在特殊形狀物體清洗過程中,超聲清洗是一種新型的清洗方法.超聲波發生器作為超聲清洗電源,是超聲波清洗設備的重要組成部分.本文針對超聲波發生器研制中存在的關鍵技術問題,分別對主回路、聲學系統諧振頻率自動跟蹤系統和輸出功率控制系統進行研究和設計,并且進行了實驗驗證與分析.主回路是超聲波發生器功率傳輸系統,它的可靠性對整個系統十分關鍵.論文主要對EMI濾波電路、APFC、逆變橋、高頻脈沖變壓器和匹配網絡進行研究和設計.在超聲波發生器中,聲學系統諧振頻率自動跟蹤技術是保證輸出效率的關鍵因素.論文在分析壓電陶瓷換能器在諧振點附近等效電路的基礎上,采用相位控制頻率調制技術,利用數字鎖相環建立了一種新型的包含鑒相、低通濾波、壓控振蕩器、調節器的動態頻率自動跟蹤系統,使超聲波發生器工作在最佳狀態.當被清洗物件放入清洗槽中之后,由于超聲波發生器的負載發生了變化,導致其輸出功率隨之降低.這樣就會影響到清洗的效果,為了解決這個問題就必須對輸出功率進行控制.本文巧妙的利用了APFC電壓反饋網絡可以調節輸出電壓的特性,采用單片機控制數字電位器的方法調節APFC的電壓反饋網絡的參數,從而達到控制輸出功率的目的.在理論分析和電路設計的基礎上,研制了一臺500W超聲波發生器樣機.本樣機基本實現了聲學系統諧頻率自動跟蹤,顯著提高了換能器的轉換效率;同時實現了功率控制,降低了超聲波發生器功率損耗,減少了體積,增加了輸出功率監控,促進了較大功率超聲波發生器的發展.
標簽： 超聲波發生器
上傳時間： 2022-05-23
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伴隨著全球氣候變暖和工業發展使得空氣污染越來越嚴重的現狀。再加上季節更替期間氣溫的變化，呼吸道疾病侵犯人們的身體健康的趨勢正日益加重。而吃藥打針輸液等傳統的治療模式是無法滿足治療各種的當代復雜呼吸道疾病病，尤其是老人與兒童。 本論文研發了一款以STC單片機為核心的網式超聲霧化器。網式超聲霧化器是一種新型醫療儀器。該儀器采用了較為先進的脈沖寬度調制技術來直接控制換能器的工作頻率;通過使用BOOST升壓電路來提升換能器的震蕩電壓幅值。換能器將電能轉換成高頻振動，再經過變幅桿將振蕩幅度放大。不需要使用加熱或者化學方法將藥液霧化。藥液從微網孔板霧化噴出，形成可以被病人直接吸入的氣霧，操作簡單方便。 本論文介紹了網式超聲霧化器的研究背景、霧化治療的歷史、霧化治療的優勢和霧化器的市場需求。然后簡略描述了網式超聲霧化器原理，最后著重介紹了網式超聲霧化器硬件電路的設計與軟件設計。其中在硬件設計部分主要介紹了電源處理模塊、A/D采樣模塊、控制電路模塊、升壓電路模塊、wifi控制模塊、液晶顯示模塊、微控制器模塊。軟件設計使用C語言進行開發，軟件模塊主要包括主程序模塊、AD采樣模塊、顯示模塊、PWM驅動模塊、wifi轉串口通信模塊。 最后對研發系統的子模塊進行了電路仿真。并對網式超聲霧化器的電路輸出進行了測試。
標簽： 嵌入式
上傳時間： 2022-05-28
