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湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 誠(chéng) 信 聲 明 本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體在文中均作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)作者簽名： 年 月 日 目 錄 摘要???????????????????????????????? 1 1 前 言 ???????????????????????????????? 1 用洗碗機(jī)簡(jiǎn)介?????????????????????????? 1 外發(fā)展現(xiàn)狀??????????????????????????? 2 內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 ?????????????????????????? 3 內(nèi)主流產(chǎn)品?????????????????????????? 3 2 超聲波清洗原理及方案???????????????????????? 4 聲波清洗原理?????????????????????????? 4 述?????????????????????????? 4 聲波清洗的機(jī)制???????????????????????? 4 聲空化閥值????? ????????????????????? 6 聲波洗碗機(jī)方案設(shè)計(jì)??????????????????????? 6 3 超聲波清洗參數(shù)?????????????????????????? 7 強(qiáng)?????????????????????????? 7 率?????????????????????????? 8 洗液?????????????????????????? 8 4 超聲場(chǎng)相對(duì)空化強(qiáng)度????????????????????????? 8 化強(qiáng)度測(cè)量方法原理??????????????????????? 8 化強(qiáng)度測(cè)量?????????????????????????? 8 驗(yàn)結(jié)果處理?????????????????????????? 9 驗(yàn)結(jié)論??????????????????????????? 9 5 超聲波重要參數(shù)確定???????????????????????? 10 度，清潔時(shí)間，超聲功率????????????????????? 10 具合理擺放?????????????????????????? 11 結(jié)?????????????????????????????? 11 6 洗碗機(jī)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)???????????????????????? 12 體方案???????????????????????????? 12 殼和碗籃??????????????????????????? 12 洗槽????????????????????????????? 13 排水系統(tǒng)??????????????????????????? 13 位感應(yīng)系統(tǒng)????????????????????????? 13 熱系統(tǒng)?????????????????????????? 14 開(kāi)關(guān)電路??????????????????????????? 14 臂系統(tǒng)???????????????????????????? 14 聲清洗系統(tǒng)?????????????????????????? 15 聲波 發(fā)生器????????????????????????? 15 聲波換能器????????????????????????? 16 結(jié)?????????????????????????????? 17 7 結(jié)論??????????????????????????????? 17 參考文獻(xiàn)????????????????????????????? 18 致謝???????????????????????????????? 19 1 家用超聲波洗碗機(jī)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 學(xué) 生：盧宇翔 指導(dǎo)老師：莫亞武 (湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院，長(zhǎng)沙 410128) 摘 要 ： 超聲波技術(shù)在洗碗機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用，使洗碗機(jī)的發(fā)展更加多元。 在洗碗機(jī)整體結(jié)構(gòu)、清洗工藝和控制系統(tǒng)三個(gè)方面進(jìn)行改良設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)方面，采用不銹鋼清洗槽，合理布置超聲波系統(tǒng)，噴臂沖水裝置和進(jìn)排水裝置等，使結(jié)構(gòu)更加緊湊合理，提升清洗效果。清洗工藝方面，分析洗滌槽內(nèi)超聲波空化強(qiáng)度的分布，選擇合適的參數(shù)，確定最優(yōu)的清洗流程。 關(guān)鍵詞 ： 超聲波；洗碗機(jī)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； of 10128, of of of is of of of so is to of to of 1 前言 用洗碗機(jī)簡(jiǎn)介 洗碗機(jī)是用來(lái)自動(dòng)清洗碗、筷、盤、碟、刀、叉等餐具的設(shè)備，在飯后清潔沾滿油污的餐具是人們?nèi)粘Ｉ钪胁坏貌幻鎸?duì)的一大家務(wù)勞動(dòng)，洗碗機(jī)的出現(xiàn)減輕了勞動(dòng) 2 強(qiáng)度，提高了工作效率，并增進(jìn)清潔衛(wèi)生。 