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光学元件超声波清洗技术介绍

现代社会是一个信息充溢的社会,而信息的快速准确高质量的传输离不开光技术的应用。在诸多以光为载体传播信息的过程中自然少不了光学元件的大量使用。同时,光学系统在各种国防武器装备中也有着广泛的应用。可以说光学元件的相关技术也相当成熟,可胜任在各种复杂环境下的重要工作。但与此同时,光学元件在复杂环境中工作时也极易被污染。而且,光学元件在生产加工储存过程中也极易被污染,如形成水性雾、油性雾,很影响光学元件功能的发挥。如何有效地清洗光学元件使光学系统能正常地发挥其巨大作用是非常值得研究的问题。下面向大家介绍光学元件的超声波清洗技术。

光学元件污垢的来源及分类

污垢来源的分析:

(1)元件在冷加工过程中,经过下盘清洗后,尚存在的磨料、冷却液、辅料、有机溶剂等的残渍;
(2)元件在工序流程中,操作者接触可能引起的手指印、唾液印、汗渍印;
(3)元件在储存及使用过程中,空气中的尘埃、二氧化碳、水汽等引起在元件表面的“腐蚀”。上述污垢在光学元件表面往往不是单独存在的,而是相互渗透,受外界环境(湿度、温度等)的影响,还会氧化分解或因微生物作用而腐败,形成更为复杂的化合物粘附在元件表面,甚至腐蚀元件表面,形成难以清除的“色斑”。光学元件表面的污垢主要分为有机污垢、固体污垢、水融性污垢等。

光学元件超声波清洗的特殊要求:

(1)清洗剂要有良好的去污能力,能达到光学元件表面的高清洁度的技术要求;
(2)应避免对光学设备和元件表面的腐蚀,或对元件表面构成新的污染;
(3)清洗剂的固有性质(清洗能力、化学稳定性、浊点、温度等)应保持较长时间的相对稳定性,而且有效性应保持在因素变化的范围内;
(4)光学元件脆弱,使用清洗剂清洗时的冲击力度必须控制在光学元件的承受范围内。

超声波清洗

1)超声波清洗的机理及工艺

超声波清洗主要是利用超声波空化效应及高频压力波的声压梯度、粒子速度及声流的冲洗作用进行清洗。由超声波发振箱发出高频高压振荡信号,经换能器变换为机械振动传入到清洗介质中去,以连续不断的方式产生辐射状直线传播的超声波束,超声波束在介质中前进时会产生成千上万的负压小气泡,这些气泡在一定的压力下在被清洗元件表面形成一连串密集的爆炸,不断撞击被清洗元件的表面,包括穿透到被清洗元件的另一侧表面,以及所有元件的内腔、盲孔、狭缝,将表面附着的污垢剥落,从而达到清洗的目的。超声波清洗工艺主要有聚焦式清洗、多频扫频和跳频清洗及超声振动清洗。

2)超声波清洗效果的影响因素及应注意的问题

(1)影响因素超声波清洗不仅与污物的性质、种类、形态以及粘附程度有关,与清洗介质的理化性质、清洗性能、元件的材质及表面状态也有关,还与清洗的条件,如温度、压力及附加的超声振动、机械外力等因素也有很大的关系。同时与清洗工艺也有关。

(2)应注意的问题

①超声波频率的选择。如被洗元件比较精密,就要选择高频率(40kHz以上),这样就可以避免超声波对元件表面的损伤。如被洗元件表面比较脏,附有较大的颗粒杂质等,就要选择较低的频率(25~28kHz),使得振动的力度加大,从而将污物剥落。

②工艺选择。要根据实际情况而确定具体所需的工艺。对于简单的清洗可以只选用单槽或二槽,直接利用超声或蒸气浴即可解决。对于较复杂的清洗,就要选用四槽以上、属于多种清洗方式综合的清洗工艺。在某些特殊的情况下还要加上抛动装置和慢拉装置来提高清洗效果。

超声波清洗的优点:

(1)速度快,效果好;(2)不受清洗元件表面的复杂形状的限制。凡是清洗液能浸到、空化效应能产生的地方都可以达到清洗的目的;(3)能减少污染,减低经济成本和环境成本;(4)能有效地防止污垢的重新附着。

相信随着超声波清洗技术的进一步成熟,广泛应用的各种光学元件必将能得到更好的清洗和维护,从而使得各种光学元件和光学系统能更好地发挥作用。

光学元件超声波清洗技术介绍

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