超声波发生器的研究

合集下载

超声波发生器的原理

超声波发生器的原理超声波发生器，通常称为超声波发生源，超声波电源。

它的作用是把我们的市电（220V或380V，50或60Hz）转换成与超声波换能器相匹配的高频交流电信号。

从放大电路形式，可以采用线性放大电路和开关电源电路，大功率超声波电源从转换效率方面考虑一般采用开关电源的电路形式。

线性电源也有它特有的应用范围，它的优点是可以不严格要求电路匹配，允许工作频率连续快速变化。

从目前超声业界的情况看，超声波主要分为自激式和它激式电源。

发生器的原理是首先由信号发生器来产生一个特定频率的信号，这个信号可以是正弦信号，也可以是脉冲信号，这个特定频率就是换能器的频率，一般应用在超声波设备中的超声波频率为20KHz、25KHz、28KHz、33KHz、40KHz、60KHz；1OOKHz 或以上现在尚未大量使用。

但随着以后精密清洗的不断发展。

相信使用面会逐步扩大。

比较完善的超声波发生器还应有反馈环节，主要提供二个方面的反馈信号：第一个是提供输出功率信号，我们知道当发生器的供电电源（电压）发生变化时。

发生器的输出功率也会发生变化，这时反映在换能器上就是机械振动忽大忽小，导致清洗效果不稳定。

因此需要稳定输出功率，通过功率反馈信号相应调整功率放大器，使得功率放大稳定。

第二个是提供频率跟踪信号。

当换能器工作在谐振频率点时其效率最高，工作最稳定，而换能器的谐振频率点会由于装配原因和工作老化后改变，当然这种改变的频率只是漂移，变化不是很大，频率跟踪信号可以控制信号发生器，使信号发生器的频率在一定范围内跟踪换能器的谐振频率点。

让发生器工作在最佳状态。

当然随着现代的电子超声技术，特别是微处理器(uP)及信号处理器(DSP)的发展，发生器的功能越来越强大，但不管如何变化，其核心功能应该是如上所述的内容，只是每部分在实现时超声波技术不同而已超力超声的超声波发生器具有以下六个特点1.面板设有输出强度条形装置，也有独特的频率和输出强度交替数字显示装置可选配；2.设有强度可调的扫频功能，以不断改变清洗槽中的声场分布，避免工件表面的线状空化蚀刻纹路的产生，也使工件表面的污物迅速脱落，提高清洗效果；3.设有功率调节功能，采用先进的功率调节线路，实现超声功率无级平滑调节，克服了通过调节频率来间接的调节功率这种传统方法所带来的诸多弊病；4.具有国内独创的防共震功能，克服了传统发生器在工件表面易产生纹路而损坏工件，也避免了因因空化而击穿槽体的缺点；5.具有独创的排斥污垢功能，使污垢迅速脱离工件浮于表面，适合于溢流循环方式清洗。

变频式超声波发生器的高速锁相研究

（ｃａｉｌｎＥｅｔｃｌｎｉｅｒｇＣｌｇＣｎｒｌｏｔＵｉｒｔ，ｈｎｓａ１０３Ｃｉ）ＭｅｈｎｃｄｌｒａＥｇｎｅｉｏｌｅｆｅｔｕｈｎｅｓｙＣａｇｈ０８，ｈａａａｃｉｎｅｏａＳｖｉ４ｎ
ｓｅｅｏｎｅｒｑｒｍｅｔｗｈｎｔａｓｕｃｒｓｔｍｓｗｏｋｎｇｐｅｄｒｓｎａｃｅｕｉｅｎｅｒｎｄｅｙｓｅｉｒｉ．
Ｋｅｒｓｈｇｐｅｈｓｃｉｇｔｅｒｏ－ａ —ｑａｅ（ＭＳ；ｑａｅｒｏ；ｌａｏｉｂｎｙｗｏｄ：ｉｈｓｅｄｐａｅｌｋｎ；ｒｏｔｏｕｍｅｎｓｕｒＲ）ｓｕｒｔｕｔｓｎｃｏｄｏｒ
ＴｈｕｈｔｅｆｅｂｃｆｒｎｄｃｒＳｅｅｔｉｉｔｅｐａｅｌｋｎｐｅｆｕｔａｏｃｇｎｒｔｒｕｉｇｄｉｉｌｏｇｈｅｄａｋｏａｓｕｅ ’ ｌｃｒｃｔｈｈｓｏｃｉｇｓｅｄｏｌｒｓｎｉｅｅａｏｓｎｇｔｔｙ，ａ
ｅｕｐｅｔｉｏｅａｄｋｅｓａｔｍａｉｒｑｅｃｒｃｎｎｄｔｅｓｅｄｏｈａｅｌｃｎＴｈｉｒｉｌｏ — ｑｉｍｎ，ｔｃｒｎｙｉｕｏｔｃｆｅｕｎｙｔａｋｉｇａｈｐｅｆｓｐｓｏｋｉｇ．ｓａｔｃｅｃｎ
，
用于驱动换能器，保证键合过程换能系统处于
ｗｉｒｄｔｏａｎｓｗｈｉｈｒａｈｓｔｅｈｇ－ｐｅｈｓｏｋｉｇｄｍａｄａｄｍｅｔｈｈｌｎｅｏｉ－ｔｔｔａｉｎｌｏｅｈｈｅｉｃｅｃｅｉｈ－ｅｄｐａｅｌｃｎｅｎｎｅｓｔｅｃａｌｇｆｈｇｈ－ｈｓｅ

