超声波发生器与换能器
超声波清洗原理
一、超声波清洗原理超声波清洗是基于空化作用，即在清洗液中无数气泡快速形成并迅速内爆。
由此产生的冲击将浸没在清洗液中的工件内外表面的污物剥落下来。
随着超声频率的提高，气泡数量增加而爆破冲击力减弱，因此，高频超声特别适用于小颗粒污垢的清洗而不破环其工件表面。
空化泡的扩大以及爆裂（内爆）气泡是在液体中施加高频（超声频率）、高强度的声波而产生的。
因此，任何超声清洗系统都必须具备三个基本组件：盛放清洗液的槽、将电能转化为机械能的换能器以及产生高频电信号的超声波发生器。
二、换能器和发生器超声清洗系统最重要的部分是换能器。
现存两种换能器，一种是磁力换能器，由镍或镍合金制成；一种压电换能器，由锆钛酸铅或其它陶瓷制成。
将压电材料放入电压变化的电场中时，它会发生变形，这就是所谓的 '压电效应'。
相对来说，磁力换能器是用会在变化的磁场中发生变形的材料制成的。
无论使用何种换能器，通常最基本的因素为其产生的空化效应的强度。
超声波和其它声波一样，是一系列的压力点，即一种压缩和膨胀交替的波（如下图示）。
如果声能足够强，液体在波的膨胀阶段被推开，由此产生气泡；而在波的压缩阶段，这些气泡就在液体中瞬间爆裂或内爆，产生一种非常有效的冲击力，特别适用于清洗。
这个过程被称做空化作用。
声波的压缩和膨胀＃从理论上分析，爆裂的空化泡会产生超过 10,000 psi的压力和20,000 °F (11,000 °C) 的高温，并在其爆裂的瞬间冲击波会迅速向外辐射。
单个空化泡所释放的能量很小，但每秒钟内有几百万的空化泡同时爆裂，累计起来的效果将是非常强烈的，产生的强大的冲击力将工件表面的污物剥落，这就是所有超声清洗的特点。
如果超声能量足够大，空化现象会在清洗液各处产生，所以超声波能够有效清洗微小的裂缝和孔。
空化作用也促进了化学反应并加速了表面膜的溶解。
然而只有在某区域的液体压力低于该气泡内气体压力时才会在该区域产生空化现象，故由换能器产生的超声波振幅足够大时才能满足这一条件。
超声波发生器与换能器的匹配设计有图纸
全套CAD图纸,联系2毕业设计说明书课落款称超声波发生器与换能器的匹配设计专业名称机械设计与制造及其自动化学生班级学生姓名学生学号指导教师完成日期2006年5月目录前言 (1)第1章超声波清洗的原理与应用 (3)超声波清洗的原理 (5)超声波清洗的应用 (5)超声波清洗的要紧应用范围 (6)通用超声波清洗机应用 (8)专用超声波清洗机应用 (10)超声波清洗机应用于电镀前处 (11)第2章超声波发生器与换能器的概述.................................产生超声波的功率源电路 (12)声跟踪 (13)电跟踪 (13)阻抗电桥形式的动态反馈系统 (14)负载分压方式的反馈系统 (15)锁相式频率自动跟踪 (17)超声换能器的概述 (18)第3章超声波发生器与换能器的匹配设计 (19)匹配概述 (19)阻抗匹配 (20)工作磁通密度B的选取 (20)要保证低级电感量足够大 (21)要考虑“集肤效应”的阻碍 (21)调谐匹配 (23)关于匹配电感的设计 (25)终止语参考文献致谢摘要清洗是一种与人们生活实践关系十分紧密的劳动,人类从远古时期就开始从事这种劳动。
由于传统清洗操作简单,或只是作为一道工序依附于生产进程中,没有引发广泛关注。