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人的耳朵能感受到的振蕩頻率在20-20000Hz范圍的聲波，超過人耳能感受到的聲波頻率以上的聲波叫超聲波。超聲波有許多應用，有超聲波清洗、超聲波鉆孔、超聲波振動等。超聲波振動是近幾十年興起的新事物，隨著人們對超聲波研究的不斷深入，應用也日益廣泛。 功率超聲技術憑其獨特的優點在國民經濟各部門日益廣泛應用。目前超聲設備由采用大功率電子管或高頻可控硅發展到全控型電子器件。隨著新理論、新技術、新器件的不斷出現和成熟，超聲技術必將充分發揮其優勢，在各領域產生更大作用。本文涉及的功率超聲系統主要由高頻超聲波電源和壓電振子兩部分組成。高頻超聲波電源為壓電振子提供電能，壓電振子將電能轉為動能。 超聲波發生器的種類很多，大致可分為兩種類型，機械型和電聲型。機械型超聲波發生器直接用機械方法使物體振動而產生超聲波。常見的機械型超聲波都是流體動力式的，即利用每秒幾萬次的頻率斷續從噴口噴出，撞擊放在噴口前的空腔或簧片，引起共振在媒質中產生超聲波。電聲型超聲波發生器是應用的最廣泛的。它是利用電磁能量轉換成機械波能量。 本設計采用頻率自動跟蹤的方式來使超聲波換能器處于諧振，滿足超聲波電源與超聲波換能器工作在最佳狀態，使得整機達到最佳工作效率。功率檢測電路調節脈沖電壓的脈寬來改變超聲波發生器的輸出功率，以實現功率恒定。壓控振蕩器選用貨源充足、價格低廉的TL494，可滿足本設計要求。D類功率放大器就是開關功率放大器，選用高耐壓的VMOS管，組成半橋電路，VMOS管的驅動采用變壓器隔離倒相。由于超聲波換能器的特性，超聲波清洗機中的匹配電路包含兩個：一個是功率匹配，一個是調諧匹配。前者是為了使超聲波電源的輸出內阻與負載阻抗相一致，采用變壓器匹配方法。后者是使換能器呈現純阻性，采用串聯電感的方法。 本文對系統的總體設計方案、硬件和軟件設計、單元電路及主要單元電路實驗進行了詳細地介紹。文章最后應用PSPICE軟件對整個系統進行了仿真分析，對理論設計進行修正。結果表明系統設計可行，性能指標基本可以滿足設計要求。
上傳時間： 2022-06-01
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隨著新理論、新器件、新技術的不斷出現或成熟，功率超聲技術在國民經濟各個部門中日益廣泛應用。超聲波電源為超聲波換能器提供電能，超聲波換能器將電能轉換為動能，完成超聲波清洗、防垢除垢等功能。本文主要對高頻超聲波電源進行了理論分析與設計。 首先對超聲波電源基本拓撲結構進行了分析，提出了超聲波電源功放電路可以采用的三種方案：半橋功率放大電路、全橋功率放大電路、推挽功率放大電路。通過對比分析了各種方案的優點和缺點，確定了超聲波電源功率放大電路的方案。針對超聲波電源的具體要求，設計了整流濾波電路，功率放大電路、驅動電路、緩沖電路、功率反饋電路、保護電路。其中，給出了整流濾波電路和功率放大電路的參數計算。 其次對超聲波換能器的特性進行了分析，介紹了超聲波換能器的串聯諧振頻率和并聯諧振頻率。然后對幾種常用的匹配網絡進行了分析，包括單個電感的匹配、電感-電容匹配、改進的電感-電容匹配，分析了其優點和缺點。 然后由于超聲波電源需具有性能高、功率大、成本低的特點，要求能較好適應超聲波換能器阻抗變化、頻率漂移等所帶來的疑難問題。本文介紹了超聲波電源幾種常見的頻率跟蹤方案。本文研究的是一種傳統的自激式超聲波電源，串聯諧振頻率在20KHz左右，頻率跟蹤采用負載分壓式反饋系統，在以前手動調節電感的基礎上，通過在反饋回路添加通過AVR單片機控制數字電感來跟蹤超聲波換能器的諧振頻率，易操作，能穩定運行。 最后在理論設計的基礎上，對超聲波電源各個組成電路進行了實際制作，在超聲波電源與超聲波換能器匹配無誤、工作穩定后，對有關電路進行了現場試驗驗證。實驗結果表明，該超聲波電源具有一定的使用價值。
上傳時間： 2022-06-08