超声波振板和发生器工作原理

超声波振板和发生器工作原理超声波技术已经广泛应用于工业生产和科研实验等领域，尤其是超声波振板和发生器的应用，它可以在较低的频率范围内实现高效能的处理过程。

下面将对超声波的产生、振板的设计与共振、声波的传播与聚焦，以及能量转换与输出等方面的内容进行详细介绍。

一、超声波的产生超声波是频率高于20000赫兹的声波，人类的听力无法察觉。

通常利用压电效应或电磁感应的方法来产生超声波。

当交变的电压或电流作用于压电晶体时，会导致晶体发生周期性的伸缩或弯曲，从而产生声波；电磁感应则是利用通电线圈在磁场中振动而产生声波。

二、振板的设计与共振振板是超声波发生器中的重要组成部分，它的设计和制作直接影响到超声波的输出性能。

振板通常由高弹性模量的材料制成，如钛、铝等，其形状和尺寸根据所需声波的频率和功率进行设计。

当振板受到超声波发生器产生的振动时，由于共振效应，振板的振动幅度会显著增大，从而将更多的能量传递给介质。

三、声波传播与聚焦超声波在介质中传播时，会因介质的吸收和散射而逐渐衰减。

为了提高超声波的能量利用效率和作用距离，通常采用特殊的声学元件来控制声波的传播方向和分布。

其中，声波聚焦技术可以将声波集中在所需的区域，从而提高能量密度。

声波聚焦的方法通常利用声学透镜或反射面来实现。

四、能量转换与输出超声波在介质中传播时，将声能转换为机械振动能，进而对介质进行加工、清洗、破碎等操作。

在振板和声波的作用下，介质中的分子会受到强烈的振动和摩擦，产生许多微小气泡，气泡的形成和爆裂会产生巨大的冲击力，实现对介质的处理。

为了将超声波的能量更有效地传递给介质，通常采用耦合器将振板与介质紧密接触，以减少能量的损失。

综上所述，超声波振板和发生器的工作原理涉及多个方面，包括超声波的产生、振板的设计与共振、声波的传播与聚焦，以及能量转换与输出等。

为了获得最佳的工作效果，需要根据实际应用的需求对各种因素进行综合考虑和优化设计。

浅谈超声波发生器

浅谈超声波发生器
超声波发生器主要技术：
超声波发生器信号可以是正弦信号，也可以是脉冲信号，这个特定频率是换能器工作的频率。

超声波设备一般使用的超声波频率为20KHz、25KHz、28KHz、33KHz、40KHz、60KHz、100KHz或以上尚未大量使用。

超声波发生器，又称超声波驱动电源、电子箱、超声波控制器，是大功率超声系统的重要组成部分。

超声波发生器作用是把市电转换成与超声波换能器相匹配的高频交流电信号，驱动超声波换能器工作。

大功率超声波电源从转换效率方面考虑一般采用开关电源的电路形式。

超声波电源分为自激式和它激式电源，自激式电源称为超声波模拟电源，它激式电源称为超声波发生器。

超声波发生器采用世界领先的他激式震荡电路结构，较自激式震荡电路结构在输出功率增加10%以上。

超声波发生器特点：
1.超声波发生器能监控大功率超声波系统的工作频率、功率。

2.能够根据用户不同要求，实时调整各种参数：如功率、振幅、
运行时间等。

频率微调：调整频率使超声波换能器始终工作在最佳状态下，效率达到最大，调整范围2%。

自动跟频：设备一旦完成初始设置后，就可以连续作业而无需对发生器进行调节。

振幅控制：换能器工作过程中负载发生变化时，能自动调整驱动特性，确保工具头得到稳定的振幅。

系统保护：系统在不适宜的操作环境下工作时，发生器将停止工作并报警显示，保护设备不受损坏。

振幅调整：振幅可在工作过程中瞬间增加或减少，振幅的设置范围：0%~100%。

自动搜频：可以自动测定工具头的工作频率并储存。

超声波发生器

超声波发生器，通常称为超声波电箱、超声波发生源、超声波电源。它的作用是把我们的市电（220V或380V，50或60Hz）转换成与超声波换能器相匹配的高频交流电信号。从放大电路形式，可以采用线性放大电路和开关电源电路，大功率超声波电源从转换效率方面考虑一般采用开关电源的电路形式。线性电源也有它特有的应用范围，它的优点是可以不严格要求电路匹配，允许工作频率连续快速变化。从目前超声业界的情况看，超声波主要分为自激式和它激式电源。