进入21世纪,人们生活已经从温饱时期进入到舒适时期,关于清洗产品愈来愈多的需求,加速了新产品研发步伐;同时,制造业的高速进展,也增进了清洗设备、清洗剂等企业的快速进步。
民用、工业两大清洗领域庞大的市场需求,造就了中国清洗行业崭新的以后。
清洗能够从不同的角度进行分类,依照清洗范围的不同,目前通常将清洗分为民用清洗和工业清洗两类,最近几年来,新技术也不断地被应用于清洗技术当中,如随着生物技术的进展,愈来愈多的酶和微生物在清洗技术中被利用。
这利用的是生物化学反映;在空气净化和水处置进程中,活性炭的利用也愈来愈普及,这利用的是吸附作用,另外,还有电解清洗等,因此,将清洗简单地分为几类,已经不能完全涵盖当前清洗技术飞速进展的现实状况。
超声波研磨机工作原理
超声波研磨机工作原理
超声波研磨机是一种利用超声波振动能量进行物质研磨的设备。
它的
工作原理是将电能转化为高频机械振动，通过换能器将高频振动传递
到工作头上，再通过工作头中的研磨材料对样品进行超声波震荡，从
而实现物质的快速研磨。
具体来说，超声波研磨机主要由发生器、换能器、工作头、反射板和
样品组成。
其中发生器是控制超声波振幅和频率的核心部件，它将电
能转化为高频机械振动，并通过连接线将其传递到换能器上。
换能器
是将发生器产生的高频振动转化为工作头所需的超声波震荡的装置。
它通常由压电陶瓷材料制成，在外加电场作用下会发生机械变形，并
产生高频振动。
这些振动被传递到工作头上后，会引起其中的研磨材
料产生强大的超声波震荡。
在工作过程中，样品被放置在反射板上，并与工作头之间保持一定的
距离。
当工作头中的超声波震荡传递到样品上时，会引起样品中的颗
粒和分子发生剧烈的振动和撞击，从而产生高速摩擦和碰撞。
这些作
用力会使样品中的颗粒不断破碎和混合，从而实现物质的快速研磨。
超声波研磨机具有许多优点，例如高效、快速、均匀、无污染等。
它
可以用于各种物质的研磨和混合，例如粉末、液体、乳化液等。
此外，
超声波研磨机还可以用于制备纳米材料和表面处理等领域。
总之，超声波研磨机是一种利用超声波振动能量进行物质研磨的设备。
它通过发生器、换能器、工作头等部件将电能转化为高频机械振动，
并通过反射板将其传递到样品上进行超声波震荡，从而实现物质的快
速研磨。
超声波切割机工作原理
超声波切割机工作原理超声波切割机是一种利用超声波振动进行切割的设备。
它通过将电能转化为机械振动，然后通过刀具将振动传递到被切割的物体上，从而实现切割的目的。
以下是超声波切割机的详细工作原理。
1. 超声波发生器：超声波切割机的核心部件是超声波发生器。
它通过产生高频电信号，将电能转化为超声波振动。
2. 换能器：超声波发生器会将电信号传递给换能器。
换能器是超声波切割机的另一个重要组成部份，它能够将电能转化为机械振动。
换能器通常由压电陶瓷材料制成，当电信号通过压电陶瓷时，它会发生形变，产生机械振动。
3. 振动传导系统：机械振动通过振动传导系统传递到刀具上。
传导系统通常由金属材料制成，具有良好的传导性能，能够有效地将振动传递到刀具。
4. 刀具：刀具是超声波切割机的工作部件，它通过振动将能量传递到被切割的物体上。
刀具通常由硬质合金或者陶瓷材料制成，具有良好的切割性能和耐磨性。
5. 被切割物体：超声波切割机主要用于切割各种硬质材料，如金属、陶瓷、玻璃等。
被切割物体放置在切割台上，通过刀具的振动将其切割成所需的形状和尺寸。
6. 润滑剂：在切割过程中，为了减少磨擦和热量的产生，通常需要使用润滑剂。
