超聲波清洗,即利用超聲波對(duì)物體進(jìn)行清洗,具有環(huán)保、效率高、清洗無(wú)死角等優(yōu)點(diǎn),無(wú)論是生活中還是工業(yè)上,都有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。
潔泰超聲波水槽利用的就是超聲波清洗技術(shù),內(nèi)置8個(gè)大功率超聲波振子,工作的時(shí)候每秒振動(dòng)約40000次,可以輕易洗凈果蔬、海鮮,去表面農(nóng)殘率高達(dá)98.6%。
但超聲波清洗有一個(gè)缺點(diǎn),就是它工作的時(shí)候會(huì)有點(diǎn)兒吵……
我們之前給大家科普過(guò),超聲波是頻率超過(guò)20kHz的聲波或振動(dòng),屬于人耳無(wú)法聽到的頻率范圍。那么既然無(wú)法聽到,為何其工作時(shí)還會(huì)發(fā)出刺耳的“滋滋”聲,這個(gè)聲音又是從哪里發(fā)出的呢?
重新認(rèn)識(shí)超聲波
想要弄清楚這個(gè)問(wèn)題,需要我們對(duì)超聲波有一個(gè)清晰的了解,下面就讓我們來(lái)回顧一下關(guān)于超聲波的那些知識(shí)。首先,超聲波是聲波的一部分。
聲波有兩個(gè)重要的參數(shù),分別為強(qiáng)度(分貝)和頻率(赫茲),人類能聽到的頻率在20~20000赫茲之間。而超聲波的頻率高于20KHZ,是一種人耳聽不到的聲波。
其次,它是由物質(zhì)振動(dòng)而產(chǎn)生的,并且只能在介質(zhì)(固體、液體、氣體)中傳播。
超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí),會(huì)使介質(zhì)中的粒子產(chǎn)生振蕩,并按超聲波的傳播方向傳遞能量,這種波分為縱波和橫波兩種。在固體內(nèi),兩者都可以傳送,而在氣體和液體內(nèi),只有縱波可以傳送。
超聲波清洗機(jī)就是以水為介質(zhì)來(lái)進(jìn)行清洗的,所以小伙伴們?cè)诩依镉脻嵦┏暡ㄋ矍逑词巢牡臅r(shí)候,記得水面一定要要完全淹沒食材,這樣清洗效果才更好。
超聲波是怎么把東西洗干凈的?
回顧完這些知識(shí),我們?cè)賮?lái)看看超聲波是如何把東西洗干凈的。
超聲波清洗是通過(guò)超聲波發(fā)生源(電路板)產(chǎn)生一定的頻率和電壓信號(hào),帶動(dòng)換能器和底部鋼板一起高頻振動(dòng),將振動(dòng)傳遞到水中。
我們之前說(shuō)過(guò),超聲波在水中只能縱向傳播,隨著傳播距離的增加,超聲波強(qiáng)度會(huì)漸漸減弱,從而造成水中局部壓力的不平衡。
由于壓力的快速變小,所以在這些低壓區(qū)域中,通常能形成內(nèi)部呈現(xiàn)真空狀態(tài)的氣泡。
又因?yàn)榭v波一直在傳播,這些低壓區(qū)域很快就會(huì)感受到一股高壓襲來(lái),于是氣泡會(huì)從中部開始凹陷,進(jìn)而穿孔使整個(gè)氣泡破裂,并產(chǎn)生振動(dòng),這就是空化現(xiàn)象。
盡管這個(gè)過(guò)程人眼難以捕捉,但是千萬(wàn)別小看這些氣泡破裂時(shí)所產(chǎn)生的威力。由于氣泡形成時(shí)內(nèi)外壓強(qiáng)差極大,而且在最終破裂時(shí)能量高度集中,所以空化作用能在極小范圍內(nèi)產(chǎn)生一瞬間的極高壓(幾千個(gè)大氣壓)和極高溫(幾千攝氏度)。
這些氣泡會(huì)隨著振動(dòng)方向傳播,并在破裂時(shí)產(chǎn)生無(wú)數(shù)個(gè)微小的沖擊波,這些沖擊波能夠輕易剝離、脫落物品表面的污垢,達(dá)到清洗的目的。
我們雖然聽不到超聲波,但超聲波卻在生活中扮演著重要的角色,不管是機(jī)械加工零件、實(shí)驗(yàn)室工具、珠寶首飾還是光學(xué)鏡片等,都在使用超聲波清洗。
但是這跟“滋滋”聲有什么關(guān)系呢?
這個(gè)“滋滋”聲其實(shí)是源自空化作用產(chǎn)生的小氣泡與不銹鋼水槽內(nèi)壁的撞擊。
我們先前講過(guò),空化作用能夠產(chǎn)生無(wú)數(shù)個(gè)小氣泡,這些小氣泡可產(chǎn)生小范圍的瞬時(shí)極高壓極高溫。
而潔泰超聲波水槽的槽體是304不銹鋼材質(zhì),強(qiáng)度較大,因此發(fā)生碰撞時(shí)就會(huì)產(chǎn)生較為尖銳的聲音。而且這個(gè)聲音的頻率又恰好在人耳可聽到的頻率范圍內(nèi),所以我們就會(huì)聽到“滋滋”聲。
不過(guò),小伙伴們也不必?fù)?dān)心,因?yàn)楫?dāng)我們把食材放入水中后,食材會(huì)吸收掉一部分氣泡振動(dòng)的能量,噪聲會(huì)顯著下降。