超聲波是一種高頻機械波,作為一種能量形式在液體中所引起的超聲振動、超聲空化,以及空化氣泡與液相之間的相互作用而產(chǎn)生的各種效應已在物理、化學、生物等學科的基礎研究和應用技術開發(fā)中展示出十分廣闊的前景。利用超聲振動、超聲空化能有效強化傳質(zhì)、傳熱、改變物理化學相平衡,加快化學反應速率。 本文主要運用理論推導和數(shù)值模擬對超聲空化泡動力學效應進行了研究并設計了提取裝置,主要工作和相關結論如下： (1)探討了超聲場對傳質(zhì)過程的強化。依據(jù)空化泡在超聲波的作用下,膨脹、收縮的的運動理論,把氣泡看作為一個以液體為負載的振子,沿用Rayleigh方程推導方法,推導出單雙頻超聲聲場中空化泡壁的運動模型,又用Matlab數(shù)值模擬,并分析了單雙頻超聲時各自的空化泡動力學效應,結果顯示雙頻超聲作用時,空化氣泡所帶來的空化效應比單頻時的空化效應在同等的條件下要增強,從而可用雙頻超聲對中草藥進行傳質(zhì)運輸。 (2)根據(jù)Fick**定律以及中草藥浸提機制,并結合超聲空化作用、機械效應等對提取體系的影響,研究并建立了超聲強化提取中草藥有效成分的動力學模型,探討了時間、超聲聲壓振幅與有效成分浸出量之間的關系,又通過實驗數(shù)據(jù)與數(shù)值計算模擬。研究表明,利用文中的理論得出的提取率與超聲提取時間、超聲聲壓振幅之間的關系與實驗和數(shù)據(jù)模擬結果基本符合。 (3)基于超聲輔助提取技術應用于中藥有效成分的提取中所具有的優(yōu)點,為了擴大超聲的實際應用價值,在理論研究上,依據(jù)超聲波的傳播特性和聲場效應,并結合現(xiàn)有中藥提取設備及管道傳輸?shù)奶攸c,設計出雙頻雙制式超聲提取裝置,并對其設計結構進行詳細分析與探討,說明設計出的雙頻雙制式超聲提取裝置非常合理,而且具有獨特的優(yōu)點,更能適合工業(yè)上的應用。超聲波是指任何聲波或振動，其頻率超過人

類耳朵可以聽到的**高閾值20千赫。超聲波由于其高頻特性而被廣泛應用于眾多*域，比如金屬探傷，工件清洗等。某些動物，如犬只、海豚、以及蝙蝠等等都有著超乎人類的耳朵，也因此可以聽到超聲波。亦有人利用這個特性制成能產(chǎn)生超聲波來呼喚犬只的犬笛。超聲波的波長很短，通常的障礙物的尺寸要比超聲波的波長大好多倍，因此超聲波的衍射本*很差，它在均勻介質(zhì)中能夠定向直線傳播，超聲波的波長越短，該特性就越顯著。功率特性──當聲音在空氣中傳播時，推動空氣中的微粒往復振動而對微粒做功。聲波功率就是表示聲波做功快慢的物理量。在相同強度下，聲波的頻率越高，它所具有的功率就越大。 

  由于超聲波頻率很高，所以超聲波與一般聲波相比，它的功率是非常大的。空化作用──當超聲波在液體中傳播時，由于液體微粒的劇烈振動，會在液體內(nèi)部產(chǎn)生小空洞。這些小空洞迅速脹大和閉合，會使液體微粒之間發(fā)生猛烈的撞擊作用，從而產(chǎn)生幾千到上萬個大氣壓的壓強。微粒間這種劇烈的相互作用，會使液體的溫度驟然升高，起到了很好的攪拌作用，從而使兩種不相溶的液體（如水和油）發(fā)生乳化，且加速溶質(zhì)的溶解，加速化學反應。這種由超聲波作用在液體中所引起的各種效應稱為超聲波的空化作用。 

  頻率高于2×10千赫茲的聲波。研究超聲波的產(chǎn)生、傳播、接收，以及各種超聲效應和應用的聲學分支叫超聲學。產(chǎn)生超聲波的裝置有機械型超聲發(fā)生器（例如氣哨、汽笛和液哨等）、利用電磁感應和電磁作用原理制成的電動超聲發(fā)生器、以及利用壓電晶體的電致伸縮效應和鐵磁物質(zhì)的磁致伸縮效應制成的電聲換能器 

