[2009-41期]超声波怎样洗菜(图)

pang9365 2009-10-27

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[2009-41期]超声波怎样洗菜(图)

进入论坛讨论 >> 2009-10-21 来源: 数动连线整理

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2009年第41期A版责任编辑：程朋

　　HDS，资深科技人士，对电子科技产品有深入了解，长期开设个人科技专栏。

　　说到超声波，可能大部分读者首先想到的是生了病去医院会做B超检测，其实超声波在IT领域是不可或缺的，比如主板、显卡、电源之类的产品在生产过程中为了清除杂质和灰尘大都会通过超声波清洗机来做清洗工作。而除了主板、显卡之类的IT产品会用到超声波清洗机之外，超声波洗衣机也早已出现，最近，我们的生活中更是出现了超声波洗菜机之类的设备，让生活更显方便。

超声波洗菜的原理

　　近一段时间，电视上经常在播放超声波洗菜机（图1）的广告，号称只用几分钟就可以“通过高频脉冲产生超氧和分子交换原理不仅能彻底清洗蔬菜水果，更能清除农药毒素，锁住食物营养不流失……”，真有这么神？要想看个究竟，首先还得从超声波怎样洗菜说起。

　　我们知道，人所听到的声音只能是频率20Hz～20000Hz的声波信号，高于20000Hz的声波我们称之为超声波。超声波和声波一样都是纵波，依照正弦曲线纵向传播，即一层强一层弱，依次传递（图2）。超声波洗菜机正是利用超声波的这种特性，通过在液体中传播震荡来实现对蔬菜的清洁。

　　超声波洗菜机通常由三部分组成：超声波发生器、换能器和清洗槽。超声波发生器将交流电转变成20000Hz以上的高频电信号，通过高频电缆输送到换能器上。一般超声波换能器是固定在清洗槽的底板上，清洗槽内装满了液体，当换能器被加上高频电压后，它就能将电能转换成强有力的超声波振动，仿佛是一个小的活塞，振幅很小，约只有几微米，但振动加速度很大，槽上的多个换能器施加相同的频率及相位的电能时，就合成了一个巨大的活塞进行往复振动，这种振动通过固定换能器的底板传播到清洗液中。

　　在清洗蔬菜瓜果时先把清洗液（水）放入清洗容器内，然后在容器内作用超声波。超声波振动在液体中传播，当其声波压强达到一个大气压时，在液体中传播的超声波的声波压强峰值就可以轻易达到真空或负压。但实际上是液体中是不会有负压现象存在的，因而就会在在液体中产生一个很大的撕裂力，将液体分子拉裂成空洞（空化核）形成真空的气泡。这时，这些空洞为真空或非常接近真空的状态，在声压达到一定值时，气泡迅速增长，当这些空洞在超声波压强(声压)值达到最大时，由于周围的压力的增大而被压碎（图3），此时液体分子激烈碰撞将会产生非常强大的冲击力，液体间相互碰撞更产生强大的冲击波。虽然其位移、速度都非常小，但加速度却非常大，局部压力可达几千个大气压，这就是所谓的空化作用。