哪些因素会影响超声波清洗效果

影响清洗效果的因素

一、超声波功率的选择

功率大小直接关系到空化效应的强弱。功率越高，空化效果越明显，清洗效果越好，但过高的功率可能导致精密零件受损，还会使清洗缸底部振动处空化严重，容易受到水点腐蚀，减少超声清洗机的寿命；功率过低，则可能无法达到良好的清洗效果。通常，功率密度应保持在0.5-1W/cm²之间。

对于一些表面污垢较轻微、材质较为脆弱的实验器具，如玻璃滴管、小型玻璃反应容器等，应选择较低的功率，一般在 100 - 300W 之间。因为高功率可能会导致这些脆弱器具破裂。而对于有顽固污渍的金属器械，如不锈钢镊子、手术器械等，可以使用较高功率，通常在 300 - 600W 之间。这样能更有效地去除油污、锈迹等顽固污渍。

注意事项：在初次使用时，先从较低功率开始尝试，观察清洗效果，再根据实际情况调整。如果功率过高，除了可能损坏清洗物，还会产生过多的空化气泡，导致噪音增大，并且可能会使清洗液飞溅出来。

二、清洗时间的控制

清洗时间需要控制在适当的范围内，通常为3-15分钟。时间过短效果不佳，时间过长则可能损坏设备表面。对于一般的实验室器具清洗，时间通常设置在 3 - 10 分钟。例如，清洗普通的玻璃器皿，5 分钟左右就可以达到较好的效果。如果是带有复杂形状或者内部有难以触及部位的器具，如一些带有细管的玻璃仪器，可以适当延长清洗时间，但不要超过 15 分钟。

清洗时间的长短与清洗物的污垢程度有关。如果污垢较轻，3 - 5 分钟即可；如果污垢较重，如长期使用后的反应釜内壁，可能需要 8 - 10 分钟甚至更长时间。同时，清洗液的种类和浓度也会影响清洗时间。例如，使用高浓度的清洗剂时，清洗时间可以适当缩短。

过长时间的超声清洗可能会对清洗物的表面造成损伤。例如，对于一些表面有涂层的实验器具，长时间的超声振动可能会导致涂层脱落。另外，长时间清洗还可能使清洗液中的微小颗粒重新沉积在清洗物表面。

三、清洗温度的调节

温度对清洗液的性能有重要影响。一般来说，适当提高清洗液的温度（40 - 60℃之间）有助于提高清洗效果，可以降低清洗液的表面张力，增强清洗液的活性，使污垢更容易被去除，但温度过高，可能会使清洗液中的成分挥发，产生过多的气泡，影响超声波的传播，还可能对清洗件造成损伤。

不同的清洗液有其适宜的温度范围，例如水基清洗液一般在 40-60℃，三氯 乙烯清洗液在75℃左右，一般油脂类清洗温度应高于50℃，铝件类平常要在40℃以下，温度过高，会形成氧化斑;毛刺类平常抉择小于15℃为宜。对于一些不耐高温的实验器具，如某些塑料材质的离心管，温度过高可能会导致其变形。而且高温可能会改变一些化学残留物质的性质，使其更难清洗，或者产生新的化学反应，对清洗物造成损坏。

温度过高会对超声波清洗机的换能器等核心部件产生损害。换能器一般是由压电陶瓷材料制成，高温可能会导致压电陶瓷性能下降，甚至损坏。例如，当温度长时间超过 80℃时，换能器的压电效应可能会减弱，从而降低超声波的发射效率，缩短清洗机的使用寿命。

四、清洗液的选择和使用

1.清洗液的选择：

清洗液的性质和种类也会影响清洗效果。选择合适的清洗液可以提高清洗效率，通常洗涤溶液(介质)有：水性溶液，酒精，烷类，碳氢，汽油等。不同的清洗液对不同类型的污垢有不同的清洗效果。对于金属零件上的油污，可能需要使用具有良好去污能力的有机溶剂或专门的金属清洗剂；对于有机污垢，如化学合成后的残留有机物，可以使用有机溶剂型清洗液，如乙醇等，但要注意这些有机溶剂的挥发性和可燃性。对于一些有生物样本残留的器具，还可以使用含有酶的清洗液；清洗电子元件时，为避免对元件造成损伤，通常会选择温和的水基清洗剂。

2.清洗液的浓度和用量

清洗液的浓度需要根据具体的清洗需求来确定，一般来说，浓度过高可能会导致清洗液残留，甚至对清洗件造成腐蚀，还会增加清洗成本，浓度过低则会影响清洗效果。清洗液的用量要确保能够完全浸没清洗物，并且在清洗过程中有一定的余量，以保证超声波能够有效地在清洗液中传播。

五、正确的放置清洗物

清洗物要均匀放置在清洗槽底部，避免相互堆积。如果清洗物堆积在一起，会影响超声波的传播和空化作用的均匀性，导致部分清洗物清洗不干净。对于一些形状不规则的清洗物，可以适当调整其放置角度，使各个表面都能充分接触清洗液和超声波。

清洗物不能直接接触清洗机的内壁和底部的换能器。因为直接接触可能会干扰超声波的传播，同时也可能会损坏换能器。可以使用专门的清洗篮来放置清洗物，使清洗物与清洗机内部结构保持一定的距离。

六、设备因素：

1.设备质量：超声波清洗机的质量直接影响清洗效果。优质的超声波发生器、换能器等核心部件能够提供稳定的超声波输出，保证清洗效果；而质量较差的设备可能存在超声波输出不稳定、功率不足等问题，影响清洗效果。

2.清洗槽的设计：清洗槽的尺寸、形状、材质等因素也会影响清洗效果。合适的清洗槽尺寸能够容纳清洗件，并保证清洗液能够充分覆盖和流动；清洗槽的材质应具有良好的耐腐蚀性和声学性能，以保证超声波的传播和反射效果。

最后，如何处理对温度敏感的样品？

在处理对温度敏感的样品时，保持清洗液温度恒定是非常重要的。可选用恒温超声波清洗机，高精度加热器件，5~90℃调温，恒温系统温差±0.5°C内，超声连续工作不升温，适用于化学反应、化学合成、生物药物合成、生物降解、重组、中药提取、精密仪器部件控温清洗等应用场景。还可以选择高压制冷压缩机快速降温，可从90℃迅速降至5℃。

摘要：

1. 不同清洗物和污染物选择合适超声波的功率；

2. 控制适当范围内的清洗时间；

3. 不同清洗液调节合适的清洗温度；

4. 清洗液的选择和使用；

5. 清洗物在清洗槽内放置的位置；

6. 清洗设备质量和清洗槽的设计；