機械效應。超聲波的機械作用可促成液體的乳化、凝膠的液化和固體的分散。當超聲波流體介質(zhì)中形成駐波時，懸浮在流體中的微小顆粒因受機械力的作用而凝聚在波節(jié)處，在空間形成周期性的堆積。超聲波在壓電材料和磁致伸縮材料中傳播時，由于超聲波的機械作用而引起的感生電極化和感生磁化（見電介質(zhì)物理學和磁致伸縮）。  ②空化作用。超聲波作用于液體時可產(chǎn)生大量小氣泡。一個原因是液體內(nèi)局部出現(xiàn)拉應力而形成負壓，壓強的降低使原來溶于液體的氣體過飽和，而從液體逸出，成為小氣泡。另一原因是強大的拉應力把液體“撕開”成一空洞，稱為空化。空洞內(nèi)為液體蒸氣或溶于液體的另一種氣體，甚**可能是真空。因空化作用形成的小氣泡會隨周圍介質(zhì)的振動而不斷運動、長大或突然破滅。破滅時周圍液體突然沖入氣泡而產(chǎn)生高溫、高壓，同時產(chǎn)生激波。與空化作用相伴隨的內(nèi)摩擦可形成電荷，并在氣泡內(nèi)因放電而產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象。在液體中進行超聲處理的技術大多與空化作用有關。   ③熱效應。由于超聲波頻率高，能量大，被介質(zhì)吸收時能產(chǎn)生顯著的熱效應。   ④化學效應。超聲波的作用可促使發(fā)生或加速某些化學反應。例如純的蒸餾水經(jīng)超聲處理后產(chǎn)生過氧化氫；溶有氮氣的水經(jīng)超聲處理后產(chǎn)生亞硝酸；染料的水溶液經(jīng)超聲處理后會變色或退色。這些現(xiàn)象的發(fā)生總與空化作用相伴隨。超聲波還可加速許多化學物質(zhì)的水解、分解和聚合過程。超聲波對光化學和電化學過程也有明顯影響。各種氨基酸和其他有機物質(zhì)的水溶液經(jīng)超聲處理后，特征吸收光譜帶消失而呈均勻的一般吸收，這表明空化作用使分子結構發(fā)生了改變。 

起關鍵作用的是聲波的空化效應，在超聲波的輻照過程中，在液體里將發(fā)生空化氣泡的形成，長大和崩滅，當空化氣泡崩滅時產(chǎn)生一個覆蓋著的強壓力脈沖，產(chǎn)生許多獨特的性質(zhì)，例如產(chǎn)生高達5000K的高溫，大于200Mpa的壓力，以及高達1010K/p的降溫速度，這就是超聲波化學合成的能量來源，Kcap ，Okitso等將0.5um的oAl1/O3粉末加入到PdLN.2N3Cl.3H20溶液中，再加入一種對Pd2，還原起促進作用的規(guī)類，然后用20Khz的超聲波輻照，在Al2O2表面合成出10nm左右的Pd納米粒子。 #p#分頁標題#e#

超聲波清洗機由超聲波發(fā)生器發(fā)出的高頻振蕩信號，通過換能器轉換成高頻機械振蕩而傳播到介質(zhì)，清洗溶劑中超聲波在清洗液中疏密相間的向前輻射，使液體流動而產(chǎn)生數(shù)以萬計的微小氣泡，存在于液體中的微小氣泡在聲場的作用下振動，當聲壓達到一定值時，氣泡迅速增大，然后突然閉合，在氣泡閉合時產(chǎn)生沖擊波，在其周圍產(chǎn)生上千個大氣壓，破壞不溶性污物而使他們分散于清洗液中，當團體粒子被油污裹著而黏附在 清洗件表面是，油被乳化，固體粒子及脫離，從而達到清洗件凈化的目的。 

  超聲波清洗是基於空化作用，即在清洗液中無數(shù)氣泡快速形成并迅速內(nèi)爆。由此產(chǎn)生的沖擊將浸沒在清洗液中的工件內(nèi)外表面的污物剝落下來。隨著超聲頻率的提高，氣泡數(shù)量增加而爆破沖擊力減弱，因此，高頻超聲特別適用於小顆粒污垢的清洗而不破環(huán)其工件表面。   產(chǎn)品特點   空化作用：空化作用就是超聲波以每秒兩萬次以上的壓縮力和減壓力交互性的高頻變換方式向液體進行透射。在減壓力作用時，液體中產(chǎn)生真空核群泡的現(xiàn)象，在壓縮力作用時，真空核群泡受壓力壓碎時產(chǎn)生強大的沖擊力，由此剝離被清洗物表面的污垢，從而達到精密洗凈目的。超聲波如何完成清洗工作： 

