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綜述:超聲波清洗機技術(shù)分析(二)

更新時(shí)間:2009-11-09      點(diǎn)擊次數:2005

5、IGBT恒功率超聲波清洗機: 
    這是以目前流行的新一代電力電子元件——IGBT(絕緣柵雙極型大功率晶體管一模塊)為高頻功率器件、軍用級集成控制芯片(PWM而非CPU)和具有自主知識產(chǎn)權的創(chuàng )新電路、配以換能器組合而成,采用模塊化設計,積木式安裝工藝的新一代超聲波清洗機。 
    該機具有三個(gè)顯著(zhù)的特點(diǎn):A:恒功率輸出。所謂“恒功率”就是說(shuō)在清洗缸中,不同高度的水位和不同大小的工件進(jìn)行清洗,其清洗效率不變。(反映出輸出功率不變)從而具有穩定、、長(cháng)壽等特點(diǎn)。 
    要達到恒功率輸出,*的辦法是采用頻率自動(dòng)跟蹤電路來(lái)實(shí)現,有關(guān)專(zhuān)業(yè)雜志的專(zhuān)家論壇zui近也就此作了論述和分析,并介紹了多種頻率跟蹤電路,遺憾的是大多理論上講得通,在工藝上卻難以實(shí)現。所以說(shuō)頻率跟蹤電路要實(shí)用、簡(jiǎn)潔、低成本。否則不可能形成工業(yè)化的產(chǎn)品。 
    B:該機的第二個(gè)特點(diǎn)足能做成<99℃的加溫機型,這在行業(yè)中也是不小的突破。 
    C:工藝性的簡(jiǎn)潔,是該機的第三個(gè)特點(diǎn)。三個(gè)部件,就組成了可以適應各種不同頻率和功率的超聲功率發(fā)生器,簡(jiǎn)潔就意味著(zhù)可靠、造價(jià)低和使用維護的方便。 
    一個(gè)好的超聲功率發(fā)生器同樣要一個(gè)好的換能器(清洗缸)與之相匹配,否則也難以達到預期的效果。換能器(超聲波振子)在超聲波清洗機中扮演著(zhù)一個(gè)非常重要的角色,是個(gè)很關(guān)鍵的執行元件機構。在目前一般中小型生產(chǎn)超聲波清洗機的企業(yè)中,換能器都是外購成品,不大注意其質(zhì)量,或是無(wú)設備能力測試其主要的技術(shù)參數,比如阻抗的大小,頻率的一致性等等,心中無(wú)數,買(mǎi)來(lái)上機就用,這就給整機的效率、壽命埋下質(zhì)量的隱患。進(jìn)一步說(shuō),即使檢測,也是小功率的一般工藝性的檢測,很難反映出真正在實(shí)際工作中的技術(shù)參數。為此,根據我們多年來(lái)生產(chǎn)換能器的經(jīng)驗和教訓,總結了一套生產(chǎn)換能器的完整工藝,再加上自己研發(fā)的大功率換能器測試儀,模擬檢測出換能器在實(shí)際工作中的真實(shí)技術(shù)參數,如阻抗均控制在20Ω以下,頻率的一致性保持在90%以上,從源頭上保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。 
    根據以往的經(jīng)驗教訓,壓電陶瓷換能器在工作中晶片極易發(fā)生破裂、極片易斷、接線(xiàn)易脫焊的機理類(lèi)型(這些都是行業(yè)中一直存在的通?。?,究其發(fā)生上述故障的原因,除了換能器的本身質(zhì)量外,主要因為功率發(fā)生器沒(méi)有能很好跟蹤換能器在工作中由于受水位、溫度、工件大小的變化而影響其頻率的變化,二者之間處于失諧狀態(tài)的結果。在這點(diǎn)上頻率的自動(dòng)跟蹤顯得尤為重要。另一個(gè)不被人們所忽視的原因,則是缸內多個(gè)換能器在工作時(shí)產(chǎn)生的各不相同頻率的反峰電壓,沒(méi)有被有效抑制所產(chǎn)生的后果。 
    另外超聲波發(fā)生器輸出給換能器的高頻電壓高低也是個(gè)重要參數,但是不能認為“不同電路的超聲波發(fā)生器,其輸出電路、電壓的不同足導致傳播效率的重要原因”“輸出電壓低,發(fā)生器消耗的電能就大,同時(shí)振子還容易發(fā)熱,產(chǎn)生的感應電場(chǎng)強,適當的調整電路,增大輸出給振子的電壓可能會(huì )取得很好的效果”。 
    我們認為這種提法有待商榷、探討,發(fā)生器輸出給換能器的電壓高低足影響效率的一個(gè)重要原因,但它不是個(gè)固定不變的參數,要根據換能器頻率的高低和換能器的多少(功率)作相應調整,換能器頻率高則電壓相應要低,而換能器頻率低,同樣電壓應相應提高。此外,振子發(fā)熱的主要因素一是發(fā)生器的頻率和振子的實(shí)際諧振頻率處于失諧狀態(tài),二是發(fā)生器的輸出阻抗和負載振子的整體阻抗不相匹配。如果滿(mǎn)足了上述兩個(gè)條件,就是說(shuō)頻率既不失諧,阻抗又相匹配,那才是效率,溫升zui低的狀態(tài)。如果單純增大輸出電壓倒有可能增大了功耗而引起振子發(fā)熱。  

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