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超声波清洗机是怎么把东西洗干净的

2021-07-06 17:02

在一些影视作品中经常会出现这样的情节,那就是利用声波当做武器的情节,声音是能够在固体,气体和液体这些介质中传播,所以也就能够穿过人体,那声波当武器威力有多大?

声波有两个重要的参数,分别为强度(分贝)和频率(赫兹),一般日常对话声音在60分贝左右,燃放烟花爆竹产生的声音在150分贝左右,人类的听力频率在20~20000赫兹之间。

20赫兹以下的声音,虽然听不见但能感受到振动,还会对人造成不适,这是因为这段振动频率与人体某些器官的的振动频率是一样的,如果达到0.5~8赫兹,117分贝的声音就会对人体造成伤害,长时间还会威胁到生命,理论上声音超过240分贝就会造成头颅爆炸。

所以说在密闭的空间里声音是可以杀死人的,但在户外由于声波会分散传播,并快速衰减,很难达到致命的水准,所以说像经典的狮吼功是不足以让人致命的。

我们生活中充斥着各种声音,但这个世界上还有听不见的声音,声音能够被听见并不是因为声音的大小,而是声音的频率。

依照频率来划分声音可以得到三个区间,分别是次声波,可听声波和超声波,可听声波就是我们所能听到的范围,当频率逐渐升高超过所能听到的范围以后,我们就称它为超声波。

当频率降低到20Hz以下时我们就称它为次声波,又叫亚声,在一些自然灾害如地震,火山爆发等发生前都会发出次声波,次声波不但有很强的穿透力还能传播得非常远,所以这些自然灾害发生时全世界都能够检测得到,有些动物能听到次声波,有的动物能发出次声波,大象是既能发出次声波又能听到次声波的动物。
 

超声波清洗


我们虽然听不到超声波,但超声波却在世界中常常扮演着重要的角色,在生活中流行用超声波清洗各种物品,不管是机械零件,珠宝首饰还是光学镜片等,都在使用超声波清洗机

超声波清洗是利用水和清洗剂作为介质,靠超声波在液体中产生的振荡,来使污物剥离,疏松或乳化,以达到清洗的目的,超声波清洗具有环保,效率高,清洗无死角等优点。 

超声波清洗技术最早出现在20世纪30年代,当时美国一个公司用研发的超声波清洗系统来清洗物体,但是没有成功。

在20世纪50年代,使用工作频率在20~40KHz的超声波,清洗效果非常的好,超声波清洗技术得到了快速的发展。

近年来,人们又研发出了兆声波,这种兆声波的频率会更高,能够清洗半导体材料表面,还不会损坏材料的表面。
 

超声波清洗原理
 

当我们用一个东西在水中搅动时就会产生很多气泡,但没有人会觉得这些小气泡有多大的威力,这些气泡是在水中压力平衡受到外力破坏后,在搅动的物体后面低压区形成的,这些气泡在形成的过程中就是一个穿刺自己的过程,就在气泡即将穿刺完成时,气泡就会破裂,并会产生振动,这就是空化现象。

超声波清洗是通过超声波发生源(电路板)产生一定的频率和电压信号,带动换能器和底部钢板一起高频振动,振动传递到水中就会改变水中压力平衡,形成低压区,产生许多微小的气泡。

这些气泡会随着振动方向传播,有的气泡就会落在需要清洗的产品上,或者进入到产品缝隙,随着无数气泡破裂产生的冲击波能让产品上的污垢脱落,达到清洗的目的。

在超声波清洗中也会添加清洗剂,还需要加温,这都为了更好的让清洗剂发挥作用,加速超声波的清洗效果。
 

为什么听不到超声波
 

超声波在清洗的过程中会发出嗡嗡嗡的声音,这是超声波空化作用时产生的机械能碰到清洗槽产生的,并不是超声波的声音,那为什么我们听不到超声波嘞?

环境中的声音先被耳廓收集到,经过耳道引起耳膜振动,在耳蜗中转化成神经信号,在这个过程中最主要的是耳蜗的结构,它就像一个蜗牛壳的形状,不同频率的声音会刺激耳蜗的不同区域,低频声波会刺激耳蜗的最中心,而高频声波会刺激耳蜗的最外缘,所以说人类的耳朵结构就决定了,能听到的这个最低频与最高频就是20Hz~20000Hz。

那么在自然界中大象因为有更大的脑袋和更宽的两耳间距,能听到频率更低的次声波声音,蝙蝠因为有更小的脑袋和更窄的两耳间距,能听到频率更高的超声波声音,所以可以得出这样的结论,人类不能听到次声波是因为脑袋太小了,不能听到超声波是因为脑袋太大了。
 

超声波的应用
 

在自然界中超声波是动物最重要的沟通工具,各种动物之间都有属于自己的频率,因此如果有办法听到所有频率的声音,那物种繁多的丛林绝对比都市还要热闹。

超声波除了可以沟通外,还有一个重要作用那就是定位,为什么能够做到嘞,除了频率之外,还要用到声音的另一个特征叫回声,回声就是声音的回传,当声音传递出去时碰到物体后就会进行反射,动物接受到回声以后,就可以判断出物体与自己位置的距离。

其实观察动物如何利用超声波这件事情,也为人类技术带来了很大的启发,现在广泛的应用在各个领域中,例如在医疗领域,用超声波来做胎儿的筛查,还能用特定频率的声音来治疗结石,在海上渔船利用声纳来探测鱼群,潜水艇同样用声纳来侦测前方的障碍物。

繁忙的都市各种声音此起彼落,远离都市亲近大自然,享受片刻宁静,但在这种宁静下,只是因为很多声音没有听到而已。