他激式扫频超声波发生器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种超声波发生器，尤其是他激式超声波发生器。一种他激式扫频超声波发生器，包括依次连接的整流电路、滤波电路、逆变器、功率开关以及换能器，还包括：一个与换能器相连的放大电路，其将电压放大后传送给比较器；比较器另一个输入端同时与给定电路相连，比较器输出端连接一运算放大器；运算放大器输出信号给ＰＷＭ控制器，ＰＷＭ控制器另一输入端连接频率调节，ＰＷＭ控制器控制电压，并通过驱动器驱动功率开关。本实用新型专利技术采用ＰＷＭ控制，能够显著的提高功率输出及转换效率。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种超声波发生器，尤其是他激式超声波发生器。
技术介绍
超声波清洗的基本原理是以高频(超声频)机械振动作用于液体中，在液体中产 生数以百万计的微小真空泡，这些真空泡在声压作用下大量急速产生，并不断猛烈爆炸，产 生强大的冲击压力和负压吸力，使物体表面的污物剥离，而对物体本身无损伤。超声波清洗 对几何形状比较复杂或带有各种小孔及盲孔的部位效果更为明显。现有的超声波发生器结构和工作原理为一个与220V市电连接的整流及滤波电 路，它向桥式功率放大逆变电路输出直流电；振荡及驱动电路则向桥式功率放大逆变电路 中的功率开关管输出控制信号；桥式功率放大逆变电路经输出匹配电路连接到换能器，从 而由换能器将电磁能量转换为超声波。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种他激式扫频超声波发生器，采用PWM控制能够显 著的提高功率输出及转换效率。本技术是这样实现的一种他激式扫频超声波发生器，包括依次连接的整流 电路、滤波电路、逆变器、功率开关以及换能器，其特征在于，还包括一个与换能器相连的 放大电路，其将电压放大后传送给比较器；比较器另一个输入端同时与给定电路相连，比较器输出端连接一运算放大器；运算放大器输出信号给PWM(脉宽调制)控制器，PWM控制器另一输入端连接频率 调节，PWM控制器控制电压，并通过驱动器驱动功率开关。本技术他激式扫频超声波发生器的原理是电源提供给控制回路，控制回路 输出脉冲开关信号，推动功率放大电路，放大后的开关信号经升压并与LC电路匹配，输出 正弦波并驱动超音波换能器，让换能器工作在谐振状态，输出较强的超音波机械振动波。换能器，又称振动子，是由压电陶瓷的压电效应实现电能与机械能(声波振动)的 相互转换，并通过声阻抗匹配的前后辐射盖块进行放大的器件。超音波清洗换能器一般采 用喇叭型复合阵子结构(属兰杰文振子结构)，它由前、后金属盖板、压电陶瓷晶片、预应力 螺杆、电极片、和绝缘套管组成。施加合适的预应力，换能器在大功率、高振幅的条件下具有 良好的机电转换效率。本技术他激式扫频超声波发生器与固定频率超声波发生器相比，固定频率超 声效率仅为5% 25%，以致于用于清洗不得不求助于外部加热方法。而本技术他激 式扫频超声波发生器超声振子效果达85%，对被清洗对象基本上没有盲区，音波传递方向 的峰谷交替明显减弱，达到均勻清洗的目的。本技术与自激式超声波发生器相比，自激式超声波发生器不能及时跟踪到谐 振频率，从而使得整个超声波发生器的工作频率极不稳定。而本技术利用PWM控制器，使换能器始终工作在谐振状态，输出较强的超音波机械振动波。以下结合附图和具体实施方式对本技术作进一步说明。附图说明图1为本技术他激式扫频超声波发生器原理示意图；图2为本技术他激式扫频超声波发生器换能器两端的波形示意图；图中1整流电路，2滤波电路，3功率开关，4逆变器，5换能器，6给定电路，7放大 电路，8比较器，9运算放大器，10频率调节，IlPWM控制器，12驱动器。具体实施方式参见图1，图2。一种他激式扫频超声波发生器，包括依次连接的整流电路1、滤波 电路2、逆变器4、功率开关3以及换能器5，还包括一个与换能器5相连的放大电路7，其将 电压放大后传送给比较器8比较器8另一个输入端同时与给定电路6相连，比较器8输出端连接一运算放大 器9。运算放大器9输出信号给PWM控制器11 (本实施例采用单片机)，PWM控制器11另一 输入端连接频率调节10，PWM控制器11控制电压，并通过驱动器12 (本实施例采用IGBT) 驱动功率开关3。本技术他激式扫频超声波发生器工作时，220V的市电经过整流电路1变为直 流电，再经过滤波电路2输入功率开关3，再通过逆变器4转换为交流电，然后形成一个LC 震荡电路驱动换能器5，换能器5的电压反馈经过放大电路7传送给比较器8，经过与给定 电路6的比较，信号再经运算放大器9传送到PWM控制器11，同时外部的频率调节10也输 入PWM控制器11，PWM控制器11运算后，通过驱动器12驱动功率开关3。整个电路形成一 个闭环控制电路，保证了换能器始终工作在谐振状态，输出较强的超音波机械振动波，显著 的提高功率输出及转换效率。权利要求一种他激式扫频超声波发生器，包括依次连接的整流电路、滤波电路、逆变器、功率开关以及换能器，其特征在于，还包括一个与换能器相连的放大电路，其将电压放大后传送给比较器；比较器另一个输入端同时与给定电路相连，比较器输出端连接一运算放大器；运算放大器输出信号给PWM控制器，PWM控制器另一输入端连接频率调节，PWM控制器控制电压，并通过驱动器驱动功率开关。专利摘要本技术涉及一种超声波发生器，尤其是他激式超声波发生器。一种他激式扫频超声波发生器，包括依次连接的整流电路、滤波电路、逆变器、功率开关以及换能器，还包括一个与换能器相连的放大电路，其将电压放大后传送给比较器；比较器另一个输入端同时与给定电路相连，比较器输出端连接一运算放大器；运算放大器输出信号给PWM控制器，PWM控制器另一输入端连接频率调节，PWM控制器控制电压，并通过驱动器驱动功率开关。本技术采用PWM控制，能够显著的提高功率输出及转换效率。文档编号B06B1/02GK201644359SQ20102019235公开日2010年11月24日 申请日期2010年5月13日 优先权日2010年5月13日专利技术者何忠义 申请人:上海毅霖环保科技有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种他激式扫频超声波发生器，包括依次连接的整流电路、滤波电路、逆变器、功率开关以及换能器，其特征在于，还包括：一个与换能器相连的放大电路，其将电压放大后传送给比较器；比较器另一个输入端同时与给定电路相连，比较器输出端连接一运算放大器；运算放大器输出信号给ＰＷＭ控制器，ＰＷＭ控制器另一输入端连接频率调节，ＰＷＭ控制器控制电压，并通过驱动器驱动功率开关。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何忠义，
申请(专利权)人：上海毅霖环保科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[]