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大功率超声波清洗机的技术和展望

发布时间:2018/2/2 6:43:54

     目前功率超声发生器激励形式分有两种,一种是他激式,另一种是自激式,目前应用较多的是晶体管自激式超声发生器,其线路简单,造价低,可靠性好,该类发生器具有一定的频率自动跟踪能力,有的具有恒功率输出性能,有的输出功率随负载增加而增加,也附有快速切断供电的保护功能,有的已用微机控制超声波发生器,它们能在调谐不当、功率过高或换能器有故障与失灵时,微机能自调停止超声波的输出。目前常用的发生器频率为15~40kHz之间,功率输出在几十W到几十kW间,随着大功率晶体管,尤其VMOS和IG-BT管不断取得进展,功率合成系统不断完善,功率超声发生器输出功率在几十kW也并非难得的。

     功率超声振动系统是指换能器变幅杆和工具头等组成的功率超声发生系统,是功率超声的核心部件换能器大多采用螺栓夹紧的纵向压电振子,近来发展的一种夹心结构的弯曲振动换能器和夹心扭转振动换能器将在功率超声中得到应用。换能器所用的材料目前仍以压电陶瓷为主,它具有较高的压电常数,但在声频时电阻抗较高,因夹紧电阻与频率成反比,造成激励电压较高,当电压很高时,产生的压电应力超过其张应力强度时,压电陶瓷片产生破裂目前国产压电陶瓷参数不稳定,因其原料不是专为压电陶瓷用的,纯度达不到要求因此压电陶瓷与国外先进水平还有一定差距,这是影响国产大功率超声发展的因素之爪现在人们正寻找新的大功率超声材料,例如稀土合金磁致伸缩材料,其电声参数尤其低频时低阻抗,高应变饱和限制都是极有利的,但离功率超声实际应用目前还有一定距离。

   清洗效果的好坏要选择一个适当的功率与频率,还有清洗液的温度,清洗物品的安放及清洗溶液的选择都有一定关系目前广泛使用单一频率的清洗机由于驻波场的存在,造成清洗不均匀,对于有大量污垢的另件一般采用浸、喷、冲等方法进行预清洗,然后超声波清洗机效果较妩从技术上讲目前清洗设备的改进主要可从几个方面着手,例如当清洗液的温度,高度,物件的形状改变时,清洗设备的输出功率应进行自动调整,使满足清洗的要求另一方面要改善清洗缸的声场均匀性,可采用双频、复频、调频清洗对于有大量清洗物件时可采用半自动、自动联合清洗,其中包括机械预清洗、超声波清洗机、气相超声波清洗机等。