早在 1850 年， 申請(qǐng)到了世界上第一個(gè)洗碗機(jī)專利，不過(guò)是一個(gè)手動(dòng)設(shè)備； 1893 年世界博覽會(huì)上，蒸汽船發(fā)明人 孫女 出了她設(shè)計(jì)的手動(dòng)洗碗機(jī)，她也被稱為現(xiàn)代洗碗機(jī)之母； 1920 年德國(guó)米勒公司制造出世界上第一臺(tái)電動(dòng)洗碗機(jī)，只不過(guò)它當(dāng)時(shí)的外形并不適合家庭使用； 1954 年美國(guó)通用電氣公司制造出一臺(tái)電動(dòng)洗碗機(jī)，這臺(tái)機(jī)器不僅洗滌性能大幅改善，而且外形更適合家庭使用；1978 年德國(guó)米勒公司有制造出第一臺(tái)微電腦電動(dòng)洗碗機(jī)，使洗碗機(jī)開(kāi)始進(jìn)入尋常人家的廚房。 現(xiàn)有的家用洗碗機(jī)種類繁多，按控制方式分為機(jī)電式控制和電子式控制；按安裝方式分為臺(tái)式、獨(dú)立式和嵌入式；按洗滌方式分為噴淋式和渦流式。雖然市 場(chǎng)上有各式各樣的洗碗機(jī)，但這些洗碗機(jī)基本都有機(jī)殼、機(jī)門、內(nèi)膽、控制系統(tǒng)、清洗系統(tǒng)和餐具擺放架等重要部件。 機(jī)殼有金屬和塑料兩種。金屬機(jī)殼的好處是高檔，機(jī)械強(qiáng)度高，結(jié)構(gòu)牢固，但它也具有易銹蝕，成本高等缺點(diǎn)；塑料機(jī)殼的優(yōu)點(diǎn)是制作成本低，重量輕，但它有易老化，耐熱性差等缺點(diǎn) [1]。 機(jī)門通常使用冷軋鋼板制成，有上開(kāi)門式和前開(kāi)門式兩種。通常設(shè)置有意外開(kāi)門保護(hù)裝置，在兒童或其他使用者不小心在家用洗碗機(jī)工作過(guò)程中打開(kāi)機(jī)門，洗碗機(jī)會(huì)馬上停止工作，以保護(hù)人身安全。 內(nèi)膽是洗碗機(jī)工作的重要部件，市面上的洗碗機(jī)產(chǎn)品分為塑 料內(nèi)膽和金屬內(nèi)膽兩種。金屬內(nèi)膽具有耐用，耐高溫，抗老化，易清洗等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是易腐蝕，造價(jià)高；塑料內(nèi)膽也具有上述大部分優(yōu)點(diǎn)，且造價(jià)低，但是一個(gè)顯著的缺點(diǎn)就是難清洗，易留異味。 外發(fā)展現(xiàn)狀 第一臺(tái)家用洗碗機(jī)起源于德國(guó)，同時(shí)德國(guó)的現(xiàn)代家用洗碗機(jī)技術(shù)在整個(gè)歐洲也處于前列，擁有者 20 多家洗碗機(jī)制造商，年產(chǎn)量高達(dá) 3 百萬(wàn)臺(tái)，消費(fèi)量也高達(dá) 萬(wàn)臺(tái)，擁有率高達(dá) 42%。美國(guó)是目前洗碗機(jī)普及率最高的國(guó)家，早在 1996 年就已達(dá) 同時(shí)也是洗碗機(jī)生產(chǎn)大國(guó)，年產(chǎn)量一直保持在 300 萬(wàn)臺(tái)以上，著名企業(yè)包括 。日本的起步比歐美國(guó)家晚了大約 30 年，并在發(fā)展過(guò)程中遭受坎坷，現(xiàn)在的普及率仍不及歐美大國(guó)，著名企業(yè)包括日立，松下，三菱，夏普等均有生產(chǎn)。 國(guó)外很多家庭都擁有家用洗碗機(jī)，且傳統(tǒng)的噴臂式洗碗機(jī)十分適合國(guó)外餐具的清 3 洗， 傳統(tǒng)洗碗機(jī)是通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)洗滌泵使洗滌液在一定的壓力下從噴臂噴出，形成密集的熱水流；噴臂由于受到噴水的反作用而旋轉(zhuǎn)，使洗滌液來(lái)回地噴射到各式餐具上，對(duì)餐具進(jìn)行噴射沖洗和淋刷。噴射水流對(duì)碗碟表面起機(jī)械沖洗作用，洗碗機(jī)專用洗滌劑對(duì) 碗碟表面油污起化學(xué)清洗作用，熱水起浸泡軟化作用。三者聯(lián)合作用，使碗碟表面油污和殘漬分解和脫落，從而達(dá)到清潔的目的 ,且造價(jià)低，性價(jià)比高，使國(guó)外的家用洗碗機(jī)的普及率還在不斷的增大。良好的市場(chǎng)促進(jìn)了企業(yè)對(duì)新型洗碗機(jī)的研制和開(kāi)發(fā)，且新型超聲波家用洗碗機(jī)也開(kāi)始在國(guó)外流行，這種良性循環(huán)使國(guó)外的洗碗機(jī)產(chǎn)業(yè)煥發(fā)出蓬勃的生機(jī)。 內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 我國(guó)在 80 年代有了第一臺(tái)洗碗機(jī)，但是發(fā)展過(guò)程卻不盡如人意。 1998 年，第一臺(tái)全自動(dòng)柜式洗碗機(jī)在小天鵝誕生，之后，海爾，美的，澳柯瑪，格蘭仕等企業(yè)紛紛進(jìn)軍洗碗機(jī)領(lǐng)域。但是， 令人遺憾的是，這些國(guó)產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品主要外銷，作為國(guó)產(chǎn)企業(yè)，卻也沒(méi)有對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)有足夠的重視。究其原因，大致有以下幾點(diǎn)： 一臺(tái)普通的洗碗機(jī)動(dòng)輒幾千元，多則上萬(wàn)元，這對(duì)普通消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，是一筆不小的開(kāi)支， 其次是耗電量和耗水量大。一臺(tái)洗碗機(jī)完成洗碗、消毒、烘干耗時(shí)長(zhǎng)。且洗碗機(jī)的功率從 600300W 不等，消費(fèi)者將承受更多的電費(fèi)。國(guó)內(nèi)的洗碗機(jī)品牌，如海爾、小天鵝、美的等，最低價(jià)格都在 2000 元左右，加上專用的洗滌劑，不僅價(jià)格高，而且不環(huán)保 ；傳統(tǒng)的洗碗機(jī)需要很大的室內(nèi)空間，在房?jī)r(jià)寸土寸金的今天，顯然是不經(jīng)濟(jì)的；另外，洗碗機(jī)工作需要采用專用的洗滌劑，并對(duì)餐具的形狀有一定要求，不適合中式餐具，且中式菜肴油污較多，洗滌相對(duì)麻煩， 國(guó)內(nèi)洗碗機(jī)多為塑料內(nèi)膽，長(zhǎng)時(shí)間使用之后，內(nèi)膽會(huì)變得有異味而且油膩難清洗，出現(xiàn)“洗碗機(jī)洗碗，人洗洗碗機(jī)”的問(wèn)題。 