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超聲波發生器

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超聲波發生器也稱作超聲電源,它是一種用以產生超聲頻電能並向超聲換能器提供的裝置。按照所採用的工作原理,可以把超聲波發生器分為模擬電路和數字電路兩大類。超聲發生器與一般放大器的一個重要區別在於它的匹配電路部分。一般放大器與負載之間的匹配只牽涉到阻抗變換,而超聲波發生器與負載之間的匹配則除了阻抗變換之外,還有一項很重要的內容—調諧,即選用一定值的阻抗元件,使之在工作頻率上與負載中的電抗成分諧振。只有在同時進行了阻抗變換和調諧之後,整個系統才算是達到了匹配,超聲波換能器才能正常工作。

 

1 超聲波發生器 -概述

超聲波發生器,通常稱為超聲波發生源,超聲波電源。它的作用是把我們的市電(220V或380V,50或60Hz)轉換成與超聲波換能器相匹配的高頻交流電信號。從放大電路形式,可以採用線性放大電路和開關電源電路,大功率超聲波電源從轉換效率方面考慮一般採用開關電源的電路形式。線性電源也有它特有的應用範圍,它的優點是可以不嚴格要求電路匹配,允許工作頻率連續快速變化。從目前超聲業界的情況看,超聲波主要分為自激式和它激式電源。

 

超聲波發生器超聲波發生器

 

2 超聲波發生器 -原理

發生器的原理是首先由信號發生器來產生一個特定頻率的信號,這個信號可以是正弦信號,也可以是脈衝信號,這個特定頻率就是換能器的頻率,一般應用在超聲波設備中的超聲波頻率為20KHz、25KHz、28KHz、33KHz、40KHz、60KHz;1OOKHz或以上現在尚未大量使用。但隨著以後精密清洗的不斷發展。相信使用面會逐步擴大。

比較完善的超聲波發生器還應有反饋環節,主要提供二個方面的反饋信號:第一個是提供輸出功率信號,我們知道當發生器的供電電源(電壓)發生變化時。發生器的輸出功率也會發生變化,這時反映在換能器上就是機械振動忽大忽小,導致清洗效果不穩定。因此需要穩定輸出功率,通過功率反饋信號相應調整功率放大器,使得功率放大穩定。第二個是提供頻率跟蹤信號。當換能器工作在諧振頻率點時其效率最高,工作最穩定,而換能器的諧振頻率點會由於裝配原因和工作老化后改變,當然這種改變的頻率只是漂移,變化不是很大,頻率跟蹤信號可以控制信號發生器,使信號發生器的頻率在一定範圍內跟蹤換能器的諧振頻率點。讓發生器工作在最佳狀態。當然隨著現代的電子超聲技術,特別是微處理器(uP)及信號處理器(DSP)的發展,發生器的功能越來越強大,但不管如何變化,其核心功能應該是如上所述的內容,只是每部分在實現時超聲波技術不同而已

匹配電路

超聲波清洗機中的匹配電路是將發生器輸出的電能送往換能器的通道。匹配電路雖然結構簡單(通常只有一個匹配電感),卻具有重要作用。相同型號的清洗機,匹配調得好的清洗效果好;匹配調得差的則清洗效果差。對同一台機器而言,如果工作一段時間后清洗效果變差,或者換能器經過更換,都需要重新調整匹配。與一般電子設備的匹配有所不同,超聲清洗機的匹配除了要解決變阻問題(即變換負載的阻值,使之與發生器的最佳負載值相等)外,還要解決調諧問題,即用匹配電感的感抗抵消換能器的容抗,使換能器呈純阻性。技術人員通常是根據各自的經驗進行匹配。例如,有人在改變清洗槽水位時觀察電流的變化,如果電流變化處於一定範圍之內,同時管子不發熱,空化聲強,便認為匹配已調好。也有人讓機器空載時稍,微呈電感性,而在載入後轉變為純阻狀態。這些經驗都是適用的。但在已有經驗的基礎上,再掌握匹配的原理,就可以在匹配時有的放矢,更加主動,從而收到事半功倍的效果。
 

3 超聲波發生器 -特點

1.採用模擬電路與數字電路相結合的控制技術,性能優越,操作方便。
2.操作面板上具有頻率數字顯示調節功能,功率顯示調節功能。
3.寬頻掃描技術,根據不同的超聲波換能器設計不同的掃頻寬度與速度,以消除駐波。

4轉換率高,功率因數大於98%,長時間工作溫度低。

5.輸入衝擊電流小(小於2A),軟啟動。
6.根據不同的超聲波換能器配置不同的匹配電感檔位,使超聲波換能器與電源工作在最佳諧振狀態。


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