超声波清洗技术及应用

 超声波是频率在人耳听觉范围上限(16kHz～20kHz)以上的声波,超声波因其频率高、方向性强、穿透本领大,尤其是在液体中能产生空化现象等特点,已被广泛应用到许多领域。超声波应用技术甚多,主要分为检测超声、医学超声、声表面波、功率超声及高频超声等,超声波清洗技术(以下简称“超声清洗”)是功率超声应用最广泛的一种。超声清洗有时被称“无刷清洗”,把工件放入超声清洗机中,无需任何刷、搓、滚动等清洗动作,污物“自动”从工件表面脱落,一会儿就干净如新,看起来非常神奇,那么,它究竟是怎样清洗的呢?     

日本近两年生产的超声仪器八项

智能超声波塑料焊接机 据报导:日本股份有限公司研制成功了新一代超声波塑料焊接机,这种焊接机内装设有16彼特,11MHz的微处理机。其频率有20kHz和40kHz两种,在1ms之内最多可以同时操作23个焊接项目,最少也能处理操作20个项目。它与一般的焊接机不同之处在于:(1)利用超声波进行焊接的制品几乎无破损、成品率高;(2)可产生大的、复杂的喇叭形振荡;(3)该机的电路全部采用固体电路;(4)用微机操作能够同时指令多种焊接条件。     

超声清洗的国内概况

超声技术的发展是从第二次世界大战后开始的,功率超声(首先是超声清洗和去污)是五十年代后寸发展起来的,以后逐渐应用于其它方面,如超声焊接、处理、加工……等等.所谓超声,其下限频率是不严格的,国内一般是从16千赫开始,至于上限则随技术的发展而不断提高,现在已能产生核赫级的超声波了.不过超声清洗及其在液体中的处理,一般不超过50千赫,其功率密度通常在每平方厘米零点几瓦到几十瓦之间. 近几年来国内科学技术的发展,特别是电子技术的进展,推动了超声技术的发展和应用,使超声清洗在工业、农业、医疗卫生、国防及科研等各个领域得到广泛采用,并逐渐向纵的方面发展,如超声乳化、分散、凝聚、破坏边界、除气脱泡、灭菌消毒等.由于涉及的面很广,而了解掌握的情况不多,故仅就近年来国内的情况,作一简单介绍.     

功率超声与清洗技术

 超声波是物理学的一个分支,它是指频率在２０ｋＨｚ以上的声波．由于它具有良好的束射性、很高的强度和很强的穿透能力等特点,所以应用十分广泛．超声波的应用可以分为两大类：一类是检测超声;另一类是功率超声．检测超声是利用超声波的性质来对物质进行各种检验和测量,如Ｂ超、流量和液位测量等;而功率超声则是利用超声波振动形式的能量使物质的一些物理、化学和生物性质或状态发生改变。利用超声波进行清洗,是功率超声一种最广泛的应用,它起始于五十年代初,其特点是清洗速度快、质量高、易于实现自动化．特别适用于清洗表面形状复杂的工件,如对于精密工件上空穴、狭缝、凹槽、微孔及暗洞处,通常的洗刷方法难以奏效.     

超声滚压中的空化现象*

在超声滚压加工中引入切削液后可能会产生空化现象,由此产生的微射流和冲击波对超声表面强化将有积极作用。为研究超声滚压加工中空化现象是否存在及空化效应在超声滚压中的作用,本文首先分析了超声滚压中的空化阈值,然后进行了染色法试验和超声滚压后试样氧元素能谱分析,最后通过超声滚压加工对比试验研究了空化效应对加工后材料表面粗糙度和显微硬度的影响。研究发现,超声滚压加工中的声压幅值远大于空化阈值,满足空化存在的必要条件;超声滚压中发生了明显的卡纸染色现象,引入切削液后工件超声滚压加工表面氧元素含量显著提高,表明超声滚压中发生了空化现象。超声滚压加工中的空化效应能进一步降低工件表面粗糙度和提高表面显微硬度,有利于提高工件表面强化质量。本研究为空化效应在超声滚压中的积极利用提供了依据。     

激光超声无损检测技术

 传统的无损检测方法具有一定的局限性,例如:在高温高压、高湿、有毒等某些恶劣检测环境中,或被测工件具有放射性或腐蚀性,以及被测工件具有较快的运动速度时,已不能完全满足要求。因此,人们一直都在努力寻找适合于上述情况的无损检测方法。这里介绍一种激光超声检测技术,它是利用激光脉冲激发超声从而实现无损检测的一种方法,已逐渐成为材料无损检测的一种重要手段。本文详细介绍了激光超声的检测原理及应用,并指出目前尚存在的问题及解决措施。激光超声的激发原理激光超声是指用脉冲激光在介质中所产生的超声波或利用激光来产生超声这一物理过程。激光可以在固体中产生超声,也可以在气体和液体中产生超声。     

基于超声光栅衍射的液体密度测试

采用超声波与光栅衍射的联合实现液体密度的测量.超声波发生器在周期性高频正弦电信号的激励下产生超声波,此超声波在样品池液体中传输可以产生周期性排布的疏密纵波,进而使液体的折射率呈现周期性排列,当激光束垂直入射此液体时,会产生类似光栅的作用.通过CCD采集分析经过样品池后单色出射光线的衍射图样,得出液体的密度.     