如此，都決定了傳統(tǒng)洗碗機(jī)難以在中國(guó)快速普及 [2] 。 內(nèi)主流產(chǎn)品 以美的（ 例，目前在商城大致能見(jiàn)到的型號(hào)為 款洗碗機(jī)都針對(duì)中式餐具配套了碗籃，并配有消毒程序。 其中， 積小巧，外觀時(shí)尚更適合家庭使用。它的洗滌過(guò)程為：預(yù)洗：對(duì)碗具進(jìn)行強(qiáng)力沖刷，除去殘?jiān)?;主洗：高溫高壓水柱，專用洗滌用品作用（ 240 分鐘） ;漂洗：對(duì)餐具進(jìn)行清潔沖刷（一個(gè)循環(huán)， 14 分鐘） ;清洗：最后清潔（一個(gè)循環(huán)， 14 分鐘） ;烘干：冷凝式烘干（預(yù)熱自然烘干） 比具有容積更大，可以同時(shí)清洗 12 套餐具 4 的優(yōu)點(diǎn)，且因其采用 360°“水槍式”噴淋系統(tǒng)，且內(nèi)膽采用圓形轉(zhuǎn)角，使其洗滌效果更高效，基本無(wú)死角。 總的來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)洗碗機(jī)產(chǎn)品大體可以滿足消費(fèi)者日常需要，洗滌效果基本滿意。但基本是傳統(tǒng)洗碗機(jī)，超聲波洗碗機(jī)目前僅主要商業(yè)使用，例如歐倍力，康潔仕，在家用領(lǐng)域幾乎處于空白。 2 超聲波清洗原理及方案設(shè)計(jì) 聲波清洗原理 述 聲波是人耳能感受到的一種縱波，它的頻率在 16 到 16000圍內(nèi)。當(dāng)頻率超過(guò) 16000出一般人耳聽(tīng)范圍，就稱為超聲波。超聲波和聲波一樣，可以在氣體，液體和固體中傳播 [3]。 超聲波的主要性質(zhì)有：（ 1）超聲波能傳遞很強(qiáng)的能量，超聲波的作用主要是對(duì)其傳播方向上的障礙物施加壓力（聲壓）。因此，有時(shí)可用這個(gè)壓力的大小衡量超聲波的強(qiáng)度，傳播的波動(dòng)能量越強(qiáng)，則壓力也越大。（ 2）當(dāng)超聲波經(jīng)過(guò)液體介質(zhì)傳播時(shí)，將以極高的頻率壓迫液體介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，在液體介質(zhì)中連續(xù)地形成壓縮和稀疏區(qū)域。由于液體基本上是不可壓縮的，由此產(chǎn)生壓力正，負(fù)交變的液壓沖擊和空化現(xiàn)象。由于這一時(shí)間極短，液體空腔和壓力可達(dá)幾十個(gè)大氣壓 ，并且產(chǎn)生巨大的液壓沖擊。這交變的脈沖壓力作用在鄰近的零件表面上回使其破壞，引起固體物質(zhì)分散，破碎等效應(yīng)。（ 3）超聲波 通過(guò)不同介質(zhì)時(shí)，在界面上發(fā)生波速突變，產(chǎn)生波的反射和折射。反射能量的大小，決定于兩種介質(zhì)的波阻抗（密度與波速的乘積 為波阻抗），介質(zhì)的波阻抗相差愈大，超聲波通過(guò)界面時(shí)的反射率愈高。（ 4）超聲波在一定條件下會(huì)產(chǎn)生波的干涉和共振現(xiàn)象。超聲加工的應(yīng)用有：型孔，型腔加工；切割加工；復(fù)合加工和超聲清洗。 目前所用的超聲波清洗機(jī)中，空化作用和直進(jìn)流作用應(yīng)用更多 [4]。 聲波清洗的機(jī)制： 由于超聲波與聲波一樣是一種疏密的振動(dòng)波，介質(zhì)的壓力作交替變化。如果對(duì)液體中某一確定點(diǎn)進(jìn)行觀察，這點(diǎn)的壓力如圖曲線 A 所示 。以靜壓 (一般一個(gè)大氣壓 )為中心，產(chǎn)生壓力的增減，若依次增強(qiáng)超聲波的強(qiáng)度，則壓力振幅也隨著增加，像圖曲線 B 那樣，并產(chǎn)生負(fù)的壓力。 空化作用： 超聲波以兩萬(wàn)次 /秒以上的兩種被稱為壓縮力和減壓力交互性的高頻變換方式向介質(zhì)作用時(shí)，在減壓力作用時(shí)，液體中產(chǎn)生大量真空氣泡，在壓縮力作用時(shí)，真空氣泡被壓碎時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊力， 局部壓力能達(dá)到上千個(gè)大氣壓， 5 圖 1 液體內(nèi)部壓力圖 he of 此剝離被清洗物表面的污垢， 因空化現(xiàn)象產(chǎn)生如圖 2(A)所示的氣泡。由沖擊形成的污垢層與表面之間的間隙和空隙滲透，由于這種小氣泡與聲壓同步膨脹，收縮，產(chǎn)生像剝皮那樣的物理力重復(fù)作用于污垢層，污垢一層層被剝開(kāi)，如圖 2(B)所示，小氣泡再繼續(xù)向前推進(jìn)，直到污垢層被剝下為止。這就是空化二次效應(yīng) [5]。 當(dāng)聲波達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)，空洞會(huì)發(fā)生劇烈爆炸，產(chǎn)生強(qiáng)烈碰撞，壓力達(dá) 5 /平方厘米，具有很大的能量，使水分以超過(guò) 10000G 的加速度撞擊被清洗物體的表面，將污物撞擊下來(lái)，從而達(dá)到顯著的清洗效果，并且這種效果可隨液體到達(dá)被清洗物體的所有表面，這是手工洗刷，機(jī)械振動(dòng)等常規(guī)手段所無(wú)法達(dá)到的。 由于空化效應(yīng)形成時(shí)會(huì)產(chǎn)生聲波壓力和熱效應(yīng)，故可對(duì)細(xì)菌，特別是鏈狀細(xì)菌進(jìn)行打擊，達(dá)到殺菌消毒的作用， 從而達(dá)到精密洗滌目的 [6]。 直進(jìn)流作用：超聲波在液體中沿聲的傳播方向產(chǎn)生流動(dòng)的現(xiàn)象稱為直進(jìn)流，通過(guò)此直進(jìn)流使被清洗物表面的污垢被攪拌，污垢表面的清洗液也產(chǎn)生對(duì)流，溶解污物的溶解液與新液混合，使溶解速度加快，對(duì)污物的搬運(yùn)起著很大的作用。 輻射扭力：空化核在運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生的二階現(xiàn)象。在均勻洗滌液中作用于洗滌液本身，使洗滌液產(chǎn)生環(huán)流，叫做聲流，它能使振動(dòng)氣泡表面產(chǎn)生高達(dá) 90粘滯應(yīng)力。 乳化作用：在超聲空化作用下，有油污包裹住的固體粒子，在兩種液體的分界面迅速分散而乳化，固體粒子自動(dòng)脫落。 空化作用廣泛應(yīng)用。另外，超聲波清洗對(duì)聲反射強(qiáng)烈的材料，如陶瓷，金屬，玻璃等，清洗效果尤其好，再利用 40 攝氏度左右的水作為清洗劑，可以將空化 效應(yīng)發(fā)揮到最大值。