澳门在线发牌超声波清洗原理及清洗器
2020-08-17 01:52

  超声波清洗原理及清洗器_物理_自然科学_专业资料。第七章 超声波传感器 本章主要学习超声波的物 理特性,着重了解超声波在检 测技术中的一些应用,也涉及 无损探伤的设备及方法。 2019/6/26 1 概述: 声波的分类 1.次声波 次声波是

  第七章 超声波传感器 本章主要学习超声波的物 理特性,着重了解超声波在检 测技术中的一些应用,也涉及 无损探伤的设备及方法。 2019/6/26 1 概述: 声波的分类 1.次声波 次声波是频率低于20赫兹的声波,人耳听不到, 但可与人体器官发生共振,7~8Hz的次声波会引起人 的恐怖感,动作不协调,甚至导致心脏停止跳动。 2019/6/26 2 2.可闻声波 美妙的音乐可使人陶醉。 2019/6/26 3 3.超声波 蝙蝠 能发出和 听见超声 波。 2019/6/26 4 蝙蝠依靠超声波捕食 2019/6/26 5 超声波与可闻声波不 同,它可以被聚焦,具有 能量集中的特点。 2019/6/26 超声波加湿器 超声波雾化器 6 压电陶瓷或磁致伸缩材料在高电压窄脉冲作用下, 可得到较大功率的超声波,可以被聚焦,能用于集成 电路及塑料的焊接。 超声波塑料 焊接机 2019/6/26 7 超声波金丝 焊接机 2019/6/26 8 超声波被聚焦后,具有较好的方向性,在 遇到两种介质的分界面时,能产生明显的反射和 折射现象,这一现象类似于光波。 便携式超声波 探鱼器 2019/6/26 9 超声波在医学检查 中的应用 2019/6/26 胎儿的 B超影像 10 超声波用于高效清洗 当弱的声波信号作用于液体中时,会对液体产 生一定的负压,即液体体积增加,液体中分子空隙 加大,形成许多微小的气泡;而当强的声波信号作 用于液体时,则会对液体产生一定的正压,即液体 体积被压缩减小,液体中形成的微小气泡被压碎。 经研究证明:超声波作用于液体中时,液体中每个 气泡的破裂会产生能量极大的冲击波,相当于瞬间 产生几百度的高温和高达上千个大气压的压力,这 种现象被称之为“空化作用”,超声波清洗正是利 用液体中气泡破裂所产生的冲击波来达到清洗和冲 刷工件内外表面的作用。超声清洗多用于半导体、 机械、玻璃、医疗仪器等行业。 2019/6/26 11 超声波清洗原理及清洗器 (参考湖南省浏阳市医用仪具厂 、北京德泰隆科技发展有限责任公司资料) 气泡 清洗物 波浪 超声换能器 2019/6/26 12 第一节 超声波物理基础 频率高于20kHz的机械振动波称为超声 波。它的指向性很好,澳门在线发牌能量集中,因此穿 透本领大,能穿透几米厚的钢板,而能量 损失不大。在遇到两种介质的分界面(例 如钢板与空气的交界面)时,能产生明显 的反射和折射现象,超声波的频率越高, 其声场指向性就愈好。 2019/6/26 13 超声波的波型分类 超声波的传播波型主要可分为 纵波、横波、表面波等几种。 2019/6/26 14 纵 波 2019/6/26 15 横波 2019/6/26 16 表面波 2019/6/26 17 第二节 超声波换能器及耦合技术 超声波换能器又称超声波探头。超声波换能器的工作原 理有压电式、磁致伸缩式、电磁式等数种,在检测技术中主 要采用压电式。超声波探头又分为直探头、斜探头、双探头、 表面波探头、聚焦探头、冲水探头、水浸探头、高温探头、 空气传导探头以及其他专用探头等。 2019/6/26 18 各种超声波探头 (以下参考常州市常超检测设备有限公司资料) 常用频率范围:0.5~10MHz, 常见晶片直径:5~30mm 接触式直探头 (纵波垂直入射 到被检介质) 保护膜 外壳用金属制 作,保护膜用硬度 很高的耐磨材料制 作,防止压电晶片 磨损。 