润滑剂可以降低切割时的磨擦系数，提高切割效果，并延长刀具的使用寿命。
超声波切割机的工作原理可以总结为：超声波发生器产生高频电信号，换能器将电能转化为机械振动，振动通过传导系统传递到刀具上，刀具将振动传递到被切割的物体上，实现切割的目的。
切割过程中通常需要使用润滑剂来减少磨擦和热量的产生。
超声波切割机由于其高效、精准的切割性能，在工业生产中得到了广泛应用。
它可以用于切割各种硬质材料，如金属、陶瓷、玻璃等，广泛应用于汽车创造、航空航天、电子设备等领域。
超声波切割机的工作原理使得切割过程更加精准、高效，同时还能减少切割时对被切割物体的热影响，提高切割质量和效率。
超声波发生器与换能器的匹配设计
时间：2008-1-31 16:25:22来源：转载文号：大中小超声波发生器与换能器匹配包括两个方面，一是通过匹配使发生器向换能器输出额定的电功率，这是由于发生器需要一个最佳的负载才能输出额定功率所致，把换能器的阻抗变换成最佳负载，也即阻抗变换作用；二是通过匹配使发生器输出效率最高，这是由于换能器有静电抗的原因，造成工作频率上的输出电压和电流有一定相位差，从而使输出功率得不到期望的最大输出，使发生器输出效率降低，因此在发生器输出端并上或串上一个相反的抗，使发生器负载为纯电阻，也即调谐作用。
由此可见匹配的好坏直接影响着功率超声源的产生和效率。
中国超声波论坛二、阻抗匹配为了使功率放大器输出额定功率最大；在电源电压给定条件下主要取决于负载阻抗。
一般在D类开关型功放中其发生器变压器初级等效负载Rl'上的输出功率表达式，式中，VAm 为等效负载上的基波幅度；vcc为电源电压；vces为功放管饱和压降，故为了保证系统有一定功率余量(因输出变压器，末级匹配回路及晶体管损耗电阻都有损耗，po' 需要乘上一个约等于1．4—1．5的系数。
即输出功率po为1．5Po'；从上式可知，在电源电压给定之后，输出功率的大小取决于等效负载RL’。
目前大多数功率超声发生器的负载为压电型换能器，其阻抗约为几十欧姆至几百欧姆间，为了要达到要求的额定功率，因此需要对换能器负载RL进行阻抗变换。
由高阻抗变换为低阻抗。
一般常用的方法，通过输出变压器的初次级线圈的匝数比进行变换。
变压器次初级匝数比为n／m，则输出功率PO时的初级电阻举例：要求一发生器输出在换能器上的功率为1000W，设直流电VCC为220V，VCES=10V，功率应留有一定余量，则PO='=1500W。
则变压器初级的Ω若换能器谐振时等效电阻RL＝200Ω，则输出变压器次级／初级圈数比以上称谓阻抗变换，是通过输出变压器实行的。
输出变压器是超声波发生器阻抗匹配、传输功率的重要部件，它的设计与绕制工艺对发生器的工作安全是十分重要的。
超声波清洗设备的组成
超声波清洗设备的组成标准超声波清洗机由三部分组成：超声波发生器（又称超声波电源）、换能器及其它的辅助系统。
超声波发生器将工频电转变成 28KHZ以上的高频电信号，通过电缆输送到换能器上。
一般超声波换能器是固定在清洗槽的底板上，清洗槽内装满了液体，当换能器被加上高频电压后，它的压电陶瓷元件在电场作用下便产生纵向振动。
超声波换能器（又称超声波振头）是一种高效率的换能元件，能将电能转换成强有力的超声波振动，在产生超声波振动时，仿佛是一个小的活塞，振幅很小，约只有几微米。
但这个振动加速度很大；槽上具有许多个换能器，施加相同的频率及相位的电能时，就合成了一个巨大的活塞进行往复振动，这种振动的现象，就是平时我们所说的超声波。