因此空化效應(yīng)為 本洗碗機(jī)主要應(yīng)用原理 [3]。 6 圖 2 空化二次效應(yīng) he of 超聲空化閥值 使清洗液達(dá)到空化作用的最小聲強(qiáng)或者聲壓幅值稱為空化閥值 [4]?？栈y 示為： （ 1） 其中 液體的靜壓力 , 蒸汽壓， 空氣核半徑， 是表面張力系數(shù) 可以看出液體含氣量越少，空化閥越高，靜壓力越大，空化閥越高，液體的沾度越大，空化閥也越高?？梢?jiàn)，不同液體的空化閥不同，同一液體在溫度、壓力和含氣量等不同的情況下，空化閥值也不同 [7]。 此外，由經(jīng)驗(yàn)公式 （ 2） 可以得出空化閥與沾滯系數(shù)的關(guān)系， 為沾滯系數(shù)，并且聲波的頻率越高空化閥也越高。當(dāng)聲波頻率超過(guò) 時(shí)候，空化閥接近 10 空化閥值與超聲波的頻率有密切關(guān)系。頻率越高，閥值越高；頻率越低，越容易發(fā)生空化。在低頻情況下液體受到的壓縮和稀疏作用有更長(zhǎng)的時(shí)間間隔，使氣泡在崩潰前能生長(zhǎng)到較大的尺寸，增大空化強(qiáng)度，有利于清洗作用，但是低頻工作時(shí)易產(chǎn)生噪聲。為了經(jīng)濟(jì)性和清洗效率考慮，正確選擇頻率十分重要。 聲波洗碗機(jī)方案設(shè)計(jì) 將超聲波清洗技術(shù)應(yīng)用于家用餐具清洗 [8]。由于超聲波的空化作用，對(duì)中式餐具的油污具有強(qiáng)大的清潔能力，配合高壓清洗，油污殘留率僅有 0%~配合超聲發(fā)生器，在噴臂的輔助清洗下能很好的提高效率，節(jié)約水電，給洗碗機(jī)的工作方式加入了 7 另一種可靠的方式。其應(yīng)該滿足的要求有：結(jié)構(gòu)合理，適合家庭使用；清洗效率高，要求達(dá)到 98%以上；高效率，能在較短時(shí)間內(nèi)洗干凈人們一餐所使用的餐具；低能耗，在物價(jià)上漲，資源匱乏的今天，低能耗會(huì)使產(chǎn)品有更好的市場(chǎng)。 其清洗系統(tǒng)的洗滌循環(huán)過(guò)程 :程序控制接通電磁閥后，加壓的清潔水（ 過(guò)濾芯流入，進(jìn)入軟水處理裝置后除去水中的鎂和鋁，此時(shí)單向定量泵工作，水從噴臂的噴嘴中噴出。由于水流的反力矩作用，使噴臂繞著中心 軸旋轉(zhuǎn)，對(duì)餐具進(jìn)行全方位無(wú)死角沖洗，初步?jīng)_去油污。接著，程序控制使單向定量泵停止工作，排水泵啟動(dòng)，將污水排出。接著，單向定量泵再次啟動(dòng)，當(dāng)水沒(méi)過(guò)餐具后關(guān)閉。超聲波換能器工作，利用超聲波空化作用使殘余油污和餐具徹底剝離。在設(shè)定的清洗時(shí)間后，超聲波換能器停止工作。排水泵再次工作，排出污水。洗滌水排盡后，單向定量泵工作，噴臂再次工作，徹底將餐具上的油污清除。規(guī)定時(shí)間后停止，由排水泵將污水排除。 這種方案可以很好地對(duì)餐具進(jìn)行清洗，利用高壓水流沖洗和空化作用，使油污殘留量達(dá)到最低。水和超聲波的有機(jī)結(jié)合，既能節(jié)約水電， 減少洗滌劑的排放，保護(hù)環(huán)境，同時(shí)又能減少噪音，降低能耗，不失為家用超聲波洗碗機(jī)的一種不錯(cuò)的候選方案。 圖 3 清洗方案系統(tǒng)圖 he of 超聲波清洗參數(shù) 強(qiáng) 在超聲清洗中，聲場(chǎng)強(qiáng)度和聲場(chǎng)均勻度都是判斷清洗效果的重要指標(biāo) [9]。聲強(qiáng)太弱不能有效將污物洗去，太強(qiáng)又會(huì)對(duì)清洗件表面造成損壞，甚至在輻射面形成聲障，使聲能不能完全輻射到整個(gè)空間，影響清洗效果。在有限的清洗空間內(nèi)，超聲波易在聲 8 源，液面和空氣交界處來(lái)回反射，形成駐波，使波節(jié)處聲壓過(guò)小，無(wú)法發(fā)生空化，造成清洗盲區(qū)。 聲強(qiáng)一般選在 221 / ~ 2 /W c m W c m，對(duì)于一些金屬表面氧化膜難于清洗的污垢，則應(yīng)采用較高的聲強(qiáng)。 率 當(dāng)工作頻率很低（在人的聽(tīng)覺(jué)范圍內(nèi)）就會(huì)產(chǎn)生噪音。當(dāng)頻率低于 20，工 作噪音將變得很大，而且超出人耳安全所可承受的值，易引起對(duì)人的傷害，而且 過(guò)低的頻率不能產(chǎn)生空化作用 。高頻率的超聲波，空化作用閥值越高，適于工業(yè)上清洗較小，較精密的零件；低頻率的超聲波，空化作用閥值較低，且液體受到的壓縮和稀疏作用時(shí)間間隔較長(zhǎng)，使空化氣泡在破裂前有較長(zhǎng)的長(zhǎng)大時(shí)間，使其長(zhǎng)到較大的體積，從而在破裂后釋放更強(qiáng)的能量，產(chǎn)生更好的清潔效果。通常選擇 20通常，在清洗表面光潔度不高，清洗槽大小在 500情況下， 選擇 28 洗液 在家用超聲波洗碗機(jī) 工作時(shí)，清洗液的粘度越大，空化閥值越大，空化作用越難發(fā)生。表面張力越大，空化的強(qiáng)度越大，清洗效果越好。所以，選擇的清洗液最好有粘度小。表面張力大的特點(diǎn)，由于水的污染小，粘度小，表面張力大，且安全衛(wèi)生，適合用于餐具，綜合考慮后，選取通常家庭里極易取得的自來(lái)水為清洗液。 4 超聲場(chǎng)相對(duì)空化強(qiáng)度 化強(qiáng)度測(cè)量方法原理 對(duì)超聲清洗設(shè)備而言，最重要的性能指標(biāo)就是超聲場(chǎng)的空化強(qiáng)度。現(xiàn)在，我們尚無(wú)一種可靠的方法測(cè)量絕對(duì)空化強(qiáng)度，但是，可以通過(guò)鋁箔腐蝕法，染色法，聲致自由基和實(shí)時(shí)譜分析法，統(tǒng)計(jì)平均法等方法測(cè)量相對(duì)空化強(qiáng)度。在這里，我們選用較為簡(jiǎn)便快捷的鋁箔腐蝕分析法來(lái)測(cè)量相對(duì)空化強(qiáng)度 [7]，并分析洗滌對(duì)超聲波的要求。 鋁箔腐蝕法是利用超聲空化效應(yīng)對(duì)鋁箔的腐蝕和沖擊作用使其產(chǎn)生小孔的方法。具體操作方法：取表面光滑平整，厚度僅有幾十微米的鋁箔，將其固定在架上，并浸入清洗液中，開(kāi)機(jī)一段時(shí)間拿出，觀察被腐蝕情況。