随着现代电子技术，特别是微处理器(uP)及信号处理器(DSP)的发展，超声波发生器的功能越来越强大，但不管如何变化，其核心功能应该是如下所述的内容，只是每部分在实现时技术不同而已。超声波发生器来产生一个特定频率的信号，这个信号可以是正弦信号，也可以是脉冲信号，这个特定频率就超声波发生器是超声波换能器的频率，一般在超声波设备中使用到的超声波频率为25KHz、28KHz、35KHz、40KHz；100KHz或以上现在尚未大量使用．但随着以后精密清洗的不断发展。相信使用面会逐步扩大．比较完善的超声波发生器还应有反馈环节，主要提供二个方面的反馈信号：第一个是提供输出功率信号，我们知道当超声波发生器的供电电源（电压）发生变化时．超声波发生器的输出功率也会发生变化，这时反映在超声波换能器上就是机械振动忽大忽小，导致清洗效果不稳定．因此需要稳定输出功率，通过功率反馈信号相应调整功率放大器，使得功率放大稳定。第二个是提供频率跟踪信号．当超声波换能器工作在谐振频率点时其效率最高，工作最稳定，而超声波换能器的谐振频率点会由于装配原因和工作老化后改变，当然这种改变的频率只是漂移，变化不是很大，频率跟踪信号可以控制信号超声波发生器，使信号超声波发生器的频率在一定范围内跟踪超声波换能器的谐振频率点．让超声波发生器工作在最佳状态。

超声波电源发生器的原理

超声波电源发生器的原理超声波电源发生器是一种新型的电源发生器，它能够产生具有超声回波的电波。

这是一种全新的电源发生器技术，它的出现可以为许多新的电子设备提供稳定的电源。

超声波电源发生器的原理是通过电子组件来发送和接收超声波信号，并将其转换为电能。

它具有可靠性高、反应快、性能稳定等优点。

它主要由电子元件、调节器、超声源、功率放大器、滤波器和发射器等组成。

电子元件是超声波电源发生器的核心部件，它可以根据设计要求来完成电路的设计。

接下来，调节器用于调整电路的参数，使电路能够有效地控制超声波的发射和检测。

超声源是一种集中的电源系统，它可以提供源信号的高频信号，并将其转换为超声波。

功率放大器是一种用于放大高频信号的元件，而滤波器则用于降低源信号中的噪声和干扰。

最后，发射器用于将超声波信号发送到接收器中。

超声波电源发生器的工作原理是，当超声源产生的高频信号经过功率放大器放大后，再通过发射器发射出去。

当这个高频信号抵达另一端的接收器，它就会受到超声回波的反射。

接收器收到反射信号后，会通过滤波器过滤掉噪声信号，并将其转换为电能。

最后，电能被输送到下一个处理单元，从而产生稳定的电源。

从上文可以看出，超声波电源发生器可以用来为许多新型的电子设备提供稳定的电源。

它有着可靠性高、反应快、性能稳定等特点。

例如，它可以用于家用电器的电力调节、工厂的自动化生产以及医疗设备的精确控制等应用中。

它不但节省了能源，而且还确保了设备的稳定性，给用户带来了方便。

因此，超声波电源发生器的原理对于电子设备的发展有着重要的意义，它为这些电子设备提供了一种新而可靠的电源供应方式。

只要我们有更多实用的电子设备，就可以更好地满足现代社会对于科技发展的需求。

超声波电源发生器的原理及其引起的科技发展，为实现社会现代化提供了重要的经济效益和社会效益。

它有利于改善人民的生活，节能环保，并为可持续发展和社会发展作出贡献。

未来，随着科技的进一步发展，超声波电源发生器也将有更多的应用。

超声波发生器的研究

超声波发生器的研究陈振伟【摘要】：自从超声科技问世以来，其发展日新月异，应用日益广泛，已经取得了良好的社会效益和经济效益。

但是作为一门综合性极强的交叉学科，超声学研究与应用均起步较晚，技术状况已远远不能满足我国经济事业多领域的需求，广阔的市场前景促使我们加大研究力度。

本文首先介绍了功率超声波技术的原理和发展趋势，然后详细分析了超声波设备的组成、关键技术以及设计难点，并采用三种不同的控制方案设计、制作了超声波发生器，分别应用在超声波清洗机和焊接机中。

