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超声波明明听不见,为何超声波清洗却“滋滋”响?

超声波清洗,即利用超声波对物体进行清洗,具有环保、效率高、清洗无死角等优点,无论是生活中还是工业上,都有相当广泛的应用。

洁泰超声波水槽利用的就是超声波清洗技术,内置8个大功率超声波振子,工作的时候每秒振动约40000次,可以轻易洗净果蔬、海鲜,去表面农残率高达98.6%。

但超声波清洗有一个缺点,就是它工作的时候会有点儿吵……

我们之前给大家科普过,超声波是频率超过20kHz的声波或振动,属于人耳无法听到的频率范围。那么既然无法听到,为何其工作时还会发出刺耳的“滋滋”声,这个声音又是从哪里发出的呢?

重新认识超声波

想要弄清楚这个问题,需要我们对超声波有一个清晰的了解,下面就让我们来回顾一下关于超声波的那些知识。首先,超声波是声波的一部分。

声波有两个重要的参数,分别为强度(分贝)和频率(赫兹),人类能听到的频率在20~20000赫兹之间。而超声波的频率高于20KHZ,是一种人耳听不到的声波。

其次,它是由物质振动而产生的,并且只能在介质(固体、液体、气体)中传播。

超声波在介质中传播时,会使介质中的粒子产生振荡,并按超声波的传播方向传递能量,这种波分为纵波和横波两种。在固体内,两者都可以传送,而在气体和液体内,只有纵波可以传送。

超声波清洗机就是以水为介质来进行清洗的,所以小伙伴们在家里用洁泰超声波水槽清洗食材的时候,记得水面一定要要完全淹没食材,这样清洗效果才更好。

超声波是怎么把东西洗干净的?

回顾完这些知识,我们再来看看超声波是如何把东西洗干净的。

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,将振动传递到水中。

我们之前说过,超声波在水中只能纵向传播,随着传播距离的增加,超声波强度会渐渐减弱,从而造成水中局部压力的不平衡。

由于压力的快速变小,所以在这些低压区域中,通常能形成内部呈现真空状态的气泡。

又因为纵波一直在传播,这些低压区域很快就会感受到一股高压袭来,于是气泡会从中部开始凹陷,进而穿孔使整个气泡破裂,并产生振动,这就是空化现象。

尽管这个过程人眼难以捕捉,但是千万别小看这些气泡破裂时所产生的威力。由于气泡形成时内外压强差极大,而且在最终破裂时能量高度集中,所以空化作用能在极小范围内产生一瞬间的极高压(几千个大气压)和极高温(几千摄氏度)。

这些气泡会随着振动方向传播,并在破裂时产生无数个微小的冲击波,这些冲击波能够轻易剥离、脱落物品表面的污垢,达到清洗的目的。

我们虽然听不到超声波,但超声波却在生活中扮演着重要的角色,不管是机械加工零件、实验室工具、珠宝首饰还是光学镜片等,都在使用超声波清洗。

但是这跟“滋滋”声有什么关系呢?

这个“滋滋”声其实是源自空化作用产生的小气泡与不锈钢水槽内壁的撞击。

我们先前讲过,空化作用能够产生无数个小气泡,这些小气泡可产生小范围的瞬时极高压极高温。

而洁泰超声波水槽的槽体是304不锈钢材质,强度较大,因此发生碰撞时就会产生较为尖锐的声音。而且这个声音的频率又恰好在人耳可听到的频率范围内,所以我们就会听到“滋滋”声。

不过,小伙伴们也不必担心,因为当我们把食材放入水中后,食材会吸收掉一部分气泡振动的能量,噪声会显著下降。

超声波明明听不见,为何超声波清洗却“滋滋”响?

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