以下是超声波清洗机的组成部分说明：超声波换能器：采用特种锆酸钛酸铅（PZT）压电陶瓷片组成的夹心式的振动头具有效率高、寿命长、不易发生故障的优点。
换能器采用特种耐高温、耐振动、高粘度的超声波振子专用胶辅以特殊的方法加以固定绝不脱落，且可耐受80℃~100℃的高温超声波发生器（电源）：采用功率MOS管超声波发生器，电路先进，结构完整，辅以灵敏可靠的集成控制系统，保证了超声波清洗机在各种负载下稳定工作。
超声波发生器可独立工作，亦可多组并联使用，以完成大规模清洗工程。
维修简单，若有一组发生故障时，不影响其它各组的工作，此点对于生产线来说，更为重要。
机箱内装有散热风扇施行强制冷风，确保长期工作的安全性。
加热及温度控制系统：加热器采用铸铝加热片，可耐酸碱，寿命长。
加热的目的是将清洗剂加热以增加清洗机的洗涤效果，温度自动控制，可在适当范围内随意调整。
超声波清洗槽：清洗槽采用SU304不锈钢经氩弧焊焊制而成，槽体上设置有排渣检修口、保温隔音层等（特殊材料可定制）槽液循环过滤系统：在该系统中设有过滤器，对槽液进行动态过滤，以维持槽液的清洁度。
当工件出槽，经过过滤的液体流经槽体上部的喷淋环节对工件进行一次冲洗，以便冲掉工件出槽，以避免其对下道槽液造成污染。
超声波洗碗机工作原理
超声波洗碗机工作原理超声波洗碗机是一种利用超声波技术来清洗碗具和餐具的设备。
它利用超声波的高频振动产生物理效应，将水中的污垢和污渍从碗具表面彻底清除，实现高效、快速的洗碗效果。
工作原理如下：1. 超声波发生器：超声波洗碗机内部配备了一个超声波发生器，它能够产生高频的电信号。
2. 超声波换能器：超声波发生器将电信号传输到超声波换能器上。
超声波换能器是由压电陶瓷材料制成的，当电信号通过陶瓷材料时，会引起陶瓷振动，从而产生超声波。
3. 超声波传导：超声波通过传导材料（通常是水）传播到洗碗机的清洗腔内。
水是超声波传导的媒介，它能够将超声波传递到碗具表面。
4. 超声波清洗：当超声波传导到碗具表面时，它会产生剧烈的振动。
这种振动会在碗具表面形成弱小的气泡，这些气泡在振动的过程中会不断破裂，产生强烈的冲击力和涡流效应。
5. 冲击力和涡流效应：当气泡破裂时，会产生强烈的冲击力，冲击力可以将污垢和污渍从碗具表面剥离。
同时，气泡破裂还会形成涡流，涡流可以将污垢和污渍带走，使其悬浮在水中。
6. 清洗效果：通过超声波的冲击力和涡流效应，洗碗机能够将碗具表面的污垢和污渍迅速清除。
与传统的洗碗方式相比，超声波洗碗机能够更加彻底地清洗碗具，不留下任何残留物。
7. 水循环系统：超声波洗碗机内部还配备了水循环系统，用于将清洗过程中的污水排出，并持续供应新鲜的水。
这样可以确保洗碗机的清洗效果持续稳定。
总结：超声波洗碗机利用超声波的高频振动产生冲击力和涡流效应，能够高效、快速地清洗碗具和餐具。
其工作原理是通过超声波发生器产生超声波，再通过超声波换能器将超声波传导到碗具表面，从而产生冲击力和涡流效应，将污垢和污渍清除。
超声波洗碗机的清洗效果彻底，能够提高洗碗效率，节省时间和人力成本。
同时，它还配备了水循环系统，确保清洗过程中的水源持续供应和污水的排出，保证洗碗机的稳定运行。
超声炮的原理和应用
超声炮的原理和应用超声炮的原理超声炮是一种利用超声波产生高能量、高压力并产生震动的器械。
它主要由超声波发生器、增压泵、超声换能器和导波器等组成。