主电路使用集MOSFET和GTR的优点于一身的IGBT作为开关管，构成半桥逆变电路。

通过分析超声波换能器的阻抗特性，比较换能器工作在串联谐振频率和并联谐振频率的优劣，介绍了几种匹配方式的特点，设计了匹配电路。

控制电路中分别采用了锁相方式、扫频控制方式以及模糊自适应控制方式实现了对超声负载的自动频率跟踪，并且功能完善，配备了软启动、死区调节、限流、过流、驱动自保护和过热保护，有力的保障了系统长时间工作的稳定性和可靠性。

最后通过实验，证明了设计的方案可靠，适应性强，样机不仅具有频率自适应功能，而且能够功率自适应，具有良好的推广应用意义。

【关键词】：超声波发生器阻抗特性匹配电路锁相环扫频控制模糊自适应【学位授予单位】：浙江大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2007【分类号】：TB517【DOI】：CNKI:CDMD:2.2008.028469【目录】：∙摘要3-4∙Abstract4-7∙第一章绪论7-14∙引言7∙ 1.1 超声技术的发展史7-8∙ 1.2 功率超声技术的原理与应用8-9∙ 1.2.1 超声清洗的原理及优点8-9∙ 1.2.2 超声焊接的原理及优点9∙ 1.3 超声发生器的发展及趋势9-12∙ 1.3.1 超声发生器的发展9-11∙ 1.3.2 控制方案现状11∙ 1.3.3 超声发生器的趋势11-12∙ 1.4 论文的选题意义及主要工作12-13∙ 1.4.1 选题的背景意义12-13∙ 1.4.2 课题主要工作13∙ 1.5 本章小结13-14∙第二章超声换能器特性及匹配电路分析14-24 ∙引言14∙ 2.1 换能器阻抗特性理论分析14-18∙ 2.2 阻抗匹配18-23∙ 2.3 本章小节23-24∙第三章控制方案设计24-47∙引言24∙ 3.1 锁相控制方式24-33∙ 3.1.1 锁相控制原理24-26∙ 3.1.2 锁相控制电路26-33∙ 3.2 扫频控制方式33-36∙ 3.2.1 扫频控制原理33-34∙ 3.2.2 扫频控制电路34-36∙ 3.3 模糊自适应控制方式36-46∙ 3.3.1 模糊自适应控制原理36-39∙ 3.3.2 ATMEGA48微处理器介绍39-41∙ 3.3.3 模糊自适应控制器设计41-46∙ 3.4 本章小结46-47∙第四章主电路及相关电路的设计与分析47-58 ∙ 4.1 主电路结构设计47-49∙ 4.2 驱动电路设计49-52∙ 4.2.1 单电源驱动电路49-50∙ 4.2.2 自保护驱动电路50-52∙ 4.3 采样电路设计52-54∙ 4.3.1 电流采样52-53∙ 4.3.2 电压采样53-54∙ 4.4 启动电路设计54-56∙ 4.5 保护电路设计56-57∙ 4.5.1 过流保护56∙ 4.5.2 过热保护56-57∙ 4.6 本章小节57-58∙第五章实验结果58-62∙引言58∙ 5.1 静态调试58∙ 5.2 控制电路调试58-62∙第六章总结62-64∙参考文献64-68∙致谢68-69攻读硕士学位期间发表论文69。

