超聲波清洗機(jī)的清洗效率與功率密切相關(guān)。很多用戶在選購或使用時常有疑問：額定功率與實(shí)際功率有何區(qū)別？電聲轉(zhuǎn)換效率是多少？標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的功率偏差又意味著什么？

一、超聲波清洗機(jī)的功率由哪些部分組成？

超聲波清洗設(shè)備的功率一般包括兩部分：

• 超聲功率：換能器將電能轉(zhuǎn)換為超聲波（聲能）所消耗的功率；

• 加熱功率：加熱裝置為清洗液加熱所需的功率。

例如，一臺帶有4個60W換能器和一個500W加熱器的設(shè)備，其總額定功率為：

$$\text{總功率}=4\times 60W+500W=740W$$

但清洗能力主要取決于超聲功率，而不是總功率。

二、如何計(jì)算或測量超聲功率？

1. 理論估算（換能器數(shù)量 × 單個額定功率）

$$超聲功率 = 換能器數(shù)量 × 單個換能器功率$$

例如：5個×50W = 250W

2. 實(shí)測輸入功率（用功率計(jì)）

在實(shí)際應(yīng)用中，工程師會使用功率計(jì)、電能表或功率分析儀來測量設(shè)備在工作狀態(tài)下的輸入功率（電源供給換能器的實(shí)際有效功率）。這個值就是標(biāo)準(zhǔn)中所說的“超聲波輸入功率”。

三、電聲轉(zhuǎn)換效率：實(shí)測功率不等于聲功率

很多人誤以為功率計(jì)測得的就是清洗液中作用的聲能，但事實(shí)上：

• 功率計(jì)測得的是換能器接收的電功率；

• 聲功率（實(shí)際傳遞到液體的能量）遠(yuǎn)低于輸入功率；

• 這之間的差距由“電聲轉(zhuǎn)換效率”決定。

常見電聲轉(zhuǎn)換效率范圍：

類型	電聲效率
普通壓電換能器（耦合式）	50%~65%
高性能工業(yè)換能器	60%~75%
醫(yī)療超聲探頭（如HIFU）	70%~85%

例：若輸入功率為 300W，電聲效率為 60%，則聲功率約為 180W。

四、標(biāo)準(zhǔn)要求

標(biāo)準(zhǔn)依據(jù):根據(jù) 《T/CIS 17009-2025 槽式超聲波清洗機(jī)通用技術(shù)規(guī)范》 中的相關(guān)規(guī)定：

第5.2.1條：超聲波輸入功率的相對偏差

• 耦合式換能器結(jié)構(gòu)：輸入功率相對偏差不得大于 15%

• 棒式換能器結(jié)構(gòu)：不得大于 20%

說明：此處的“輸入功率”指的是電功率輸入，而不是聲功率，也不是電聲效率。它通過功率計(jì)在換能器電源端測量，作為判定設(shè)備是否符合額定輸出能力的重要依據(jù)。

第5.2.7條：超聲功率面密度范圍

換能器類型	面功率密度范圍
耦合式	0.25 W/cm2 ~ 0.75 W/cm2
棒式	0.30 W/cm2 ~ 0.75 W/cm2

該指標(biāo)用于評估清洗能量在輻射表面的分布強(qiáng)度，直接影響清洗效果均勻性與效率。

五、功率術(shù)語澄清：輸入功率 ≠ 聲功率，偏差 ≠ 效率

為避免混淆，下表總結(jié)幾組易誤解術(shù)語的區(qū)別：

項(xiàng)目	輸入功率	聲功率	電聲轉(zhuǎn)換效率	偏差標(biāo)準(zhǔn)
測量方式	功率計(jì)、電表	聲強(qiáng)積分法	聲功率 ÷ 輸入功率	實(shí)測輸入功率與標(biāo)稱輸入功率的偏差百分比
是否為標(biāo)準(zhǔn)要求	是	否	否	是
單位	W	W	%	%
典型值	250W~1000W+	一般為輸入功率的50~65%	50%~65%	≤15%或≤20%

六、常見誤解與正確解讀

錯誤理解	正確解釋
“測出280W就說明是聲功率”	這是輸入功率，聲功率需另測
“15%偏差意味著效率很高”	偏差和效率是兩個不同概念
“效率低就一定不合格”	只要輸入功率在標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍內(nèi)，設(shè)備仍符合標(biāo)準(zhǔn)
“標(biāo)稱300W就一定輸出300W聲能”	聲功率通常小于輸入功率 30~50%

七、如何判斷設(shè)備功率是否合理？

1. 檢查實(shí)測輸入功率是否在允許的偏差范圍內(nèi)：不超過標(biāo)稱值的15%或20%；

2. 結(jié)合液槽體積計(jì)算功率密度（W/L），判斷是否滿足清洗需求；

3. 注意溫升與噪音是否異常，可反映換能器效率或功率過載；

4. 如需精確驗(yàn)證清洗強(qiáng)度，可測試功率面密度或空化強(qiáng)度。