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第 13 卷

2025 年

3 月刊

文章

第 13 卷 - 2025 年 3 月刊
无接触监测高频超声波的频率和功率
测试在一个多槽浸泡系统中进行,采用了500 kHz和1,000 kHz的超声波系统,并包含40、80和120 kHz的振动系统

测试在一个多槽浸泡系统中进行,采用了500 kHz和1,000 kHz的超声波系统,并包含40、80和120 kHz的振动系统

测试过程中,激光声学麦克风位于液槽表面上方,进行无接触、静态测量

测试过程中,激光声学麦克风位于液槽表面上方,进行无接触、静态测量

120 kHz振动系统(橙色)与测量系统背景噪声(蓝色)的频谱,由激光声学麦克风检测

120 kHz振动系统(橙色)与测量系统背景噪声(蓝色)的频谱,由激光声学麦克风检测

在测量500 kHz振动系统的超声波信号时,麦克风在两次测量间水平移动了160 mm,距液槽表面200 mm。叠加的曲线(蓝色和橙色)显示,激光声学麦克风的水平位置对测量结果无明显影响。

在测量500 kHz振动系统的超声波信号时,麦克风在两次测量间水平移动了160 mm,距液槽表面200 mm。叠加的曲线(蓝色和橙色)显示,激光声学麦克风的水平位置对测量结果无明显影响。

1,000 kHz振动系统在不同功率水平(20%、40%、60%、80%和100%)下的频谱。功率变化主要体现在低于激励频率的范围内。

1,000 kHz振动系统在不同功率水平(20%、40%、60%、80%和100%)下的频谱。功率变化主要体现在低于激励频率的范围内。

焦点

SBS Ecoclean Group开发、生产和销售面向未来的工业零部件清洗和表面处理设备及服务,并提供定制化自动化解决方案。另一业务领域是开发和批量生产高效的碱性电解系统,用于分布式绿色氢气生产。 Ecoclean的创新由位于德国的两个技术中心推动,这些中心为全球子公司提供技术支持、研究和前沿开发。Ecoclean的清洗解决方案在全球处于领先地位,帮助机械制造、半导体供应、精密光学、医疗技术、汽车及零部件、微型与精密工程、航空航天及紧固件技术等多个行业的企业实现高质量、高效和可持续的生产。 Ecoclean的成功基于创新、前沿技术、可持续发展、贴近客户、多元化和尊重。该集团旗下品牌包括Ecoclean、UCM和Mhitraa,在德国设有11个生产基地,并在全球另外8个国家设有工厂,拥有约900名员工。

Ecoclean的创新APM解决方案确保超声波清洗效果。频率和功率监测是超声波清洗应用中的重要质量保证工具,适用于250至2,000 kHz频率范围。Ecoclean通过一系列测试证明,激光声学麦克风也能够可靠地检测高达两兆赫(2 MHz)的高频声波。基于这一成果,公司扩展了其创新的APM(声学性能测量)解决方案。新方案能够在全自动超声波多槽浸泡系统和封闭式腔体清洗系统中实现无接触超声波频率和功率监测。

高频超声波用于清洁精细或复杂结构表面上的微小颗粒和极薄的污染膜,例如在半导体制造、微系统技术、电子、精密光学、分析技术、激光与真空技术以及医疗技术领域。为了可靠地达到完美功能所需的清洁标准,并避免损坏或影响敏感组件,定期检查振动特性并计算与清洁相关的关键参数至关重要。为此,Ecoclean扩展了其创新的APM技术测量范围,该技术此前用于无接触测量高达132 kHz的超声波频率,如今基于激光声学技术,可测量高达2 MHz的超声波频率。

一系列测试验证了频谱检测的可靠性

新APM测量系统的开发之前进行了多次激光声学麦克风测试。测试在UCMSmartLine超声波多槽浸泡系统中进行,并使用了500 kHz和1,000 kHz的超声波板式换能器。此外,测试还包含了清洗系统中现有的40、80和120 kHz板式换能器,并将结果与传统APM技术(使用电容麦克风)进行对比。

测试结果表明,整个频段的信噪比足够高,可以检测高达2 MHz的声波。此外,测试还确定了激光声学麦克风应放置在距离液槽表面多远的位置,以便在较高频率下空气对声波的衰减加剧时,仍能计算出准确的频谱。由于激光声学麦克风的高灵敏度,该距离与用于低频超声波测量的电容麦克风相当。

无接触、静态测量的优势

与水听器不同,APM解决方案无需与介质直接接触,也无需移动测量设备,从而带来了诸多优势。

例如,测量系统不会污染介质,并可用于含有腐蚀性化学品的应用,而不会污染清洗槽或损坏测量设备。此外,静态测量确保了测量的可重复性,并支持在线监测。

APM技术还能够穿透“壁面”检测超声波频率和声压,因此可用于封闭式清洗和漂洗槽。例如,在使用压力变化过程(如PPC—脉冲压力清洗)时,需要采用封闭式清洗系统。此外,APM也适用于腔体清洗系统。

为了方便用户现场快速检查APM系统中的激光声学麦克风和电容麦克风,公司还提供相应的手动校准设备。

固定式或定期测量——亦可作为服务提供

该测量系统既可作为固定式解决方案,也可作为便携式设备用于定期检查。在固定式配置中,麦克风被安装在自动输送装置上,逐个测量超声波清洗和漂洗槽,以确保测量结果的可比性。测得的超声波频率和功率值会传输至测量系统的软件中,由算法进行分析,并与预先设定的目标值进行对比并存储。如果检测到偏差,系统会发出警告或错误信息。

如果用户已经使用传统APM系统监测低频超声波,并希望同时监测132 kHz以上的高频超声波(如用于漂洗过程),可以简单地更换麦克风和评估单元,从而同时监测低频和高频超声波。

对于便携式测量版本,麦克风通过支架对准相应的超声波清洗槽,并记录槽内的振动频谱。软件对测量值进行分析和评估,并与该工位设定的参考参数进行对比。所有测量结果均以PDF报告的形式记录,以确保可追溯性。

此外,公司还提供移动检测服务,可为所有安装了超声波的清洗系统提供制造商无关的独立检测。

Ecoclean GmbH
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电话:+86.21.56782616
邮箱:info.shanghai@ecoclean-group.net
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