超声波清洗机的发展前景及市场走向

二十世纪六十年代，自超声波清洗机技术问世以来，科学家们发现：一定频率范围内的超声波清洗机，作用于液体介质里，可以达到清洗的作用。经过一段时间的研究和试验，不仅得到了满意的效果，而且发现其清洗效率*，由此超声波清洗机清洗机被逐渐运用于各行各业中去。在应用初期，由于电子工业的限制，超声波清洗机清洗设备电源的体积比较庞大，稳定性及使用寿命不太理想，价格昂贵，一般的工矿企业难以承受，但其出色的清洗效率及效果，仍然让部分实力雄厚的国有企业一见倾心。随着电子工业的飞速发展，新一代的电子元器件层出不穷，应用新的电子线路以及新的电子元器件，超声波清洗机电源的稳定性及使用寿命进一步的提高，体积减小，价格逐渐降低。二十世纪八十年代末，第三代超声波清洗机电源问世，既逆变电源，应用IGBT元件。新的超声波清洗机电源具有体积小，可靠性高，寿命长等特点，清洗效率得以进一步提高，而价格也降到了大部分企业可以接受的程度。 

随着超声波清洗设备的应用范围越来越广泛，各种经过不断完善和改进的新颖超声波清洗设备正在取代已面市的老式设备。

近10年来，超声波清洗机设备正在朝两个方面发展。其一是，各种类型的多缸或传动链式或升降式超声清洗生产线相继面市；其二是，低频超声波清洗机向高频超声波清洗机的发展。在美国、日本、欧洲以及亚太市场上，多缸式超声波清洗设备总量已呈明显上升之势，高达总量的50%，而多工位半自动、全自动传动链式或升降式超声波清洗线体设备也已上升到总量的40%以上。

我国超声波清洗技术的应用已经取得了较好的成效。一是机械零部件在电镀前后的清洗或喷涂前的清洗，拆修零部件的清洗，要求高清洗度，如油泵油嘴偶件、轴承、制动器、燃油过滤器、阀门的清洗。二是印制电路板、硅片、晶片、元器件壳、座、铁路系统用的信号控制继电器、元器件、连接件、显像管以及电真空器件等的清洗。三是眼镜、显微镜、望远镜、瞄准具等光学系统及取样玻璃片的清洗。四是医用器具、食品、制药、生化等试验中所用各种瓶罐的清洗。五是喷丝头、精密模具、精密橡胶件、珠宝工艺品等的清洗。

我国现有各类超声波清洗设备制造企业上百家，但其分布主要集中在东南沿海地区。据统计资料，沿海地区的厂家占全国总数的85%，可见经济发达地区对超声波清洗技术的应用不但在先，而且广泛，普及程度高，同时，这又证明超声波清洗技术在中西部地区推广普及的前景十分广阔。就产品水平而言，当代产品与20世纪70—80年代的产品相比，技术进步也十分明显。

近年来，由于对汽车制动器生产线、冰箱压缩机生产线的传统清洗工艺实行技术改造，拟采用超声波清洗工艺。在国外汽车底盘架、轿车外壳喷涂前的超声波清洗，配合清洗液，将除锈、去氧化膜及磷化一次清洗处理完成，烘干后即可喷漆等都有了新的应用和发展。

美国Dvpont公司在新泽西州制药厂的应用报告称：超声波清洗能除去反应罐或化学处理桶壳表面的污物，比用普通方法节约能源，费用低且减少环境污染，清洗过程简单，只要在溶器中灌满水，加热到65℃，并加入2%的表面活性剂，进行处理2—4h，即可清洗干净。

欧洲的一些厂家曾清洗过9．1m3的罐，以前用甲醇加热到沸点一次处理4—8h，总共要进行5次清洗才能达到要求，而且超声波清洗只需要一次处理即能达到要求，既节省溶剂，提率，又减少环境污染。

超声波清洗机主要具有机械效应 (如传声媒质的质点振动位移、速度、加速度、声压等力学量)、热效应(声波在传播过程中其部分能量被媒质吸收变成热能)和空腔效应。其中空腔效应是声化学的应用理论基础，也zui为重要。空腔效应由成核、微泡生长、空腔塌陷三步组成。在反应体系中，液体内存在张力弱区，即液体内溶有气体或在尘埃的液固界面上存在气体 — 作为气核，在超声波清洗机作用下，气核膨胀长大，并为周围的液体蒸气或气体充满，由于内外压力悬殊使空腔塌陷、破裂，把集中的声场能量在极短的时间和极小的空间内释放出来，使介质局部形成几百到几千K的高温和超过数百个大气压的高压环境，并产生出很大的冲击力，起到激烈搅拌的作用，同时生成大量微泡。它们又作为新的气核，使该循环继续下去，这就是空腔效应。

当然并不是液体中所有的气核都能产生空腔效应，只有当外加的超声波清洗机频率与气核的固有频率相同时，空腔效应才能发生。同时也受到其它如声波的强度、液体介质的温度以及介质的蒸汽压等的影响。诱导产生空腔效应的超声波清洗机频率以20kHz～80kHzzui为适当。过高的频率不易产生空腔效应，即使产生也需要大量的能量，而且其中大部分能量被转化为热能，使介质温度明显提高。低强度超声波清洗机的应用不会引起介质的任何状态变化，只有高强度超声波清洗机的应用才可能对介质有强烈的影响，引发空腔效应。对大多数化学反应来说，反应速度均随声强的增加而增加。但是，超声波清洗机强度的作用受介质温度的影响极大。研究表明，随着液体温度的提高，声强的影响明显下降，在50℃水中发生的空腔效应zui大。