2019/6/26 接插件 19 接触式 直探头原理 超声脉冲电压 输入端 接地端 2019/6/26 20 接触式斜探头(横波、瑞利波或兰姆波探头) 接插件 底部耐磨材料 压电晶片粘贴在与底面成一定角度(如30?、 45?等)的有机玻璃斜楔块上,当斜楔块与不同材 料的被测介质(试件)接触时,超声波将产生一 定角度的折射,倾斜入射到试件中去,可产生多 次反射,而传播到较远处去。 2019/6/26 21 各种接触式斜探头 常用频率范围:1~5MHz 2019/6/26 22 接触法双晶直探头 发射晶片 接收晶片 将两个单晶探头组合 装配在同一壳体内,其中 一片发射超声波,另一片 接收超声波。两晶片之间 用一片吸声性能强、绝缘 性能好的薄片加以隔离。 双晶探头的结构虽然复杂 些,但检测精度比单晶直 探头高,且超声信号的反 射和接收的控制电路较单 晶直探头简单。 2019/6/26 23 各种双晶直探头 焦距范围:5~40mm, 频率范围:2.5~5MHz, 钢中折射角:45? ~70? 2019/6/26 24 接触法双晶斜探头(续) 2019/6/26 25 水浸探头 (可用自来水作为耦合剂) 选择声透 镜形状,可决 定聚焦形式为 点聚焦或线 聚焦探头 由于超声波的波长很短(毫米数量级),所以 它也类似光波,可以被聚焦成十分细的声束,其直 径可小到1mm左右,可以分辨试件中细小的缺陷, 这种探头称为聚焦探头。 聚焦探头采用曲面晶片来发出聚焦的超声波; 也可以采用两种不同声速的塑料来制作声透镜;也 可以利用类似光学反射镜的原理制作声凹面镜来聚 焦超声波。 2019/6/26 27 聚焦探头原理及外形 2019/6/26 水浸聚焦探头 28 超声波探头中的压电陶瓷芯片 将数百伏的超声电脉冲加到压电晶片上,利用逆压电效 应,使晶片发射出持续时间很短的超声振动波。当超声波经 被测物反射回到压电晶片时,利用压电效应,将机械振动波 转换成同频率的交变电荷和电压。 2019/6/26 29 压电陶瓷的主要性能指标 1) 介电常数 :1000~6000 2) 压电灵敏度D33 :300~600pC/N 3) 机械品质因素Q:100~2000 4) 居里温度:300~400? C 5)静电容:1000 ~ 100000pF(与面积有关) 6)频率范围: 用于超声清洗:30~100KHz 用于探伤仪及流量计:2.5~5MHz 用于雾化器:1~2MHz 2019/6/26 30 耦合剂 超声探头与被测物体接触时,探头与被测物 体表面间存在一层空气薄层,空气将引起三个界 面间强烈的杂乱反射波,造成干扰,并造成很大 的衰减。为此,必须将接触面之间的空气排挤掉, 使超声波能顺利地入射到被测介质中。在工业中, 经常使用一种称为耦合剂的液体物质,使之充满 在接触层中,起到传递超声波的作用。常用的耦 合剂有自来水、机油、甘油、水玻璃、胶水、化 学浆糊等。 2019/6/26 31 空气超声探头 1—外壳 5—引脚 2019/6/26 a) 超声发射器 b)超声接收器 2—金属丝网罩 3—锥形共振盘 4—压电晶片 6—阻抗匹配器 7—超声波束 32 空气超声探头(续) 2019/6/26 33 空气超声探头外形 2019/6/26 34 空气超声探头外形(续) 空气传导超声波电脉冲发生器 2019/6/26 36 本章作业 p108:2、3、5 2019/6/26 37 休息一下 2019/6/26 38