  超聲波清洗是利用超聲波在液體中的社會化作用、加速度作用及直進流作用對液體和污物直接、間接的作用，使污物層被分散、乳化、剝離而達到清洗目的。目前所用的超聲波清洗機中，空化作用和直進流作用應用得更多。   采用超聲波清洗的優(yōu)勢： 

  相比其他多種的清洗方式，顯示出了巨大的優(yōu)越性，尤其在專業(yè)化、集團化的生產(chǎn)企業(yè)中，己逐漸用超聲波清洗機取代了傳統(tǒng)的浸洗、刷洗、壓力沖洗、振動清洗和蒸氣清洗等工藝方法，超聲波清洗機的高效率和高清潔度，得益于其聲波在介質(zhì)中傳播時產(chǎn)生的穿透性和空化沖擊疚，所以很容易將帶有復雜外形，內(nèi)腔和細空的零部件清洗干凈，對一般的除油、防銹、磷化等工藝過程，在超聲波作用下只需兩三分鐘即可完成，其速度比傳統(tǒng)方法可提高幾倍，甚**幾十倍，清潔度也能達到高標準，這在許多對產(chǎn)品表面質(zhì)量和生產(chǎn)率要求較高的場合，更突出顯示了用其他處理方法難以達到或不可取代的結果。   參數(shù)規(guī)格 

  超聲波頻率：42,000 Hz  

  內(nèi)膽材料：不銹鋼（SUS303）   容量：600 ml ( 1 pint )  

  時間控制：3-分鐘Auto Cut-off    電源：AC 220 ~ 240V,50 / 60 Hz    功率：35 W  

  包裝尺寸：265 x 170 x 185 mm ( L x W x H )    內(nèi)膽尺寸：160 x 100 x 55 mm ( L x W x H )    尺寸：210 x 150 x 140 mm ( L x W x H )    N.W：1.00 kg    G.W：1.21 kg 

  1)TH-100B臺式數(shù)控超聲波清洗機   2)TH-200臺式超聲波清洗機   3)TH-300BQ臺式超聲波清洗機   4)TH-400BQG高功率超聲波清洗機   5)TH-500BQH恒溫數(shù)控超聲波清洗機   6)TH-600BQE數(shù)控雙頻超聲波清洗機   7)TH-800V型超聲波移液管清洗機   8)TH-800BY 醫(yī)用超聲波清洗機   9)THL-Ⅱ型超聲波濾芯清洗機   10)THL-I 型超聲波鈦棒清洗機   主要用途 

  1．超聲波清洗機的用途：  1．家庭應用：日常使用的物品如金銀珠寶、shou飾、頭飾、胸針、眼鏡、表鏈、水筆、光碟、刮須刀、梳子、牙刷、假牙、茶具等還有奶瓶、奶咀及水果如葡萄、櫻桃、草莓，這些飾物、工具和水果在被清洗的同時還進行了消毒殺菌，另外手部也可用超聲波進行美容護膚，長期使用可保持皮膚幼嫩潤滑充滿彈性。利用潔康超聲波清洗器還可以進行調(diào)酒、香醇酒類、自動攪拌雞蛋等。 

  2．眼鏡、光學儀器：一切光學鏡片，如各種眼鏡（包括隱形眼鏡）、放大鏡、望遠鏡、顯微鏡、相機、攝像機等之鏡頭零件等經(jīng)潔康超聲波清洗后，所有世間真情盡顯無遺。 

  3．玉石、飾物加工行業(yè)：在研磨拋光等加工過程中，大量粉塵污物會沾附在玉石、飾物上，而這些工件往往形狀復雜，縫隙又多，傳統(tǒng)的清洗方法常常一籌莫展，而潔康超聲波清洗器則獨到奇效。 

  4．鐘表、精密儀器：有了潔康超聲波清洗器，鐘表、精密儀器免除了逐一拆裝螺絲、齒輪、游絲發(fā)條、表鏈等的麻煩，只須把外殼卸下，整個放進裝有相應清洗劑（如汽油）的清洗槽內(nèi)，便可以取得事半功倍的清洗效果。 

