淺談超聲波清洗機中強聲場的測定

超聲波清洗機已廣泛地應用于科學研究和工業生產，特別是超聲波清洗機，在許多部門都有廣泛的應用。另外還有聲化學，超聲乳化，超聲粉碎，超聲凝聚，超聲去毛刺，超聲分離，超聲加速化學反應等。

由于上述的超聲波清洗機超聲波都在一個相對較小的液體介質中產生并起作用，駐波、空化、結構及其它因素的影響，使得常規的測試儀表無法對超聲波作用區的超聲波聲場進行有效的測量。例如，國家標準GB7965-87規定換能器應在自由場和遠場條件下進行測量。

國際電工委員會的報告886IEC1987《In-vestigation on test procedures for ultrasoniccleaners》，總結了對超聲波清洗機能力測量各方面的研究，認為目前還沒有一種準確有效的，可作為標準的測試方法。

盡管存在著種種困難，但生產實踐特別是科學研究中又迫切需要測量超聲波清洗機超聲波聲壓及聲場狀況。在研究領域，一般用多臺儀表組合的方法實施對聲場的測量，它的測試框圖如圖1所示：

標準水聽器經過校準，它能將作用在它上面的聲壓轉換成相同頻率及波形的交流電壓信號，此電壓信號與聲壓的強度成正比。當將該水聽器插入受超聲波作用的液體介質中時，它就有一電壓信號輸出。經前置放大器不失真放大后，送入交流電壓表。數字頻率計同時測得超聲波的頻率，示波器可隨時監視信號電壓波形的變化。這一測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，對操作者也有較高的技術要求，不能作為常規的測試手段。

日本在該聲學測試設備領域率先取得了突破，他們研制出了專用的超聲波清洗機超聲波測量儀(UTK-30)，集聲壓測量和頻率測量于一身，能方便地測定聲場的聲壓和頻率。但不足之處是該儀表體積大，耗電較多，故在使用時有許多不便。

去年底，國內也研制成功了超聲波測量儀表，專用于對這類較強超聲波聲場的測量。它的結構框圖見圖2。

測量儀運用高精度大規模集成電路，將寬頻帶前置放大器、交流數字電壓表、數字頻率計做成了一體。水聽器是無方向性的，包覆有特殊的保護材料，能耐酸、堿、有機溶劑的腐蝕，工作溫度超過100℃，它既減小了多臺儀器組合使用時的相互影響和誤差積累，提高了可靠性，成本也大大降低了。該超聲波清洗機測量儀表體積小，重量輕，耗電少，攜帶和使用都非常方便。