超聲波清洗,即利用超聲波對物體進行清洗,具有環保、效率高、清洗無死角等優點,無論是生活中還是工業上,都有相當廣泛的應用。
潔泰超聲波水槽利用的就是超聲波清洗技術,內置8個大功率超聲波振子,工作的時候每秒振動約40000次,可以輕易洗凈果蔬、海鮮,去表面農殘率高達98.6%。
但超聲波清洗有一個缺點,就是它工作的時候會有點兒吵……
我們之前給大家科普過,超聲波是頻率超過20kHz的聲波或振動,屬于人耳無法聽到的頻率范圍。那么既然無法聽到,為何其工作時還會發出刺耳的“滋滋”聲,這個聲音又是從哪里發出的呢?
重新認識超聲波
想要弄清楚這個問題,需要我們對超聲波有一個清晰的了解,下面就讓我們來回顧一下關于超聲波的那些知識。首先,超聲波是聲波的一部分。
聲波有兩個重要的參數,分別為強度(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,它是由物質振動而產生的,并且只能在介質(固體、液體、氣體)中傳播。
超聲波在介質中傳播時,會使介質中的粒子產生振蕩,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,兩者都可以傳送,而在氣體和液體內,只有縱波可以傳送。
超聲波清洗機就是以水為介質來進行清洗的,所以小伙伴們在家里用潔泰超聲波水槽清洗食材的時候,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,我們再來看看超聲波是如何把東西洗干凈的。
超聲波清洗是通過超聲波發生源(電路板)產生一定的頻率和電壓信號,帶動換能器和底部鋼板一起高頻振動,將振動傳遞到水中。
我們之前說過,超聲波在水中只能縱向傳播,隨著傳播距離的增加,超聲波強度會漸漸減弱,從而造成水中局部壓力的不平衡。
由于壓力的快速變小,所以在這些低壓區域中,通常能形成內部呈現真空狀態的氣泡。
又因為縱波一直在傳播,這些低壓區域很快就會感受到一股高壓襲來,于是氣泡會從中部開始凹陷,進而穿孔使整個氣泡破裂,并產生振動,這就是空化現象。
盡管這個過程人眼難以捕捉,但是千萬別小看這些氣泡破裂時所產生的威力。由于氣泡形成時內外壓強差極大,而且在最終破裂時能量高度集中,所以空化作用能在極小范圍內產生一瞬間的極高壓(幾千個大氣壓)和極高溫(幾千攝氏度)。
這些氣泡會隨著振動方向傳播,并在破裂時產生無數個微小的沖擊波,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,不管是機械加工零件、實驗室工具、珠寶首飾還是光學鏡片等,都在使用超聲波清洗。
但是這跟“滋滋”聲有什么關系呢?
這個“滋滋”聲其實是源自空化作用產生的小氣泡與不銹鋼水槽內壁的撞擊。
我們先前講過,空化作用能夠產生無數個小氣泡,這些小氣泡可產生小范圍的瞬時極高壓極高溫。
而潔泰超聲波水槽的槽體是304不銹鋼材質,強度較大,因此發生碰撞時就會產生較為尖銳的聲音。而且這個聲音的頻率又恰好在人耳可聽到的頻率范圍內,所以我們就會聽到“滋滋”聲。
不過,小伙伴們也不必擔心,因為當我們把食材放入水中后,食材會吸收掉一部分氣泡振動的能量,噪聲會顯著下降。