超聲波清洗機(jī)已廣泛地應(yīng)用于科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn),特別是超聲波清洗機(jī),在許多部門(mén)都有廣泛的應(yīng)用。另外還有聲化學(xué),超聲乳化,超聲粉碎,超聲凝聚,超聲去毛刺,超聲分離,超聲加速化學(xué)反應(yīng)等。
由于上述的超聲波清洗機(jī)超聲波都在一個(gè)相對(duì)較小的液體介質(zhì)中產(chǎn)生并起作用,駐波、空化、結(jié)構(gòu)及其它因素的影響,使得常規(guī)的測(cè)試儀表無(wú)法對(duì)超聲波作用區(qū)的超聲波聲場(chǎng)進(jìn)行有效的測(cè)量。例如,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7965-87規(guī)定換能器應(yīng)在自由場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)條件下進(jìn)行測(cè)量。
國(guó)際電工委員會(huì)的報(bào)告886IEC1987《In-vestigation on test procedures for ultrasoniccleaners》,總結(jié)了對(duì)超聲波清洗機(jī)能力測(cè)量各方面的研究,認(rèn)為目前還沒(méi)有一種準(zhǔn)確有效的,可作為標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試方法。
盡管存在著種種困難,但生產(chǎn)實(shí)踐特別是科學(xué)研究中又迫切需要測(cè)量超聲波清洗機(jī)超聲波聲壓及聲場(chǎng)狀況。在研究領(lǐng)域,一般用多臺(tái)儀表組合的方法實(shí)施對(duì)聲場(chǎng)的測(cè)量,它的測(cè)試框圖如圖1所示:
標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器經(jīng)過(guò)校準(zhǔn),它能將作用在它上面的聲壓轉(zhuǎn)換成相同頻率及波形的交流電壓信號(hào),此電壓信號(hào)與聲壓的強(qiáng)度成正比。當(dāng)將該水聽(tīng)器插入受超聲波作用的液體介質(zhì)中時(shí),它就有一電壓信號(hào)輸出。經(jīng)前置放大器不失真放大后,送入交流電壓表。數(shù)字頻率計(jì)同時(shí)測(cè)得超聲波的頻率,示波器可隨時(shí)監(jiān)視信號(hào)電壓波形的變化。這一測(cè)量方法已被普遍采用了。
顯然,這一方法是有效的,但卻是昂貴和繁瑣的,對(duì)操作者也有較高的技術(shù)要求,不能作為常規(guī)的測(cè)試手段。
日本在該聲學(xué)測(cè)試設(shè)備領(lǐng)域率先取得了突破,他們研制出了專(zhuān)用的超聲波清洗機(jī)超聲波測(cè)量?jī)x(UTK-30),集聲壓測(cè)量和頻率測(cè)量于一身,能方便地測(cè)定聲場(chǎng)的聲壓和頻率。但不足之處是該儀表體積大,耗電較多,故在使用時(shí)有許多不便。
去年底,國(guó)內(nèi)也研制成功了超聲波測(cè)量?jī)x表,專(zhuān)用于對(duì)這類(lèi)較強(qiáng)超聲波聲場(chǎng)的測(cè)量。它的結(jié)構(gòu)框圖見(jiàn)圖2。
測(cè)量?jī)x運(yùn)用高精度大規(guī)模集成電路,將寬頻帶前置放大器、交流數(shù)字電壓表、數(shù)字頻率計(jì)做成了一體。水聽(tīng)器是無(wú)方向性的,包覆有特殊的保護(hù)材料,能耐酸、堿、有機(jī)溶劑的腐蝕,工作溫度超過(guò)100℃,它既減小了多臺(tái)儀器組合使用時(shí)的相互影響和誤差積累,提高了可靠性,成本也大大降低了。該超聲波清洗機(jī)測(cè)量?jī)x表體積小,重量輕,耗電少,攜帶和使用都非常方便。