使用超聲波清洗是一種環保的洗滌方式，超聲波設備可以說是每個實驗室都必不可少的，但是提到缺點，確實讓很多人頭大，超聲波噪聲約有85dB以上,凡是使用過超聲波的人，應該都深有感觸，既然不能不用，那麼是否有好的方法能夠避免噪聲的給廣大分析人員帶來的不適呢？下面我們一起來一探究竟！
我們都知道，超聲波的原理是：利用超聲空化在固體和液體界面所產生的高速微衝流能夠除去或削弱邊界汙層,增加攪拌作用，加速可溶性汙物的溶解，強化化學清洗劑的清洗作用，這樣就能減少化學清洗劑的用量，甚至可以不用化學清洗劑。比起用各式化學洗劑來清洗，超聲波清洗方法的確是既便捷又環保的好方法。
超聲波清洗的特點
1）超聲波清洗可大大提高清洗表面的潔淨度；
2）清洗速度快、效果高；
3）可連續自動化操作；
4）可清洗外形複雜的清洗件；
5）可進行大批量小型件清洗（如不鏽鋼填料環）。
利用超聲波可清洗各種精密儀器、儀表零件，但最好是清洗一些小部件。
它可清除油汙、鏽蝕產物及製作表面的各種汙物，對鋼鐵製件一般可用22~23KHz的超聲波振蕩作用，使製作表面的腐蝕產物疏鬆、脫落、剝離。
何為超聲空化噪聲
【超聲空化】是指液體在超聲波作用下產生大量的非穩態的微小氣泡和空泡(直徑約50～500 μm),這些氣泡和空泡隨超聲波的振動反覆進行生成、迅速變大、潰滅閉合的循環過程。
超聲波噪聲是超聲空化帶來的,叫做空化噪聲。只要利用空化效應來清洗,則空化噪聲基本上是不可避免的,它一定伴隨著空化效應的發生而產生。為了降低空化噪聲,就需要對空化噪聲產生的原理進行研究,從而在不影響空化清洗能力的前提下,找出一些降低空化噪聲對環境影響程度的方法。
簡單來說,空化噪聲是這樣產生的:超聲波在水中產生超聲空化,空化泡閉合時會產生基頻諧波(與超聲頻率f0一致)和分頻諧波(1/2f0,1/3f0,…),這些諧波疊加在一起就組成了空化噪聲,其中分頻諧波的頻率較低,有可能進入人耳所能聽見的頻率範圍之內,成為噪聲的主要來源。超聲頻率越低,就有更多的分頻諧波能夠聽得見,從而噪聲就越大。
空化噪聲的危害
研究發現,空化噪聲不但汙染環境,而且對長期處於這種工作環境中的工作人員會引起健康狀況的下降、工作能力的降低等。 眾所周知,當噪聲達到一定強度就會對人的聽覺器官產生傷害,進而使聽力下降。
研究結果表明,一個人每天如果受到80dB以上噪聲的影響,久而 久之,他的聽力就會明顯下降;人們如果短時間內受 到100～125dB噪聲的影響,耳朵會暫時變聾;如果受到150dB以上噪聲的短暫衝擊,耳朵會永遠失去聽力。
在當今提倡以人為本的社會裡,如此大的噪聲問題是必須加以解決的。
如何降低噪聲影響
根據理論分析結合實際經驗,可以得出一些降低空化噪聲對環境影響的措施。每一個因素都有其自身的作用,但它們之間又互相影響,綜合考慮才能真正解決問題。
日常生活中如何進行噪聲控制
提高超聲頻率
也就是說空化噪聲的強度也會明顯降低。 超聲頻率越高,其分頻諧波就能少一些進入人耳,噪聲也會相應減少。但是隨著超聲頻率的增高,空化過程會變得難以發生。當頻率增高,則聲波膨脹時間變短,空化核來不及增長到可產生一定空化效應的空化泡,即使空化泡形成、聲波的壓縮時間亦短,空化泡可能來不及發生崩潰。因此,頻率增高將使空化效應變弱。為了在較高超聲頻率下產生空化,可以提高聲強,即超聲空化的聲強閥值(使液體產生空化的最低聲強或聲壓幅值)將隨頻率的升高而升高。但是,高頻超聲在液體中的能量消耗快,這就要求我們提高功率,經濟性因此會隨之降低。因此,為了獲得同樣的化學效應,對於高頻超聲需付出超聲洗衣機的頻率則相應要高些,在30～44KHz之間。
不利用空化效應洗滌
超聲清洗工作頻率在1MHz左右甚至高達3MHz,有時被稱之為兆赫級超聲清洗。由於頻率太高,聲波在清洗液中很難發生空化。這種超聲清洗的特點是清洗方向性強,清洗時一般將零件表面置於與聲束平行的方向。這樣噪聲的問題也就不存在了。但是沒有了空化反應,其洗滌能力怎樣,需要試驗來證明。不過洗滌能力下降,可以用一些輔助的措施來解決:電解水洗滌、臭氧洗滌、物理洗滌等。這不失是一個可以深入研究的方向。
加裝吸聲附件、並把洗滌桶或缸密閉起來
在洗滌容器的底、端面和四周加裝吸聲附件,例 如:玻璃絲綿等等。這種措施是有必要的,雖然會吸收一些超聲波,影響效率,但為了保護環境、保護人的身體健康,這點損失是可以接受的。 把洗滌容器密閉起來以減少噪聲的傳出。這個措施的效果是不錯的。洗滌容器的內壁用聲音反射能力強的材料製成,讓聲音多次反彈後減弱,也可以減少噪聲的逸出。
減小聲強
噪聲的大小是與聲強成正比的,減小了聲強,必然就達到了減噪的目的。然而聲強是不能無限小的,它有個閥值(即產生空化的最小值)。如果聲強小於閥值則空化效應不能產生。而且聲強在一定範圍內與空化作用的激烈程度也成正比。聲強小,空化緩和,則超聲波的洗滌效率差,洗滌用時長,浪費能源。於是我們要根據洗滌的對象不同,選擇一個最優的聲強值。
減小外壓力
減小外壓力使空化崩潰所需的聲強閥值降低,達到降低噪聲的目的。但是首先空化泡崩潰的劇烈程度有所降低,從而使清洗的效果和效率降低;其次 是要另外加一套減壓的裝置,而且密閉性也要達到 一定程度才行,這將使整個清洗系統變得臃腫。
小結
小編覺得如今超聲波清洗技術得到了快速的發展和廣泛的應用。然而其帶來的空化噪聲也是不可忽視的，因為噪聲不但汙染環境,對實驗室分析人員的身心健康也有害,又是一個無法避免的問題。只有解決了這個問題,超聲波清洗技術才能更加廣泛的應用。今天小編只是簡單整理了一些比較易施行的解決方法,相信應該還會有效果更好,或是更簡單易行、便於操作的方法出現，我們拭目以待吧。
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