值得注意的是，試驗(yàn) 時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，否則鋁箔會(huì)一塊塊腐蝕脫落。這種方法十分直觀地展示了空化作用在不同條件下的強(qiáng)度。 化強(qiáng)度測(cè)量 本文研究的新型家用超聲波洗碗機(jī)主要面向中國(guó)的普通家庭，根據(jù)實(shí)際情況，每家大概有 3人，選擇 420× 400× 400（長(zhǎng)×寬×高）的清洗槽。根據(jù)鋁箔腐蝕法，在容積為 420× 400× 400 的清洗槽內(nèi)測(cè)量空化分布情況。清洗液為軟化后的自來(lái)水，聲波頻率為 28溫 25° C 的環(huán)境中，液面離槽頂大約 70頻范圍設(shè)置為 9 15率設(shè)置為 300W，超聲工作時(shí)間 3 圖 4 清洗方案系統(tǒng)圖 he of 實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理 根據(jù)實(shí)際情況，在此采用：?jiǎn)蚊娉曌饔茫?B 面）、單面超聲掃頻作用（ B 面）、雙面超聲作用（ B 和 D）、雙面超聲掃頻作用（ B 和 D）四種方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。為了更直觀的觀察洗滌槽內(nèi)空化強(qiáng)度的分布，便于建立可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，便于下一步的設(shè)計(jì)計(jì)算，在此把腐蝕面積與鋁箔面積的百分比規(guī)定為相對(duì)強(qiáng)度值。處理方法：以 6邊長(zhǎng)，把鋁箔均分為若干區(qū)域。把每一次實(shí)驗(yàn)后的每一塊鋁箔紙照相，然后操作平面圖像處理軟件，使腐蝕部分顏色為黑，沒(méi)有被腐蝕的部分顏色為白，最后通過(guò)直方圖功能，計(jì)算出每一塊的腐蝕面積與每一塊鋁箔面積的百分比。把寬為 300為 420鋁箔用木框固定后再固定在水中，鋁箔平行于 A 面，鋁箔長(zhǎng)的一條邊在洗滌槽底面上。 驗(yàn)結(jié)論 根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，超聲波空化強(qiáng)度從靠近聲源處開(kāi)始逐步增強(qiáng)，當(dāng)離聲源一定距離，大致為中心位置時(shí)，空化強(qiáng)度開(kāi)始下降。其原因是過(guò)多的空化氣泡會(huì)形成聲波屏障，影響聲波的傳遞，所以在 遠(yuǎn)的地方，空化強(qiáng)度減弱。 無(wú)掃頻作用的清洗效果差。因?yàn)樵谇逑床鄣挠邢蘅臻g內(nèi)，超聲波在交界面或者洗滌槽壁的時(shí)候反射形成駐波，造成某些地方聲壓小某些地方聲壓大，從而使清洗不均。通過(guò)將清洗槽形狀不規(guī)則化或掃頻可以讓聲壓最小點(diǎn)來(lái)回移動(dòng)，不固定在一個(gè)地方從而帶動(dòng)清洗液來(lái)回流動(dòng)，提高清潔效率。 同種實(shí)驗(yàn)條件下，雙面作用強(qiáng)度比單面作用低。因?yàn)殡p面的時(shí)候超聲波會(huì)發(fā)生干涉，影響清洗效果。 10 表 1 平行 A 面的相對(duì)空化強(qiáng)度 of 表 2 平行 C 面的相對(duì)空化強(qiáng)度 of 單面掃頻的清洗效果最好。 5 超聲波重要參數(shù)確定 度，清洗時(shí)間，超聲功率 溫度，清洗時(shí)間，超聲功率為家用超聲波洗碗機(jī)的重要參數(shù)，需要設(shè)置實(shí)驗(yàn)來(lái)找出最佳參數(shù)組合 [6]。 實(shí)驗(yàn)對(duì)象：三只碗，三把勺，兩個(gè)碟子，三個(gè)玻璃杯，三雙筷子，所有實(shí)驗(yàn)對(duì)象均被涂抹上食物油污。 評(píng)判指標(biāo)：經(jīng)清洗后，表面無(wú)油污，手摸不油膩。 溫度： 35℃、 45℃、 55℃。 清洗時(shí)間： 6 9 12 超聲功率： 400w、 300w、 200w。 實(shí)驗(yàn)方法：采用多因素正交實(shí)驗(yàn)，需用 正交表 ，將各因素綜合，設(shè)置 9 個(gè)實(shí)驗(yàn)組，見(jiàn)表 3 表中參數(shù) 因素主次： 中表中 A/B/C 正交的數(shù)值為該列中所有包含 f/和 , f 取 1， 2， 3， 11 表 3 多因素正交試驗(yàn)結(jié)果表 of 數(shù)試驗(yàn)號(hào) A（ ℃ ） B（ C（ w） 結(jié)果 1 1 1 1 10 2 1 2 2 10 3 1 3 3 10 4 2 1 2 11 5 2 2 3 12 6 2 3 1 10 7 3 1 3 9 8 3 2 2 9 9 3 3 1 12 0 30 32 3 31 30 0 32 31 10 10 1 10 10 R A/B/C 正交的數(shù)值為 列中 f 號(hào)碼重復(fù)的次數(shù) , f 取 1， 2， 3 由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得知最佳組合為 使用 45℃，清洗時(shí)間為 12率為 400w，并設(shè)置另一檔位 經(jīng)濟(jì)檔，供餐具較少時(shí)使用。 具的合理擺放 超聲波屬于短波，易被障礙物阻擋并造成衰減，故餐具的擺放方法就顯得尤為重要，根據(jù)上面確定的三項(xiàng)參數(shù)，進(jìn)行擺放位置最優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，得結(jié)果如表 4， 所以餐具朝向 B 面最佳 [10]。 結(jié) 經(jīng)上述對(duì)超聲空化強(qiáng)度及對(duì)基本參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算，該家用超聲波洗碗機(jī)的基本參數(shù) 被確定為 工作溫度為 45℃，清洗時(shí)間為 12率為 500w，頻率為 28聲單 面（ B）放射，采用掃頻，餐具朝向 B 面。 主要流程為進(jìn)水 — 噴臂清洗 1進(jìn)水 — 加熱至工作水溫 — 超聲清洗 12噴 12 表 4 餐具洗滌結(jié)果 of 具朝向 合格率 A 清洗 1 6 洗碗機(jī)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 體方案 在設(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)考慮幾方面的問(wèn)題，首先是清洗槽及管路的密封問(wèn)題，再有就是超聲波振子的、電磁閥、加熱器等元器件的選型。 