超高频信号发生器的超声波发生和调制技术研究与应用分析

超高频信号发生器的超声波发生和调制技术研究与应用分析超高频信号发生器是一种产生极高频率信号的设备，其应用广泛，其中之一就是超声波发生和调制。

本文将对超高频信号发生器的超声波发生和调制技术进行研究，并对其应用进行分析。

超声波是指频率超过20 kHz的声波。

由于超声波在空气中传播时会存在很强的衰减，因此超声波发生和调制技术主要应用于封闭空间或液体介质中。

超声波的应用领域十分广泛，包括医学、工业、生物学和材料科学等。

在超声波发生和调制技术中，超高频信号发生器是关键设备之一。

超高频信号发生器可以产生高频率的电信号，并将其转换为超声波信号。

其原理是利用压电晶体的特性，当施加交变电场时，晶体会发生机械振动，从而产生超声波。

超高频信号发生器在工作时可以调整输出信号的频率、振幅和相位等参数，以满足不同应用的要求。

超声波的调制技术是将某种信号调制到超声波载波上，使其具备特定的功能和应用。

常用的超声波调制技术有幅度调制、频率调制和相位调制等。

幅度调制是通过改变超声波振幅的大小，来传递模拟信号或数字信号。

在幅度调制中，超高频信号发生器产生的超声波振幅会随着输入信号的变化而变化。

这种调制技术在医学领域广泛应用，如超声波成像和超声治疗等。

频率调制是通过改变超声波的频率来传递信息。

超高频信号发生器可以通过改变输出信号的频率，实现对超声波频率的调制。

频率调制技术常用于超声波测量和检测中，例如超声波流量计和超声波传感器等。

相位调制是通过改变超声波的相位来实现信息传递和控制。

在相位调制中，超高频信号发生器的输出信号相位随输入信号的变化而变化，从而改变超声波的相位。

相位调制常用于超声波通信和测距等应用中。

超高频信号发生器的超声波发生和调制技术在许多领域中得到了广泛应用。

在医学领域，超声波成像技术被广泛应用于人体组织的诊断和检测，如检测胎儿的发育情况和识别肿瘤等。

在工业领域，超声波测量技术可用于检测金属材料的缺陷和测量液体介质的流量。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

超声波发生器的研究
陈振伟
【摘要】：自从超声科技问世以来，其发展日新月异，应用日益广泛，已经取得了良好的社会效益和经济效益。

主电路使用集MOSFET和GTR的优点于一身的IGBT作为开关管，构成半桥逆变电路。

通过分析超声波换能器的阻抗特性，比较换能器工作在串联谐振频率和并联谐振频率的优劣，介绍了几种匹配方式的特点，设计了匹配电路。

最后通过实验，证明了设计的方案可靠，适应性强，样机不仅具有频率自适应功能，而且能够功率自适应，具有良好的推广应用意义。

【关键词】：超声波发生器阻抗特性匹配电路锁相环扫频控制模糊自适应
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TB517
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2008.028469
【目录】：
∙摘要3-4
∙Abstract4-7
∙第一章绪论7-14
∙引言7
∙ 1.1 超声技术的发展史7-8
∙ 1.2 功率超声技术的原理与应用8-9
∙ 1.2.1 超声清洗的原理及优点8-9
∙ 1.2.2 超声焊接的原理及优点9
∙ 1.3 超声发生器的发展及趋势9-12
∙ 1.3.1 超声发生器的发展9-11
∙ 1.3.2 控制方案现状11
∙ 1.3.3 超声发生器的趋势11-12
∙ 1.4 论文的选题意义及主要工作12-13
∙ 1.4.1 选题的背景意义12-13
∙ 1.4.2 课题主要工作13
∙ 1.5 本章小结13-14
∙第二章超声换能器特性及匹配电路分析14-24 ∙引言14
∙ 2.1 换能器阻抗特性理论分析14-18
∙ 2.2 阻抗匹配18-23
∙ 2.3 本章小节23-24
∙第三章控制方案设计24-47
∙引言24
∙ 3.1 锁相控制方式24-33
∙ 3.1.1 锁相控制原理24-26
∙ 3.1.2 锁相控制电路26-33
∙ 3.2 扫频控制方式33-36
∙ 3.2.1 扫频控制原理33-34
∙ 3.2.2 扫频控制电路34-36
∙ 3.3 模糊自适应控制方式36-46
∙ 3.3.1 模糊自适应控制原理36-39
∙ 3.3.2 ATMEGA48微处理器介绍39-41
∙ 3.3.3 模糊自适应控制器设计41-46
∙ 3.4 本章小结46-47
∙第四章主电路及相关电路的设计与分析47-58 ∙ 4.1 主电路结构设计47-49
∙ 4.2 驱动电路设计49-52
∙ 4.2.1 单电源驱动电路49-50
∙ 4.2.2 自保护驱动电路50-52
∙ 4.3 采样电路设计52-54
∙ 4.3.1 电流采样52-53
∙ 4.3.2 电压采样53-54
∙ 4.4 启动电路设计54-56
∙ 4.5 保护电路设计56-57
∙ 4.5.1 过流保护56
∙ 4.5.2 过热保护56-57
∙ 4.6 本章小节57-58
∙第五章实验结果58-62
∙引言58
∙ 5.1 静态调试58
∙ 5.2 控制电路调试58-62
∙第六章总结62-64
∙参考文献64-68
∙致谢68-69
攻读硕士学位期间发表论文69。