超声清洗设备
1.1 超声波清洗设备
超声波清洗设备一般叫做超声波清洗器，在实验室里主要用于一般方法难清洗及形状复杂的器皿，如分析实验室用的吸液管、高纯分析中的金属或其他样品的表面清洗、医院化验室的注射针头、试管、镊子、手术刀等。
此外，还用于清除玻璃、塑料、金属等物品表面的油污及氧化皮等不易洗净的污物。
随着科学技术的发展，超声波清洗技术在工业上和实验室里的应用越来越广泛。
超声波清洗具有以下特点：速度快，清洗质量好，可以清洗实验用器皿、复杂零部件以及细孔、狭缝中污物，易于实现清洗自动化等。
1.1．1超声波清洗的原理
超声波清洗的原理是：在注有清洗溶液的槽内，放入待清洗的器皿和零部件，然后把由超声波发生器所发出的高频振荡讯号通过换能器转换成高频机械振荡，即超声波传播到介质——清洗溶液中，超声波中的交变压力峰值大于大气压力时，便产生“空化”效应。
压力的迅速变化在液体内产生了充满气体或蒸气的空穴，而这些空穴的最终崩溃所产生的强烈的冲击波，作用于被清洗的器皿或零部件，渗透在污垢膜和油类微粒与器皿或零部件基体的附着力，使其表面及缝隙中的污垢、油污等迅速剥落，从而达到全面洁净的清洗效果。
1.1．2超声波清洗器的结构原理
超声波清洗器的种类和型号虽然很多，但其结构原理基本相似。
一般由机壳、超声波发生器、换能器、清洗槽、降音盖等主要部件组成。
大多数超声波清洗器都带有放置待清洗物品的清洗用网篮线网架、加热装置、定时装置。
1.1．2．1机壳与清洗槽
(1)机壳实验用的超声波清洗器外壳大多为方形，少数专用清洗器为圆筒形、细长槽形。
制造机壳的材料大多采用不锈钢，个别型号机壳采用塑料制造。
(2)清洗槽清洗槽有不同的形式和尺寸，其结构取决于待清洗物品的外形，一般都是用1Crl8Ni9 Ti不锈钢板制成的矩形或圆形槽。
超声波发生器和换能器通常都设置在清洗槽的槽底下方，以便直接将超声波辐射到槽内溶液中。
1.1．2．2超声波发生器与超声换能器
(1)超声波发生器一般包括超声频电发生器和换能器在内的一种产生超声的装置。
但目前习惯上有时把超声频电发生器就叫做超声波发生器。
实际上超声频电发生器只是供给电声换能器的一种交源电源设备。
它是将低频交流电源电流转变成高频声波的装置。
超声波发生器有电子管式、晶体管式、电子管和晶体管混合式等品种，发出的超声功率可根据需要有20～19000W，小型超声波清洗器的超声功率有50W，80W，100W，120W，250W，300W，500W，1000W，1500W，2000W 等数种，发出的频率有20kHz、25kHz、28kHz、40kHz、60kHz、80kHz等数种。
(2)超声换能器超声换能器又称换能器，是用于发射超声波的装置。
在实际应用中往往是将超声频电功率发生器和超声换能器二者合在一起统称为超声波发生器或者简单称之为换能器。
实验室用的超声波换能器主要有两种，即磁致伸缩型换能器和压电陶瓷型换能器。
磁致伸缩式换能器是利用磁致伸缩材料在周期性磁场的作用下，产生周期性应变的特性(即磁致伸缩效应)。
将磁致伸缩材料制的元件放在线圈内，当线圈通过交流电流时，就在线圈内产生交变磁场，由于磁致伸缩效应，处于磁场中的磁致伸缩材料就发生交变的应变。
从而在换能器的端面就产生超声能辐射到清洗槽中。
压电陶瓷型换能器是利用具有压电特性的材料制成。
压电材料具有以下特性：压电材料在电场的作用下，产生相应的应变，所以只要对压电材料加上交变的电场，就会产生交变的应变，从而产生交变的超声振动，以超声波形式辐射到清洗槽中。
压电材料目前常用的有压电晶片和压电陶瓷两种。
压电晶体常用的有石英、铌酸锂等，而压电陶瓷主要有锆钛酸铅、钛酸钡等数种。
1.1．2．3降音盖与清洗篮架
(1)降音盖位于清洗槽上方，主要是用于降低清洗槽内的空化噪声，降音盖用耐腐不锈钢材料制造。
(2)清洗篮架用于放置待超声清洗的小件物品，可从清洗槽中整体取出。
清洗篮架是用不锈钢或塑料制造的网状结构。
1.1．2．4其他附属装置
超声波清洗器还具有一些辅助装置，用于各种不同场合。
例如利用附加加热装置给超声清洗液加热，在一定温度下进行清洗。
加热装置的功率有1000W，
1500W，2000W等数种，清洗液的温度在20～80*(2之间可调。
定时器用于控制超声清洗的时间，时间调节范围有1.99min和1～225min等数种。
1.1．2．5清洗液
超声波清洗液可根据两方面的因素选取：①清洗液易于产生空化作用；②清洗液易溶解污物而对被清洗物品无损坏或腐蚀作用。
目前常用的清洗液有水、有机溶液、酸和碱溶液等几类。
1.1．3超声波清洗器的维护
(1)换能器的胶合超声波换能器一般是用胶黏合到匹配板上再固定到清洗槽的底部在新产品出厂时已经装配好，但由于频繁振动的影响，经常需要维修。
因为换能器使用寿命决定于胶黏合的施工好坏，所以，对胶黏合工艺必须熟练掌握。
(2)换能器工作时，在清洗槽内各处的空化强度分布不均匀，因此待清洗物品最好于置空化最强烈层的中心。
如果工件较大，可在清洗槽内作缓慢上下移动，以便达到最佳清洗效果。
目前市场上的超声波清洗器有各种不同的型式和规格。
常见的系列产品有台式、分体式、组合式、投入式、单槽式、双槽式、三槽式及多槽式等。
所用的超声功率从20～19000W，清洗槽的容量在0.6L～576L之间。