電流表用以調節工作電流大小。在一定大氣壓和電流作用下,PET紗等材料穿過變幅桿和刀輪接觸縫隙,在高頻振動下熔融分子層,完成焊接切割及封合。 溫州NTK超聲波變幅桿爆裂的空化泡會產生超過10,000 psi的壓力和20,000 °F (11,000 °C) 的高溫。
超聲波清洗是一種高效、快速、安全且環保的清洗方式。它利用超聲波產生的高頻振動波來破壞物體表面的污垢,將其從物體表面去除。超聲波清洗技術廣泛應用于各種工業領域,包括電子、機械、醫療、航空等行業。超聲波清洗的原理是利用超聲波的振動力量,在清洗液中產生局部高壓和低壓區域,產生微小的渦流和沖擊波,將物體表面的污垢分離并去除。它能夠快速地將物體表面的污垢去除,不需要太長時間就能完成清洗任務。此外,超聲波清洗技術采用物理清洗方式,不需要使用任何化學物質,對環境和人體無害。它可以清洗復雜形狀的物體和細小孔隙中的污垢,但某些電子組件(尤其是MEMS設備)可能會由于清潔過程中受到的振動而損壞或破壞??偟膩碚f,超聲波清洗具有高能量、高頻率、高速度等特點,能夠產生強烈的震蕩和溶解作用。同時,它也是一種非常節能的清洗方式。
超聲波應用非常廣,涵蓋了醫用、工業、環保、安防、海洋勘探、非破壞性檢測以及食品加工和質量等多個領域。以下是一些具體應用場景:醫用領域:超聲波在醫用上常用于診斷和各種疾病、如心臟病、妊娠等。超聲成像技術可以無創地顯示人體內部的形態和結構,是醫用影像技術中的重要組成部分。此外,超聲波還可以用于碎石、殺菌消毒等。工業領域:超聲波在工業上應用廣,如檢測材料的缺陷、測量物體的尺寸和厚度、檢測流體的流速和水位等。此外,超聲波還可以用于清洗、焊接、加工等,具有高效、美觀、節能等優點。環保領域:超聲波可以用于檢測水質、空氣質量和土壤污染等環保問題,以及氣體分析、自動控制等方面。安防領域:超聲波可用于探測物體的位置和運動狀態,用于安防系統的監控和防盜。海洋勘探:超聲波可以用于探測海底地形、生物和礦產資源等,是海洋勘探的重要工具。非破壞性檢測:超聲波可用于非破壞性檢測材料的缺陷和疾病,如混凝土中的裂縫、管道中的漏洞等。汽車制造和維護:超聲波可用于檢測汽車零部件的缺陷和磨損情況,如輪胎、制動系統、引擎等。食品加工和質量控制:超聲波可用于檢測食品中的缺陷和異物、測量食品的密度和黏度等。 不同的液體存在不同的空化臨界點,故超聲波能量必須超過該臨界點才能達到清洗效果。
變幅桿的作用有兩個,一是將換能器的振動位移放大或速度位移放大,或者把超聲能量集中在較小的輻射面上起聚能作用。夾芯式壓電陶瓷換能器在20kHz電激勵信號作用下的伸縮變形很小,一般在4~5μm左右,不能直接傳遞到焊件,而變幅桿則可以將其放大到20~30μm,能更好地進行能量傳遞和焊接;二是作為機械阻抗變換器,在換能器和聲負載之間進行阻抗匹配,使超聲能量更有效地向負載傳遞。變幅桿的固有頻率應與換能器的諧振頻率一致,以獲得**小的聲阻抗,從而使軸向振幅比較大,提高能量轉化效率。為此,在設計變幅桿時,其長度應為基波半波長或其整數倍,并通過數值模擬或有限元分析的方法進行模態分析,修正設計缺陷,保證其科學合理的諧振頻率、諧振長度、放大系數和形狀因數,從而在源頭上保證變幅桿與換能器的匹配。圖5為所設計變幅桿的結構示意圖,I區、III區為定截面,II區為錐形變截面,R為過渡半徑,II區將振幅逐漸放大。圖6為變幅桿有限元模態分析效果圖,當頻率為接近于換能器頻率的某一值時,變幅桿軸向振動比較好。另外,在機械加工中,充分保證設計幾何尺寸,嚴格約束公差,保證變幅桿的加工精度,將加工制造帶來的影響降到**小。 若將這些單一形狀變幅桿組合起來進行設計,則是復合型變幅桿。廣州海爾曼超聲波金屬焊接
高頻的另一個優勢在于減小了粘滯邊界層(泊努里效應),使得超聲波能夠'發現'極細小的微粒。寧波60K超聲波聲化學中試機
在操作超聲波設備前,必須仔細閱讀并理解使用手冊。超聲波設備的設置參數,如頻率、功率和作用時間,都應根據具體的應用需求進行精確調整。錯誤的參數設置不僅會影響設備的工作效率,還可能對處理的材料造成損害,甚至損壞設備本身。因此,操作人員應接受專業培訓,熟悉設備的各項功能和操作規范,避免因誤操作而導致的不必要損失。超聲波設備的存儲和運輸同樣需要特別注意。在設備不使用時,應將其存放在干燥、無塵、無腐蝕性氣體的環境中,以避免設備受到外界因素的侵蝕。同時,設備的運輸過程中要防止劇烈的震動和碰撞,以確保設備內部的精密部件不受損壞。對于設備的包裝,應使用防震、防潮的材料,并在包裝外標明“易碎”、“精密儀器”等字樣,以提醒搬運人員小心處理。寧波60K超聲波聲化學中試機