家用 超聲波洗碗機(jī)主要有進(jìn)排水系統(tǒng)、噴臂系統(tǒng)、超聲清洗系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)組成。 進(jìn)排水系統(tǒng)：電磁閥，水位感應(yīng)開(kāi)關(guān)，過(guò)濾芯，泵等組成。 噴臂系統(tǒng)：噴臂，壓力泵等組成。 加熱系統(tǒng)：水槽加熱管等。 超聲清洗系統(tǒng)：超聲波發(fā)生器，超聲波換能器等組成。 其他：清洗槽，外殼，碗籃，底座等。 殼和碗籃 該家用超聲波洗碗機(jī)外形為一邊長(zhǎng)大致為 540矩形，外殼材料采用不銹鋼和有機(jī)材料有機(jī)結(jié)合。金屬部分采用流行的不銹鋼拉絲工藝，經(jīng)丙烯特殊處理，不易留指紋，清潔高貴?？刂泼姘宀捎?印貼膜，可掩蓋模具加工留下的瑕疵，整合好，價(jià)錢低，封閉好，易清潔 [11]。 柜門采用前開(kāi)門，鋼化玻璃透明柜門，便于使用者觀察內(nèi)部清潔情況。外殼采用新型的 化涂料，通過(guò)先進(jìn)的光固化噴涂工藝，在產(chǎn)品外觀表面形成裝飾涂層，其涂膜硬度高，耐磨性好，手感細(xì)膩，可具有金屬或其他材質(zhì)效果 [7]；另外，采用特殊鍍層工藝技術(shù)，可使普通的塑料面鍍成閃亮的金屬質(zhì)感 [12]。 碗籃 ,見(jiàn)下圖，采用不銹鋼制成，表面噴涂高強(qiáng)度無(wú)毒疏水涂層，使清潔后的殘余 水滴能迅速蒸發(fā)，減少對(duì)碗籃的腐蝕，同時(shí)還能節(jié)省電能，可以裝下一家人正常一餐的餐具量，筷子，調(diào)羹等細(xì)小餐具可以用筷子筒等裝好后放置洗滌。碗籃可取出，在裝好碗筷后將其直接放入清洗槽中即可，使用者做的只是放入和取出餐具。 13 圖 5 碗籃三維圖 he of 洗槽 清洗槽尺寸為 360。材質(zhì)均采用防水，安全，耐酸堿的 201 不銹鋼板，并沖壓而成，選擇材料為 1保證在超聲作用下，清洗槽內(nèi)壁發(fā)生損耗的條件下，能長(zhǎng)期使機(jī)器保持穩(wěn)定的清洗參數(shù)，故采用 3度的不銹鋼板 [12]。清洗槽底部與殼體有一定距離，用于安裝洗碗機(jī)電源等其他部件。 清洗完成的殘余手工清理。 排水系統(tǒng) 進(jìn)排水系統(tǒng)主要由電磁閥， 軟水裝置，過(guò)濾芯，水位感應(yīng)系統(tǒng) ,進(jìn)水管等等組成 [8]。打開(kāi)二位二通閥后，自來(lái)水流入清洗槽，在達(dá)到一定水位后，水位感應(yīng)開(kāi)關(guān)啟動(dòng)，清洗完畢后，廢水經(jīng)過(guò)濾芯，排水口排出。進(jìn)水管材料選 。 位感應(yīng)系統(tǒng) 在液面控制方面，選擇采用 連桿式浮球液位開(kāi)關(guān) ，見(jiàn)圖 7。這種開(kāi)關(guān)的工作原理是將密封的非磁性金屬或工程塑膠管內(nèi)根據(jù)需要設(shè)置一點(diǎn)或多點(diǎn)磁簧開(kāi)關(guān)，再將帶有內(nèi)置磁性系統(tǒng)的浮球固定在本體管內(nèi)磁簧開(kāi)關(guān)相關(guān)位置上，使浮球在一定范圍內(nèi)上下浮動(dòng)，利用浮球內(nèi)的磁性系統(tǒng)透過(guò)本體管去觸發(fā)磁簧開(kāi)關(guān)的閉合或斷開(kāi)，以產(chǎn)生開(kāi)關(guān)動(dòng)作，達(dá)到控制液位的目的。開(kāi)關(guān)采用干簧管，這是一種磁敏的特殊開(kāi)關(guān)，簧片觸點(diǎn)被封閉在一個(gè)充滿惰性氣體的或真空的玻璃管內(nèi)，簧片端部重疊，并留有一定間隙，保持常開(kāi)狀態(tài) ,磁簧端面觸點(diǎn)鍍有一層貴金屬銠或釕，使開(kāi)關(guān)性能穩(wěn)定并延長(zhǎng)使用壽命。 當(dāng)水位上升或下降時(shí)，磁性浮力小球隨水平面高低上下浮動(dòng)。當(dāng)水位到達(dá)最高水 位時(shí)，位于高水位開(kāi)關(guān)的干簧管閉合，超聲清洗開(kāi)始。當(dāng)水位下降到低水位開(kāi)關(guān)時(shí)，低水位開(kāi)關(guān)干簧管閉合，噴臂清洗流程開(kāi)始。 14 圖 6 干簧管 he 熱系統(tǒng) 在清洗槽底部均勻布置加熱器，在自來(lái)水進(jìn)入清洗槽后，控制面板控制加熱器啟動(dòng)，并在達(dá)到預(yù)設(shè)溫度后停止。 加熱器采用陶瓷加熱器。這種產(chǎn)品具有防腐蝕，升溫快，效率高，清潔衛(wèi)生的優(yōu)點(diǎn)。主要結(jié)構(gòu)是耐熱的陶瓷外殼加上內(nèi)部的電阻絲。 圖 7 水位感應(yīng)器結(jié)構(gòu)圖 he of 開(kāi)關(guān)電路 為了保障該洗碗機(jī)在工作時(shí)人的安全 [13]，以及考慮到現(xiàn)今家庭通常都有一個(gè)或多個(gè)小孩，所以洗碗機(jī)的開(kāi)門保護(hù)電路十分重要，其原理類似于洗衣機(jī)的門開(kāi)關(guān)電路，即將門開(kāi)關(guān)作為主電路的保護(hù)開(kāi)關(guān)，將其串聯(lián)在主電路中，在洗滌過(guò)程中，如果柜門被打開(kāi)，則主電路及時(shí)切斷。 臂系統(tǒng) 噴臂系統(tǒng)采用 管，即聚丙烯。 優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定，安全，不易被酸堿腐蝕，耐熱性好。管件連接處用 進(jìn)行密封， 聚氯乙烯，具有造價(jià)低，可回收，強(qiáng)度高，性能穩(wěn)定，安全衛(wèi)生等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選用二位二通電磁閥作為洗碗機(jī)的 15 進(jìn)水及排水控制系統(tǒng)。 電磁閥是用電磁控制的工業(yè)設(shè) 備，是用來(lái)控制流體的自動(dòng)化基礎(chǔ)元件，屬于執(zhí)行器，并不限于液壓、氣動(dòng)。用在工業(yè)控制系統(tǒng)中調(diào)整介質(zhì)的方向、流量、速度和其他的參數(shù)。電磁閥可以配合不同的電路來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)期的控制，而控制的精度和靈活性都能夠保證。