超聲波發(fā)生器又稱(chēng)為超聲波電源,實(shí)際上就是一個(gè)信號(hào)發(fā)生器。它形成一個(gè)與壓電換能器同樣的頻率信號(hào),根據(jù)功率放大后驅(qū)動(dòng)換能器工作,進(jìn)而產(chǎn)生超聲波振動(dòng)。
一、超聲波發(fā)生器的發(fā)展歷程:
超聲波發(fā)生器的高速發(fā)展歷經(jīng)了四個(gè)時(shí)期:
第一個(gè)環(huán)節(jié):電子管發(fā)生器時(shí)代;
第二個(gè)環(huán)節(jié):晶體管模擬發(fā)生器時(shí)代;
第三環(huán)節(jié):開(kāi)關(guān)型發(fā)生器時(shí)代(目前主流);
第四環(huán)節(jié):數(shù)字型發(fā)生器時(shí)代(未來(lái)發(fā)展趨勢(shì))。
二、超聲波發(fā)生器歸類(lèi):
超聲波發(fā)生器按電路設(shè)計(jì)分成自激式電路和他激式電路。
自激式電路沒(méi)有信號(hào)源,它就是將振蕩、功放、輸出變壓器及換能器集融為一體,產(chǎn)生一閉環(huán)回路,回路在符合力度、相位反饋條件時(shí),構(gòu)成一個(gè)有功率放大的振蕩器,并諧振于換能器的機(jī)械共振頻率上。自激式電路針對(duì)負(fù)載換能器數(shù)量眾多的現(xiàn)象,難以根據(jù)調(diào)試達(dá)到共振實(shí)際效果。所以現(xiàn)在工業(yè)用超聲波洗凈設(shè)備大都選用他激式電路的超聲波發(fā)生器。
他激式電路結(jié)構(gòu)上主要包括前級(jí)振蕩器(信號(hào)源)和后級(jí)放大器(信號(hào)放大)兩個(gè)方面。通常用輸出變壓器耦合,把超聲能量傳遞到換能器上。
1、信號(hào)源部分選用CPU為中心的信號(hào)發(fā)生和電路控制,一般是由12-15V電壓驅(qū)動(dòng),造成方波信號(hào)供給信號(hào)放大電路。按時(shí)、脈沖、掃頻等功能都能通過(guò)控制信號(hào)源的信號(hào)輸出方式實(shí)現(xiàn),選用低壓控制,更為可以信賴(lài)。
2、信號(hào)放大部分將信號(hào)源所產(chǎn)生的信號(hào)放大后輸出給超聲波換能器。不一樣電路的超聲波發(fā)生器,其輸出電路的是確定電聲轉(zhuǎn)換效率高低的關(guān)鍵因素。
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三、怎么判斷超聲波發(fā)生器的好壞
超聲波發(fā)生器的好壞可從接下來(lái)兩方面來(lái)作出判斷:
一是看輸出功率是不是恒定。我們都知道當(dāng)超聲波電源的電壓發(fā)生變化時(shí).超聲波電源的輸出功率也會(huì)出現(xiàn)變化,此時(shí)體現(xiàn)在超聲波換能器上都是機(jī)械振動(dòng)時(shí)有時(shí)無(wú),造成清洗效果不平穩(wěn).所以需要平穩(wěn)輸出功率,根據(jù)功率反饋信號(hào)相應(yīng)調(diào)整功率放大器,促使功率放大平穩(wěn)。
二是看頻率跟蹤是不是高效。當(dāng)超聲波換能器堅(jiān)守在諧振頻率點(diǎn)時(shí)其效率最大,工作最可靠,而超聲波換能器的諧振頻率點(diǎn)會(huì)因?yàn)檠b配的原因及工作老化后發(fā)生變化,不過(guò)這種更改僅僅頻率發(fā)生漂移,變化并不是很大。頻率跟蹤能控制超聲波發(fā)生器的頻率在特定范圍之內(nèi)跟隨超聲波換能器的諧振頻率點(diǎn).讓發(fā)生器自始至終保守在最好的狀態(tài)。
四、超聲波發(fā)生器與換能器的配對(duì)
在同樣型號(hào)的超聲波清洗機(jī)中,超聲波發(fā)生器與換能器配對(duì)調(diào)試得好的清洗效果就可以了;配對(duì)調(diào)試得差的清洗效果只差。對(duì)同一套超聲波系統(tǒng)而言,假如作業(yè)一段時(shí)間之后清洗效果變差,或是換掉了振盒,都應(yīng)該重新調(diào)試阻抗匹配電路。
與普通電子設(shè)備的配對(duì)各有不同,超聲波發(fā)生器的阻抗匹配除去需要解決變阻難題外,還需要解決調(diào)諧難題,現(xiàn)階段企業(yè)大多依據(jù)超聲波工程師個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行配對(duì)調(diào)試,匹配的效果是有所不同。
在實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景中,有一些廠(chǎng)家發(fā)現(xiàn)在工廠(chǎng)里調(diào)試好的超聲波,在客戶(hù)那里效果卻始終開(kāi)不起來(lái)。也有客戶(hù)咨詢(xún)?yōu)楹嗡麄兊那逑丛O(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)沒(méi)什么問(wèn)題,可是產(chǎn)品的清洗質(zhì)量不穩(wěn)定,這里面很多要素,超聲波系統(tǒng)沒(méi)有匹配好對(duì)當(dāng)中一個(gè)很重要的要素。
超聲波系統(tǒng)的配對(duì)調(diào)試對(duì)于超聲波清洗設(shè)備而言尤為重要,所以目前人工配對(duì)調(diào)試的方式大大限制了超聲波系統(tǒng)的制造效率和清洗設(shè)備的穩(wěn)定。
五、超聲波發(fā)生器的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
隨著中國(guó)科技的飛速發(fā)展和產(chǎn)業(yè)的不斷完善,超聲波技術(shù)還在破舊立新。在產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的浪潮之下,各種自動(dòng)化清洗設(shè)備都是在做著數(shù)字化升級(jí)以滿(mǎn)足未來(lái)數(shù)字化工廠(chǎng)的需求,超聲波發(fā)生器將進(jìn)入數(shù)字型發(fā)生器時(shí)代。
未來(lái)的超聲波發(fā)生器會(huì)變得越來(lái)越簡(jiǎn)單、更為通用和更為智能。配對(duì)調(diào)試不需要專(zhuān)業(yè)人員,所有人都可以一鍵完成;兼容性大大提升,一臺(tái)發(fā)生器能夠通配各種頻率和功率的負(fù)載;能方便的接入數(shù)字化網(wǎng)絡(luò),與清洗設(shè)備、工廠(chǎng)總控進(jìn)行通信。
將會(huì)出現(xiàn)愈來(lái)愈多的清洗設(shè)備生產(chǎn)制造企業(yè)側(cè)重于使用具備自動(dòng)匹配功能的超聲波發(fā)生器,超聲波清洗行業(yè)的困擾都將伴隨著科技的進(jìn)步得到解決。
審核編輯 黃昊宇
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