CJY-3型超声波洁牙器

上海超声波仪器厂新近研制成功的CJY-3型超声波洁牙器是一种防治结合的口腔手术器械,它是大规模开展牙周病防治所不可缺少的新颖器械。CJY-3型超声波洁牙器利用换能器中晶片所产生的超声振动(约30,000—34,000次/S),通过聚能杆集中在工作刀具端部。当工作刀具轻轻地接触齿面来回摩擦触及牙垢或结石时,就能迅速粉碎剥离,并由喷出的水流带     

超声波雾化铝表面液滴的试验研究

介绍了一种超声波抑霜新方法。对频率20 kHz的超声波作用下铝表面液滴的雾化现象进行了可视化观测。对不同超声输入功率以及不同超声作用时间下,70 mm×70 mm×3 mm铝表面液滴群的雾化概率进行了分析。试验结果发现,超声波可以瞬间雾化铝板表面液滴;随着超声输入功率的增加,铝表面液滴雾化概率逐渐增加;功率越低,超声作用时间对液滴雾化概率的影响越显著。结果表明,超声波可以去除铝板表面作为结霜初始阶段的液滴,为冷表面有效抑霜提供了可能。     

超声生物效应及超声临床诊断的安全性

一、引 言 超声波在医学临床中的应用可分为诊断与治疗两大类.用于诊断的超声波只作为信息的载体,把超声波射入人体的目的,是通过它与人体组织之间的相互作用获取有关生理与病理的信息,而不给人体留下任何影响.为此,常常使用几十mW/cm~2以下的低强度超声.用于治疗时,超声波则作为一种能量形式,把它射入人体的目的,则是要通过它与人体组织的相互     

应用超声光栅测量变压器油中超声波速度

近几十年来,由于压电换能原件效率的提高和低噪声的集成元件放大器的应用,超声波传感器在变压器的在线监测及局部放电检测中得到广泛的应用．准确测量变压器油中超声波的传播速度,对变压器局部放电检测研究具有非常重要的意义．根据超声波在液体中传播时能够形成超声光栅的特点,介绍了一种应用分光计精确测量变压器油中超声波速度的方法．实验测得29．3℃时变压器油中超声波速度为1432m／s,与超声手册中标准值符合得很好,相对误差仅为0．5％．该方法有助于提高变压器在线监测及局部放电检测的精确度．     

基于蒙特卡罗模拟的超声辅助OCT成像研究

通过蒙特卡罗模拟方法研究了超声波提高OCT成像质量的机理,以宏观经典理论和微观量子理论分别阐述了光和超声的相互作用,建立了存在超声辅助时光在生物组织中传播的模型,模拟了有超声辅助和无超声辅助两种情况下生物组织多次散射光的分布.模拟结果表明,与光平行射入生物组织的超声波能够使OCT成像系统中的多次散射光降低80%,携带组织信息的单次散射光在组织返回光中所占比重增大为无超声辅助时的2倍,从而增大了OCT成像的探测深度及图像对比度.     

铝酸钠溶液的鲁米诺增强声致发光研究

用荧光光谱分析仪测定了在超声作用下的铝酸钠Luminol溶液的荧光光谱.并对不同超声功率、不同组成的铝酸钠溶液的声致荧光光谱进行了研究,发现在超声空化时,铝酸钠Luminol溶液可以产生声致荧光;在相同功率的超声波作用下,浓度较高,铝酸钠溶液中Na2O/Al2O3摩尔比较低的铝酸钠溶液的声致荧光强度较弱.同时讨论了声致荧光与超声强化铝酸钠溶液结晶过程的关系.     