電磁閥有很多種，不同的電磁閥在控制系統(tǒng)的不同位置發(fā)揮作用，最常用的是單向閥、安全閥、方向控制閥、速度調(diào)節(jié)閥等。 因?yàn)樵诔暡ㄏ赐霗C(jī)中，電磁閥的工作環(huán)境普通，不存在惡劣的環(huán)境條件，所做工作僅是控制水的接通與切斷，所以我們選擇上海承信自動(dòng)閥門有限公司的 2 在超聲清洗之前，必須 先用高壓水將餐具表面較大的污物洗去；在超聲清洗之后，可以起到徹底清潔的作用。水從噴臂孔里高速噴出，因?yàn)榉戳氐淖饔?，推?dòng)噴臂旋轉(zhuǎn)。噴臂管和進(jìn)水管采用間隙配合，采用擋水環(huán)進(jìn)行保護(hù)，上方用螺母限制噴臂向上的自由度。 噴臂管上有凸臺(tái)，防止噴臂下滑，上蓋板和進(jìn)水管之間用螺栓連接。 圖 8 噴臂結(jié)構(gòu)圖 he of 聲清洗系統(tǒng) 家用超聲波洗碗機(jī)最重要的就是超聲清洗系統(tǒng) [10]。超聲清洗系統(tǒng)的好壞，直接決定這整臺(tái)設(shè)備的性能。超聲清洗系統(tǒng)又分為超聲波發(fā)生器和超聲波換能器。超聲波發(fā)生器原理是由信號(hào)發(fā)生器將市電轉(zhuǎn)化為一個(gè)特定頻率的信號(hào)，這個(gè)頻率就是超聲波換能器的頻率。超聲波換能器是一種將電能轉(zhuǎn)化為聲能的儀器，它的諧振頻率與發(fā)生器產(chǎn)生的頻率相同時(shí)，就會(huì)發(fā)生共振，從而產(chǎn)生聲波。 聲波發(fā)生器 為了使超聲波發(fā)生器發(fā)揮最大效能，需注意以下幾個(gè)問(wèn)題 [14]：（ 1）頻率自動(dòng)跟蹤 16 問(wèn)題：因?yàn)閾Q能器的諧振頻率會(huì)隨著工作過(guò)程發(fā)生變化，所以發(fā)生器的輸出電信號(hào)的頻率必須具有跟隨其變化而變化的特點(diǎn)，這就要求發(fā)生器具有頻率自動(dòng)跟蹤功能。 （ 2）配備末級(jí)放大器，將微小的信號(hào)轉(zhuǎn)化為大功率的信號(hào)。（ 3）功率合成器：?jiǎn)蝹€(gè)放大器不足以滿足需要時(shí)，利用功率合成器將單一的放大信號(hào)相加，獲得遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單個(gè)的功率輸出。（ 4）功率放大器的保護(hù)： 由于受電源電壓、外界干擾脈沖及換能器負(fù)載 、回路參數(shù)等影響，末級(jí)功率放大器電路往往會(huì)失 效。針對(duì)不同的故障原因，末級(jí)功放保護(hù)措施有 :過(guò)壓保護(hù)，過(guò)流保護(hù)，負(fù)載開(kāi)路，短路保 護(hù)，雙管導(dǎo)通保護(hù)，激勵(lì)信號(hào)源的誤觸發(fā)保護(hù)等。 （ 5）與換能器匹配： 一是通過(guò)匹配使超聲發(fā)生器向換能器輸出額定 的電功率，這是由于發(fā)生器需要一個(gè)最佳的負(fù)載 才能輸出額定功率所致，把換能器的阻抗變換成最佳負(fù)載，也就是阻抗變換作用 ;二是通過(guò)匹配使發(fā)生器功率效率最高，這是由于換能器靜電抗的原因，造成工作頻率上的 輸出電壓和電流有一定的相位差，從而使輸出功率得不到期望的最大輸出，使發(fā)生器 的輸出效率降低。因此在發(fā)生器輸出端并上或串上一個(gè)相反的抗，使發(fā)生器負(fù)載為純 電阻，也就是諧調(diào)作用 [4]。所以匹配的好壞直接影響到功率超聲源的產(chǎn)生 和效率 [15]。 超聲波發(fā)生器應(yīng)滿足的功能要求為：（ 1）頻率調(diào)節(jié)功能：在不同工作狀況下，可以根據(jù)換能器的實(shí)際情況，調(diào)節(jié)輸出頻率，使換能器始終保持最佳工作狀態(tài)，提高效率。（ 2） 額定功率：根據(jù)清洗槽大小，設(shè)定為 800w。 （ 3）掃頻： 在清洗槽的有限空間內(nèi)，超聲波在交界面或者洗滌槽壁的時(shí)候反射形成駐波，造成某些地方聲壓小某些地方聲壓大，從而使清洗不均。掃頻就是將超聲頻率在合理范圍內(nèi)來(lái)回掃動(dòng)，使清洗液來(lái)回流動(dòng)，大大提高清洗效率。（ 4） 保險(xiǎn)功能：在輸出過(guò)載或者超聲波換能器發(fā)生異常時(shí)，立即斷開(kāi)電源，保護(hù)發(fā)生器。 （ 5）分控功能：可分別控制不同的換能器。 綜上，選擇深圳好時(shí)代科技有限公司的 ，具有頻率 0調(diào)等優(yōu)點(diǎn)。 聲波換能器 超聲波換能器是一種將機(jī)械能，高頻電能轉(zhuǎn)化為聲能的裝置。 超聲發(fā)生器產(chǎn)生的的高頻電信號(hào)引起換能器內(nèi)換能材料中電磁場(chǎng)的變化，對(duì)換能器的機(jī)械振動(dòng)部分產(chǎn)生一個(gè)推動(dòng)力，使之進(jìn)入振動(dòng)狀態(tài)，接著導(dǎo)致與機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)相連的介質(zhì)振動(dòng)，向介質(zhì)中輻射聲波。換能器一般分成兩個(gè)部分，第一部分是換能器材料部分，第二部分是機(jī)械振動(dòng)放大部分，又叫變幅桿。變幅桿的作用是將比較小的機(jī)械 振動(dòng)幅度轉(zhuǎn)化為較大的振幅，提高振速比，減少換能器的諧振阻抗，有效地提高效率，降低發(fā)熱量，延長(zhǎng)換能器壽命，可固定整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)從而盡可能的減少機(jī)械能量的損失，能使換能器和工作媒質(zhì)之間獲得熱學(xué)和化學(xué)上的隔絕。 17 換能器有電動(dòng)式、電磁式、磁致伸縮式、電容式、壓電式等，其中，壓電式因其轉(zhuǎn)換效率高，功率容量大以及結(jié)構(gòu)形狀等可以根據(jù)實(shí)際要求自行設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)而廣泛使用。這里，選用北京晴暉世創(chuàng)科技發(fā)展中心的 ，諧振頻率為 28± 緣 阻 抗 為 1000功 率 為 100w 。 