超声炮利用高频的声波，将电能转化为机械能，并通过导波器将机械能传递给工作物体。
具体的原理如下：1.超声波发生器：超声波发生器将电能转化为高频的声波。
发生器中的晶体通过电荷效应振动，产生超声波的频率。
2.增压泵：增压泵的作用是将产生的超声波的能量聚焦到一个小范围内。
增压泵通过大面积的压力作用将机械能转化为压力能。
3.超声换能器：超声换能器将压力能转化为机械能。
它由晶体材料组成，能够将电能转化为机械振动能。
4.导波器：导波器将超声波传递给工作物体。
它的作用是将超声波定向传递，使其集中到一个小范围内产生作用。
超声炮的应用1.工业领域：超声炮在工业领域有着广泛的应用。
它可以用于清洗、焊接、切割、打孔等工艺。
在清洗领域，超声炮可以通过震动产生的微小气泡破裂，达到清洗的效果。
在焊接和切割领域，超声炮可以精确控制焊接点的温度和形状，实现高质量的焊接和切割。
2.医疗领域：超声炮在医疗领域有着广泛的应用。
它可以用于体外碎石、手术切割等治疗。
在体外碎石领域，超声炮可以产生高能量的超声波，将结石粉碎成小颗粒，从而达到治疗的效果。
在手术切割领域，超声炮可以通过震动产生的切割力，切割组织，实现手术的目的。
3.建筑领域：超声炮在建筑领域的应用主要是用于破碎混凝土、岩石和金属材料等。
超声炮可以通过高能量的超声波震动作用，轻松地破坏坚硬的材料，提高工作效率。
4.军事领域：超声炮在军事领域有着重要的应用。
它可以用于军事爆破、敌方目标破坏等战场作用。
超声炮可以产生高能量的超声波，将敌方目标破坏，有效地提高军事实力。
以上是超声炮的原理和应用，通过超声波的转化和震动产生，超声炮可以在工业、医疗、建筑和军事领域发挥重要作用。
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超声波发生器与换能器谐振点匹配问题
深圳市太和达科技有限公司，位于中国超声波清洗机行业龙头之都—深圳。
多年来，凭借优质的服务，卓越的品质，用稳定的质量，在顾客中树立了良好的口碑，加上长期以来顾客朋友的大力支持，客户数量直线上升，现客户量已达全国各地，部分电镀设备厂配我公司发生器远销国外，赢得顾客信赖。
但要做好超声波清洗机，不得不说一点，那就是关于超声波发生器与换能器的匹配问题。
这就要求，发生器必须要与换能器之间找到谐振点。
部分新做超声波清洗机的顾客会问。
自己买的发生器，出厂设定为28KHZ，而换能器的频率也是28KHZ，不是已经匹配了吗？非也，换能器的实际频率，不是完全的出厂配置频率，与粘贴工艺有关，粘贴精密程度有关，胶水多少有关，紧固螺钉垂直度有关，与水位有关，水温有关，甚至与清洗介质的添加剂有关等等。
因此，每台发生器在使用时，都应该针对超声波发生器的频率进行适当修正调节，调节频率的同时，必须有一点要注意，那就是先调节超声波发生器的电感量，根据发生器输出超声波功率的大小、电流大小、声音、清洗效果等调节好最佳电感量，达到匹配，找到谐振点，并对频率进行微调，达到最佳超声效果。
当然，调节的电感量，要与超声波发生器功率有关，如最大功率为5A的，调节电流大概在4.5A比较合适。
进行频率微调后，超声波电流将会达到最佳输出效果。
这样做的好处有：不会因为谐振点不匹配，导致换能器发热，温度过高，导致容易烧坏；也不会因为发生器与换能器不匹配，烧掉发生器电源；同时可以确保清洗效果达到最佳。
深圳市太和达科技有限公司发表——。