  5．銀行、辦公室、財務、工藝美術、廣告行業(yè)、辦公用品：如打印機、噴頭、針筆、鋼筆、畫筆、噴咀、噴霧器經(jīng)常堵塞，印章也常常因印泥的沾附而模糊不清，常用潔康超聲波清洗器可保流暢清晰。如結合適量洗潔精或其他清洗劑會有更好效果。 

  6．通信器材、電器維修：手機、對講機、隨身聽等電器的精密線路板、零配件利用潔康超聲波清洗機結合無水酒精清洗，可得到**的無塵無污染完全徹底的清洗效果。 

  7．醫(yī)療單位、院校：各種醫(yī)療器械如手術器具、牙科的假牙、牙模、照視鏡、化驗室實驗的燒杯試管等的清洗，各類藥劑試劑的混和、化合均可提高效率、提高清潔凈度、加速化學反應和縮短時間。 #p#分頁標題#e#

  8．送禮佳品：每逢佳節(jié)或如開展覽會、招待會、聯(lián)誼會、校友會、評獎會等需籌備禮品、紀念品、獎品時，潔康超聲波清洗機以其獨特的產(chǎn)品創(chuàng)意，別致的方便型包裝，新穎獨特的清洗方式，顯著而多用的功效。讓您不再為挑選禮品而左右為難，因為清洗、殺菌、美容護膚多功能合而為一體的潔康牌超聲波清洗機實為新一代的送禮佳品。 

  2．桌面式超聲波清洗應用的主要*域： 

  在所有的清洗方式中，超聲波清洗是效率**高、效果**好的一種，之所以超聲波清洗能夠達到如此的效果，是與它獨特的工作原理和清洗方法密切相關的。我們知道，在生產(chǎn)和生產(chǎn)當中，需要清潔的東西很多，需要清洗的種類和環(huán)節(jié)也很多，如：物件的清除污染物，疏通細小孔洞，常見的手工清洗方法對異型物件以及物件隱蔽處無法達到要求，即使是蒸汽清洗和高壓水射流清洗也無法滿足對清潔度較高的需求，超聲波清洗對物件還能達到殺滅細菌、溶解有機污染物、防止過腐蝕等，因此，超聲波清洗被日益廣泛應用于各行各業(yè)。 

  1．機械行業(yè)：防銹油脂的去除；量具的清洗；機械零部件的除油除銹；發(fā)動機、化油器及汽車零件的清洗；過濾器、濾網(wǎng)的疏通清洗等。尤其在鐵路行業(yè)，對列車車廂空調(diào)的除油去污、對列車車頭各部件的除銹、除油、防銹，非常適合。   2．表面處理行業(yè)：電鍍前的除油除銹；離子鍍前清洗；磷化處理；清除積炭；清除氧化皮；清除拋光膏；金屬工件表面活化處理等。   3．儀器儀表行業(yè)：精密零件的高清潔度裝配前的清洗等。4．電子行業(yè)：印刷線路板除松香、焊斑；高壓觸點等機械電子零件的清洗等。 

  5．醫(yī)療行業(yè)：醫(yī)療器械的清洗、消毒、殺菌、實驗器皿的清洗等。   6．半導體行業(yè)：半導體晶片的高清潔度清洗。 

  7．鐘表shou飾行業(yè)：清除油泥、灰塵、氧化層、拋光膏等。   8．化學、生物行業(yè)：實驗器皿的清洗、除垢。   9．光學行業(yè)：光學器件的除油、除汗、清灰等。 

  10．紡織印染行業(yè)：清洗紡織錠子、噴絲板、拉絲板等。 

  11．石油化工行業(yè)：金屬濾網(wǎng)的清洗疏通、化工容器、交換器的清洗等。   12．其他：感光材料制造、造紙、某些食品*域的液體消泡（去除溶解的空氣）。 