清 洗 槽 底 面 面 積 為 360*400 （ =1440001440 超 聲 波 振 子 功 率 為 100w*4=400w ； 則 功 率 密 度 應(yīng) 為400/1440=由于此次設(shè)計(jì)的超聲波洗碗機(jī)是小功率洗碗機(jī)，且振動(dòng)系數(shù)小，所以采用 兩組分高強(qiáng)度膠粘劑 將其安裝在清洗槽 B 面 ,個(gè)數(shù)為 4，要求固定平穩(wěn)，并有一定強(qiáng)度。 結(jié) 至此，家用超聲波洗碗機(jī)的整體結(jié)構(gòu)包括 進(jìn)排水系統(tǒng)、噴臂系統(tǒng)、超聲清洗系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)等全部設(shè)計(jì)完成，該家用超聲波洗碗機(jī)具有體積小，安靜，環(huán)保，效率高，能滿足普通一家人的餐后洗碗需求，美中不足的是可選擇的洗滌模式較少。 7 結(jié)論 本文的研究課題是家用超聲波洗碗機(jī)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在我國(guó)全面實(shí)現(xiàn)小康社會(huì)的今天，人民生活水平得到了很大的提高，傳統(tǒng)的餐后人工洗碗的方式已漸漸被更加便捷，省時(shí)，衛(wèi)生的家用洗碗機(jī)替代，但是，傳統(tǒng)意思上的家用洗碗機(jī)發(fā)源于國(guó)外，它的設(shè)計(jì)依據(jù)來(lái)自西方餐具，對(duì)西式的盆，碟等餐具具有很好的清潔效果，我國(guó)在引進(jìn)后，雖然大大解放了人 們的雙手，但是其真實(shí)工作效果卻遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到人們預(yù)期的那樣好。主要原因是中國(guó)餐具多碗，且碗較深，中式菜肴油膩重，不利于洗碗機(jī)工作。 我國(guó)人口基數(shù)大，家用洗碗機(jī)有很廣闊的市場(chǎng)空間，只要將其改進(jìn)的適宜中國(guó)特色，便能為我國(guó)家電市場(chǎng)帶來(lái)新氣象。超聲波家用洗碗機(jī)的出現(xiàn)，為解決這個(gè)問(wèn)題提供了良方。但是，令人遺憾的是，因?yàn)槲覀兪熘某暡ㄇ逑磻?yīng)用主要廣泛應(yīng)用在工業(yè)上，為工業(yè)加工過(guò)程中清洗各種零部件，其在家電行業(yè)尚屬一個(gè)新興事物，有關(guān)國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)投入不足。加上人們對(duì)超聲波清洗這項(xiàng)技術(shù)比較陌生，以著名企業(yè)美的，海爾 為例，其生產(chǎn)的家用洗碗機(jī)主要面向歐美市場(chǎng)。 本設(shè)計(jì)具有的優(yōu)點(diǎn)： （ 1）該款家用超聲波洗碗機(jī)，體積小巧，使用者可以將其擺在臺(tái)面上，同時(shí)它的大小又十分適合將其放置在壁柜中使用，同時(shí)具有兒童安全鎖，在工作過(guò)程中，如遇意外開(kāi)啟柜門的情況，可以迅速切斷電源，保護(hù)使用者和兒童的安全。 （ 2）與傳統(tǒng)洗碗機(jī)相比，噴臂位置由上部改為底部，能對(duì)餐具進(jìn)行更全方位的清洗，避免了因中國(guó)餐具形狀問(wèn)題導(dǎo)致的清洗死角，提高了預(yù)沖洗和最后沖洗程序的質(zhì) 18 量。 （ 3）選材外觀時(shí)尚新穎，符合當(dāng)代家庭的審美取向，并能和家庭裝修風(fēng)格很好結(jié)合。內(nèi)部結(jié)構(gòu)選材合理，既保證了食品安全，又兼顧了耐用性。 本設(shè)計(jì)的不足： （ 1）清洗檔位選擇較少，不能滿足可能的多種需求。對(duì)于一臺(tái)經(jīng)濟(jì)而實(shí)用的智能洗碗機(jī)，除具有標(biāo)準(zhǔn)洗滌程序外，還要具備可以根據(jù)用戶的不同要求設(shè)置不同的洗滌方式。 （ 2）清洗殘余的食物垃圾必須手動(dòng)清理，不能完全自動(dòng)化完成。 （ 3）餐具清洗完畢后，沒(méi)有烘干消毒等功能，使用者必須另外購(gòu)置消毒碗柜等其他家用電器，無(wú)形中增加了成本花費(fèi)。 如果沒(méi)有消費(fèi)者的高度認(rèn) 同和接受，家用洗碗機(jī)事業(yè)很難發(fā)展，消費(fèi)者期待更便宜的價(jià)格，更節(jié)約的清洗方式，更人性化的操作方式，更符合，更具有中國(guó)特色的家用洗碗機(jī)產(chǎn)品，家用超聲波洗碗機(jī)的出現(xiàn)，無(wú)疑為洗碗機(jī)市場(chǎng)的發(fā)展探索提供了另一種具有前途的方式。 參考文獻(xiàn) [1]. 王向紅、毛漢領(lǐng)．超聲波洗碗機(jī)的設(shè)計(jì)構(gòu)想 [J] ．廣西民族學(xué)院學(xué)報(bào)， 2003， 5（ 2）： 33 [2]. 孫嘉燕，李保紅，王述洋 J]012:137[3]. 袁易全．近代超聲原理與應(yīng)用 [M] ．南京：南京大學(xué)出版社， 1996： 55 [4]. 席細(xì)平，馬重芳等 J]. 山西化工， 2007,27（ 1） 255]. 任建新．物理清洗 [M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2000： 322 [6]. 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本設(shè)計(jì)是在莫亞武老師的悉心指導(dǎo)和熱情關(guān)懷下完成的，莫亞武老師在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)寫作過(guò)程中，嚴(yán)格要求，精心指導(dǎo)，對(duì)我不清楚的問(wèn)題進(jìn)行了認(rèn)真的解答，并為我指出更正了設(shè)計(jì)中的不當(dāng)之處，使我在整個(gè)過(guò)程中少走了很多彎路，在這里，對(duì)莫亞武老師表示特別感謝。另外，在畢業(yè)設(shè)計(jì)寫作過(guò)程中，各位同學(xué)也給予了我很大的幫助，使我感受到了合作和信息共享的重要性。還要感謝的是家用電器商城的工作人員，銷售人員們，他們對(duì)我的熱情介紹，使我充分地了解了市面上的傳統(tǒng)洗碗機(jī)的優(yōu)劣之處，對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成有很大的幫助，其余未提到的對(duì)我有幫助的人員， 在此一并感謝。