超音波清洗的液位高度為什麼很重要?

超音波清洗效果除了頻率、功率、溫度與治具設計外,「超音波清洗的液位高度」往往是最容易被忽略的因素。液位過高會稀釋能量、造成清洗力下降;液位過低則可能使震盪子過熱、引發設備異常。正確的液位設定不僅影響空化效率,更關係到發振器輸出的穩定度與設備壽命。永技企業為您解析液位控制的重要性與常見錯誤。

永技企業

12/3/20251 min read

液位高度為什麼會影響超音波空化與能量?

超音波震盪子會在液體中產生空化氣泡並傳遞能量,而液位高度會影響:
  • 液體的質量負載

  • 震盪子阻抗變化

  • 共振頻率偏移

  • 空化氣泡密度分佈

  1. 液位過高 →清洗液體積過大,能量傳導分散,清洗效果差。

  2. 液位過低 →震盪子工作在欠載狀態,易導致發熱元件溫度過高,有燒毀設備的風險。

液位過高會造成哪些問題?

1. 能量衰減、清洗力變弱
  • 震盪子發射的總功率是固定的,當液體體積增加時,單位體積內分配到的能量銳減,導致聲場強度不足。

2. 空化密度下降
  • 單位體積內的有效聲能不足,導致產生和崩潰的空化氣泡(清洗作用的主力)變得稀少。

3.溢出風險
  • 液體飛濺,污染工作環境及設備電氣元件。

4.清洗時間拉長
  • 由於清洗效率低落,需要延長清洗時間才能勉強達到去污效果,大幅降低生產效率。

液位過低會造成哪些問題?

1. 震盪子過熱

震盪子(換能器)散熱不足:清洗液不僅是傳遞超音波的介質,也是震盪子工作時的主要散熱體。

  • 壓電片溫度飆升: 導致核心壓電陶瓷片性能衰退,加速老化。

  • 黏著面脫膠: 震盪子與槽體之間的黏合劑(膠層)可能因高溫而軟化、脫落,造成永久性損壞

  • 燒毀發振器: 最嚴重時,反饋到超音波發生器的阻抗異常,可能導致發生器線路過載而燒毀。

2. 超音波輸出不穩
  • 負載不足 → 功率忽高忽低

3. 空化不完全
  • 液體太淺,氣泡形成不均,造成洗不乾淨。

清洗液溫度對液位蒸發的影響

  • 40~60°C 蒸發量會快速上升。

  • 長時間運轉造成液位逐漸下降。

  • 溫度越高 : 補水頻率越高。

  • 蒸發會影響濃度 : 清洗液性能下降。

超音波清洗的液位高度會直接影響空化密度、能量傳遞、震盪子負載與設備壽命。
液位過高會讓清洗力變弱,液位過低則可能導致震盪子過熱或發振器損壞。
維持正確液位才能確保清洗品質穩定,也能延長設備的使用壽命。

永技企業(YUNGCHI Enterprise)可依設備類型提供最佳液位設定建議與防護設計,協助客戶保持清洗效果長期穩定。