超音波自動洗浄機の原理

2024-07-13 14:05:50

超音波自動洗浄機の原理は、主にトランスデューサーを介してパワー超音波周波数源の音響エネルギーを機械振動に変換し、洗浄タンクの壁を通してタンク内の洗浄液に超音波を放射することです。超音波の放射により、タンク内の液体中の微小気泡は音波の作用下で振動を維持できます。汚れの吸着を妨げ、洗浄面を破壊し、汚れ層に疲労損傷と剥離を引き起こし、ガス気泡の振動が固体表面をこすります。

超音波は、周波数が20000Hz以上の音波です。指向性が良く、浸透力が強く、集中した音エネルギーを得やすいです。水中での伝播距離が長く、距離測定、速度測定、洗浄、溶接、破砕、殺菌、消毒などに使用できます。医療、軍事、産業、農業など、さまざまな分野で応用されています。超音波は、その下限周波数にちなんで名付けられており、人間の聴覚の上限とほぼ等しいです。超音波自動洗浄機の原理は、主に、パワー超音波周波数源の音響エネルギーをトランスデューサーを介して機械振動に変換し、洗浄タンクの壁を通してタンク内の洗浄液に超音波を放射することです。超音波の放射により、タンク内の液体内のマイクロバブルは、音波の作用下で振動を維持できます。

音圧または音の強さが一定の圧力に達すると、気泡は急速に膨張し、その後突然閉じます。この過程で、気泡が閉じる瞬間に衝撃波が発生し、気泡の周囲に1012〜1013paの圧力と局所的な温度調整を引き起こします。超音波キャビテーションによって発生する巨大な圧力は、不溶性の汚染物質を破壊し、それらを溶液に分化させることができます。蒸気式キャビテーションは、汚染物質に直接逆の影響を与えます。

一方で、汚れと洗浄部表面の吸着を破壊し、他方では、汚れ層の疲労損傷を引き起こし、拒絶される可能性があります。気泡の振動が固体表面を洗浄します。汚れ層に掘削可能な隙間ができると、気泡はすぐに「掘削」して振動し、汚れ層を脱落させます。キャビテーションにより、2つの液体は界面で急速に分散して乳化します。固体粒子が油に包まれて洗浄部の表面に付着すると、油が乳化され、固体粒子は自然に脱落します。超音波が洗浄液中を伝播すると、正と負の交互音圧が発生し、洗浄部に衝突するジェットが形成されます。同時に、非線形効果により、音響流とマイクロ音響流が発生します。超音波キャビテーションは、固体と液体の界面で高速のマイクロジェットを生成します。これらの効果はすべて、汚れを破壊し、境界汚染層を除去または弱め、攪拌および拡散効果を高め、溶解性汚染物質の溶解を促進し、化学洗浄剤の洗浄効果を高めることができます。このことから、液体が浸透でき、音場が存在する場所であればどこでも洗浄効果があることがわかります。これは、非常に複雑な表面形状を持つ部品の洗浄に適しています。特にこの技術を採用した後は、使用する化学溶剤の量を減らすことができ、環境汚染を大幅に削減できます。

2 番目の超音波は液体中を伝播し、液体と洗浄タンクが超音波周波数で一緒に振動します。液体と洗浄タンクが振動すると、それぞれに固有の周波数、つまり音波の周波数があるため、ブーンという音が聞こえます。

さらに、超音波洗浄の過程で目に見える泡は真空芯泡ではなく気泡であり、キャビテーションを抑制し、洗浄効率を低下させます。液体中の気泡が完全に引き離された場合にのみ、真空芯泡のキャビテーション効果は良好な結果を達成できます。