市场上有多种类型的超声波清洗机,其中一些确实支持频率可调功能,而另一些则可能固定频率运行。最近经常碰到客户咨询实验室超声波清洗机的频率可调功能,因为各种实验的不同和清洗物件的不同,使用的频率也是不一样的。但是很多客户对于频率可调的理解有一定的误区。
所谓的频率可调是指如果是双频或者三频多频的机器,就可以针对不同的实验和清洗要求选择不同的频率,但不是范围无极调动。例如:双频可调40/120Khz意思是有两种频率可调,可以根据具体情况选择40Khz或者120Khz,如果是三频可调40/80/120Khz意思是有三种频率可调,可以根据具体情况选择40Khz或者80Khz或者120Khz
多频可调可以针对不同的清洗对象(如精密零件、金属表面、玻璃制品等)和污染物类型(如脂、污垢、锈迹等)选择不同频率的超声波来达到最佳清洗效果。频率切换使用清洗机能够根据不同的清洗需求进行调整,从而提高清洗效率和效果。
频率可调超声波清洗机还可以用于实验室中的以下特殊应用:
乳化:在实验室中,有时需要将不相溶的油水等液体混合均匀,形成乳状分散体系。通过调整超声波频率,超声波清洗机可以剪切大分子使其均质达到乳化的效果。
置换、提取:对于植物或动物材料中的有效成分,超声波清洗设备可以通过适当的溶剂和温度,加速提取有效成分过程,提高提取效率。通过调整超声波频率,可以优化提取条件,提高提取效果。
混匀:在选矿或分析试样中,混匀的目的是使不同成分和粒度的矿物颗粒在矿样中均匀分布。频率可调超声波清洗机在混匀方面的应用主要基于其产生的涡流和剪切力,可以有效地将液体样品混匀,加速反应速率。
中、低频超声波的清洗作用(20-40Khz)
超声波是一种机械波,是机械振动在媒质中的传播。当超声波在液体中传播时,液体质点受到声波的扰动后会在其平衡位置附近做微小振动,液体质点没有宏观上的移动和迁移,但其振动速度和加速度很大。例如声强为1.0W/cm'、频率为20kHz的超声波在水中传播(暂不考虑其非线性效应),如果液体质点位移振幅为5um,则质点要经受压力在正负1.68atm之间以每秒2万次的重复频率做周期性变化的作用,质点振动速度约为0.63m/s,而振动的加速度达到 7.9x10*m/s,大约为重力加速度的8000倍。这样激烈而快速变化的机械运动,对于附着在固体表面的灰尘等不溶性固体颗粒,强大的剪切作用足以使固体颗粒从待清洗物体表面脱落,从而达到清洗的目的。
高频超声波的清洗作用(68-200Khz)
当超声波的频率增加到几百千赫的高频时,波长短了,λ=0.7~1.5mm,声场中质点的稠密区与稀疏区界线模糊,液态声场中空化现象几乎消失,超声能量表现为媒质质点加速度能量。例如在硅晶片及光刻清洗中,使用950kHz超声波,两个波峰之间的时间仅为1.05μs,不足以形成空化泡,但能量将达到重力加速度的10⁵倍,兆级超声波清洗体现在液态质点对工件表面每秒95万次的精细擦洗上。这足以使清洗液迅速扩散到基片(工件)与粒子(污物)之间,使工件表面水化,变得湿润。液膜作用如同尖劈,使粒子从基片脱落,同时液膜也进一步防止了粒子对基片的二次吸附,这对去除亚微米粒子很有效果。