CHJ-S-2型超声波塑料焊接机

上海超声波仪器厂新近研制成功了一种新颖的大功率超声波塑料焊接机,它是焊接热塑性塑料制品的最新设备,各种注塑而成的胶件都可以使用该设备进行焊接,不需要任何熔剂、粘合剂或其他辅助品,它具有焊接速度快、质量高、外形美观等优点。 超声波塑料焊接机用途广泛,只要使用热塑性胶件的行业都可适用,如电子工业、汽车工业、电器制造、玩具、家庭用品、包装及一般塑料行业等。 本设备可根据不同焊接对象进行熔焊、嵌焊、铆焊等,由于本设备输出功率较大,所以对较大面积的塑料作进行传输焊接效果更为理想。     

火焰原子吸收光谱法测定百合中的微量元素

建立了湿法消解和超声波震荡提取相结合处理样品,火焰原子吸收光谱法快速测定百合中微量元素的分析方法.试验表明,铜、锌、铁、锰之间不存在相互干扰,无背景吸收;钾、钠、钙、镁易于电离,测定时需要在样品稀释液中加人消电离剂氯化锶;钾、钠产生分子吸收,需要自吸收扣背景.测定结果与湿消解法一致,相对误差小于±1.34%.     

Y型四能级系统中Doppler展宽对真空诱导相干性相关的探测场吸收的影响

利用数值计算结果,讨论了在Y型四能级原子系统中Doppler展宽对与真空诱导相干性(VIC) 相关的探测场吸收性质的影响.研究结果表明: 当无Doppler展宽时,只有不存在VIC时才可能产生电磁感应透明(EIT)现象; VIC将导致探测场吸收的明显改变和增益产生;在VIC存在和不存在两种情况中,吸收曲线都具有关于探测场失谐对称的双峰结构. 当有Doppler展宽时,在VIC存在和不存在两种情况中都能产生EIT现象; VIC仍将导致探测场吸收的明显改变和增益产生;不管是否存在VIC,探测场吸收都具有以下特征:吸收曲线不再具有关于探测场失谐的对称性且随Doppler展宽宽度(D)值的增大而逐渐从双峰结构变为单峰结构,探测场吸收不随D值的增大而单调增大或减小,在探测场和驱动场的传播方向相反时可获得比传播方向相同时更小的探测场吸收.     

高频超声共振法测厚

以往的超声测厚方法对于厚度1mm以下的薄板测量是很难处理的,特别是对于厚度变化部分的高精度测证研究较少。本文提出一种超声波厚度共振测厚法,可精确测量1mm以下薄板的厚度及厚度变化。测量原理是将超声波垂直射入被测薄板,板中超声波将在板的两界面发生反复反射,改变超声波频率,当板的厚度d与超声波的波长λ有d=nλ/2(n是整数)关系时,板中形成驻波、产生共振。其共振频率f_n可以表示为f_n=v/(2d)·n,v是声速。共振频率由板的厚度和超声波的声速决定。进行厚度变化测量时,是测量共振频率的变化。板的厚度变化△d时,共振频率变     

双面电弧焊接的传热模型

将等离子焊接(PAW)电弧和钨极氩弧焊(TIG)电弧串接,相对作用于工件的正反面形成双面电弧焊接(DSAW)系统,可以引导焊接电流沿工件厚度方向流过小孔,补偿等离子电弧穿透工件时消耗的能量,以有效地提高等离子弧的穿透能力.综合考虑影响双面电弧焊接正反面熔池几何形状的力学因素,建立了熔池表面变形的控制方程,以此为基础并采用帖体曲线坐标系建立了DSAW焊接传热的数学模型,分析了DSAW,PAW焊接传热的差异,从传热的角度解释了DSAW焊接熔深增加的原因.焊接工艺实验表明,计算结果与实测结果吻合良好. 关键词： 双面电弧焊接(DSAW) 传热模型 熔池表面变形模型     

P92钢焊接接头蠕变损伤的非线性超声检测研究

为解决P92钢焊接接头蠕变损伤的无损检测问题,该文选用温度为650℃、施加应力为95 MPa的加速试验方法,制作不同蠕变时间的试样,对P92钢焊接接头进行蠕变性能试验。采用非线性超声波技术和金相检测对蠕变试样焊接接头各区域进行研究。结果表明:P92钢焊接接头母材、热影响区以及焊缝区域的非线性超声二次谐波幅值在蠕变试验后都呈上升趋势,在热影响区中的增加速率要快于其在母材和焊缝中,P92钢焊接接头热影响区非线性二次谐波参数的变化与蠕变损伤严重程度存在对应关系。该文为开展P92钢焊接接头蠕变损伤的无损检测工程应用打下了坚实的基础。     

脉冲法进行超声测量的一种便利装置及其测量方法

本文介绍一种用脉冲法测量超声波传播时间的装置.该装置使用灵活方便,可用反射、透射、液浸等方法测量.其中用两次回波测量,可自然补偿掉延时,无须修正.它不用手动调节临界点,故最适于需实时快速测量的场合.如有需要,它可与计算机联接进行实时数据处理并打印出测量结果.本装置由普通设备组成,价格不昂贵,而测量精度能满足通常要求.与适当结构的换能器配合,可测量固体、液体或生物软组织的声速、厚度及其变化.也能用于测量声衰减或探伤.本文用实例说明了测量方法.