超声波的应用-清洗砝码

　　0　引言

　　超声波清洗是功率超声的主要应用之一，它可以清洗深孔、狭缝中的污物，具有安全、高效、省时省力等优点。因此，超声波清洗被广泛应用于各个领域，如机械、光学、电子等等。随着超声波领域的技术革新，清除清洗的安全系数大大提高，我们是否可以利用超声波原理来清洗砝码呢?

　　1　超声波清洗的原理

　　1.1　超声波简介

　　超声波是一种频率超出人类听觉范围20kHz以上的声波。

　　超声波很像电磁波，能折射、聚焦和反射，然而它和电磁波又不同，电磁波可以在真空中传播，超声波则需要弹性介质来传播。在传播时，超声波使弹性介质中的粒子振荡，并通过弹性介质按超声波的传播方向传递能量，这种波分为纵向波和横向波两种。在固体内，纵向波和横向波都可以传递能量，而在气体和液体内，只有纵向波可以传递能量。

　　1.2　超声波清洗原理

　　超声波能引起质点振动，质点振动的加速度和超声频率的平方成正比。因此，几十千赫的超声会产生极大的作用力，强超声波在液体中传播时，液体中的微小气泡在超声波的作用下，会产生超声空化。

　　在空化气泡突然闭合时发出的冲击波，可在其周围产生上千个大气压力，它会对污层直接反复冲击，同时也会引起污物层的破坏，从而使污物脱离清洗件表面并分散到清洗液中。空化气泡的振动也能对固体表面进行擦洗。空化气泡还能“钻进”裂缝中做振动，使污物脱落。对于有油脂性的污物，由于超声空化作用，当固体粒子被油污裹着而粘附在清洗件表面时，油会与水乳化，固体粒子就脱落了。空化气泡在振动过程中会使液体本身产生环流，即所谓声流，它可以使振动气泡表面产生很高的速度梯度和黏滞应力，促使清洗件表面污物的破坏和脱落。超声空化在固体和液体边界面上所产生的高速微射流，能够除去或削弱边界污层，加速可溶性污物的溶解，强化化学清洗剂的清洗作用。此外超声波在清洗液中引起质点很大的振动速度和加速度，亦使清洗件表面的污物受到频繁而激烈的冲击，从而达到清洗的效果。

　　由上诉超声波清洗原理可知，凡是被液体浸到超声空化产生的地方都有清洗作用，不受清洗件表面复杂形状的限制，如部件表面的空穴、凹槽、狭缝和深孔、微孔，而这些部件用一般刷洗方法是不能清洗干净的。

　　2　超声波清洗砝码可行性分析

　　2.1　超声波清洗砝码，是否会对砝码表面造成可

　　见性的损伤，从而减轻砝码的质量当超声波清洗技术开始应用的时候，人们发现，虽然超声波可以对工件施加非常巨大的能量，尤其适用于清除牢固地附在基底上的污垢，但是同时，超声波强大的能量也会损伤沾有污垢但性质比较脆弱的基底材料。在过去的十几年，超声波领域出现了技术革新，提高了清除清洗的安全系数。人们发现用1000kHz以上的高频超声波清洗，可以清洗物体表面的污垢，但不会损伤基底表面的材料。这项技术可用于半导体的清洗，并且对半导体的基座(塑料材质)不会造成损伤。可见，从理论上看，用超声波清洗砝码，不会对砝码表面造成可见性的损伤。