  主要應用：   珠寶行： 

  項鏈、耳環(huán)、手鐲、錢幣、剃須刀頭、鐘表、筆尖、錢幣、徽章、五金零件   眼鏡行： 

  眼鏡、鏡片、玻璃、 隱型眼鏡附件等   其它： 

  假牙、打印機墨頭、證章、餐具   超聲波清洗劑   技術特點 

  清洗效果好，清潔度高且全部工件清潔度一致。 

  清洗速度快，提高生產(chǎn)效率，不須人手接觸清洗液，安全可靠。   對深孔、細縫和工件隱蔽處亦可清洗干凈。 

  對工件表面無損傷，節(jié)省溶劑、熱能、工作場地和人工。 

  超聲波清洗方式超過一般以的常規(guī)清洗方法，特別是工件的表面比較復雜，象一些表面凹凸不平，有盲孔的機械零部件，一些特別小而對清潔度有較高要求的產(chǎn)品如：鐘表和精密機械的零件，電子元器件，電路板組件等，使用超聲波清洗都能達到很理想的效果。超聲清洗的原理是由超聲波發(fā)生器發(fā)出的高頻振蕩信號，通過換能器轉換成高頻機械振蕩而傳播到介質(zhì)—清洗溶劑中，超聲波在清洗液中疏密相同的向前輻射，使液體流動而產(chǎn)生數(shù)以萬計的微小氣泡。 

  這些氣泡在超聲波縱向傳播的負壓區(qū)形成、生長，而在正壓區(qū)迅速閉合。在這種被稱為“空化”效應的過程中，氣泡閉合可形成超過1000大氣壓的瞬間高壓，連續(xù)不斷地產(chǎn)生瞬間高壓就象一連串小“爆炸”不斷地沖擊物件表面，使物件的表面及縫隙中的污垢迅速剝落，從而達到物件表面凈化的目的。   超聲波清洗的作用機理主要有以下幾個方面：因空化泡破滅時產(chǎn)生強大的沖擊波，污垢層的一部分在沖擊波作用下被剝離下來、分散、乳化、脫落。因為空化現(xiàn)象產(chǎn)生的氣泡，由沖擊形成的污垢層與表層間的間隙和空隙滲透，由于這種小氣泡和聲壓同步膨脹，收縮，象剝皮一樣的物理力反復作用于污垢層，污垢層一層層被剝離，氣泡繼續(xù)向里滲透，直到污垢層被完全剝離。這是空化二次效應。超聲波清洗中清洗液超聲振動對污垢的沖擊。超聲加速化學清洗劑（RT-808超聲波清洗劑）對污垢的溶解過程，化學力與物理力相結合，加速清洗過程。 

主要特性   1） 超聲波可在氣體、液體、固體、固熔體等介質(zhì)中有效傳播。   2） 超聲波可傳遞很強的能量。 

  3） 超聲波會產(chǎn)生反射、干涉、疊加和共振現(xiàn)象。 

  4） 超聲波在液體介質(zhì)中傳播時，可在界面上產(chǎn)生強烈的沖擊和空化現(xiàn)象。 

技術特點 

  清洗效果好，清潔度高且全部工件清潔度一致、清洗速度快，提高生產(chǎn)效率，不須人手接觸清洗液，安全可靠、對深孔、細縫

和工件隱蔽處亦可清洗干凈、對工件表面無損傷，節(jié)省溶劑、熱能、工作場地和人工。 #p#分頁標題#e#

  超聲波清洗方式超過一般以的常規(guī)清洗方法，特別是工件的表面比較復雜，象一些表面凹凸不平，有盲孔的機械零部件，一些特別小而對清潔度有較高要求的產(chǎn)品如：鐘表和精密機械的零件，電子元器件，電路板組件等，使用超聲波清洗都能達到很理想的效果。超聲清洗的原理是由超聲波發(fā)生器發(fā)出的高頻振蕩信號，通過換能器轉換成高頻機械振蕩而傳播到介質(zhì)—清洗溶劑中，超聲波在清洗液中疏密相同的向前輻射，使液體流動而產(chǎn)生數(shù)以萬計的微小氣泡。從而達到清洗目的。 

 超聲波中藥提取：在中藥提取中，超聲循環(huán)提取技術已被廣泛應用。超聲波提取是利用超聲波的空化效應增加溶劑穿透力，高藥物溶出速度和溶出次數(shù)，從而增加物質(zhì)成分的擴散，縮短提取時間，加速提取過程。 

1、提取溫度低，可采取低溫提取，對熱敏藥物不會破壞其藥性。  2、提取時間短，提取率高，節(jié)約藥材資源，提高產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本。  3、適應于多種溶劑，滿足各種提取的要。
、機型分類：超聲波提取設備分為小試機型、中試機型和規(guī)模生產(chǎn)機型。  （1）小試機型：一般用于實驗室，超聲功率為300W**3KW，提取罐或槽容積為5**75L。'{)?$Y"z2V+I-y