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超聲波換能器由于負載的變化以及外界環境的變化等因素，導致超聲波電源的輸出頻率與諧振頻率不匹配，從而使清洗效果不佳。超聲波電源是超聲清洗機的核心部分，為實現其高效穩定的工作，需要對其工作頻率進行自動跟蹤控制。為此，本文設計了基于單片機PIC16F886為控制核心的超聲波電源，其額定輸出功率為600W，工作頻率為20kHz，并實現了對頻率的實時跟蹤控制。主要研究內容如下： 首先，根據超聲波電源的性能指標要求，設計了超聲波電源主電路系統，主電路系統由整流濾波電路、逆變電路、匹配電路等單元組成，逆變電路采用全橋逆變拓撲結構，文中對主電路系統進行了詳細分析與設計，并采用Multisim仿真軟件對主電路系統各個部分進行仿真。 其次，設計了超聲波電源頻率跟蹤的控制方案，該控制方案采用鎖相環頻率跟蹤的控制思路并結合PID控制方法。為此設計了相應的控制軟件，采用C語言編寫主程序、A/D轉換程序、PID控制程序等。 最后，以PIC16F866單片機芯片為控制核心，設計了超聲波電源控制系統，主要包括采樣電路、驅動電路、單片機外圍電路等，分析了其工作原理。并采用Proteus軟件對控制系統進行仿真。仿真結果表明，所設計的超聲波電源控制系統能實現頻率自動跟蹤，與超聲波換能器相匹配，工作在諧振狀態，達到了設計要求。
上傳時間： 2022-06-11
上傳用戶：jason_vip1
功率超聲波應用技術已經在清洗、乳化和加工等方面取得可觀的成效。超聲消洗是功率超聲技術最廣泛也較成熟的一種應用，并且H益向各行各業滲透。超聲波清洗中的壓電換能器常因驅動電路的輸出頻率沒有諧振在壓電陶瓷片的共振頻率上，因而導致壓電陶瓷片的Q值下降，損耗加大，繼而使得陶瓷片發熱，效率減小而發生斷裂。因此共振頻率是壓電陶瓷超聲波換能器的一個重要參數，它隨負載及工作溫度等因素的變化而變化，或隨時間的增加而變化，換能器饋電電路能否自動跟蹤其共振頻率就變得很重要。此外，由于目前市場上的超聲波清洗機設備多采用單一頻率的工作方式，也就是每套設備只能工作在一個超聲頻率上，這使得結構復雜的工件得不到充分清洗，同時，由于駐波場的形成，造成清洗盲區，使清洗效果不均勻。本文以半橋變換器為夾心式壓電換能器的驅動電路，以脈寬調制器3525為脈沖波產生電路，采用單片機8951，DAC0832D/A轉換器及軟件技術，設計出具有頻率跟蹤功能的雙頻超聲波發生器，較好地消除超聲波清洗機清洗槽內由駐波引的清洗死角，有效地提高了超聲波清洗機清洗效率。實驗表明，采用雙頻超聲波清洗方式的超聲波清洗機，工作穩定、高效，具有廣泛的應用前景.關鍵詞：雙頻超聲波發生器；動態阻抗匹配：超聲波換能器；頻率跟蹤；單片機
標簽： 超聲波清洗機
上傳時間： 2022-06-18
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自從超聲科技問世以來，其發展日新月異，應用日益廣泛，已經取得了良好的社會效益和經濟效益。但是作為一門綜合性極強的交叉學科，超聲學研究與應用均起步較晚，技術狀況已遠遠不能滿足我國經濟事業多領域的需求，廣闊的市場前景促使我們加大研究力度。本文首先介紹了功率超聲波技術的原理和發展趨勢，然后詳細分析了超聲波設備的組成、關鍵技術以及設計難點，并采用三種不同的控制方案設計、制作了超聲波發生器，分別應用在超聲波清洗機和焊接機中。主電路使用集MOSFET和GTR的優點于一身的IGBT作為開關管，構成半橋逆變電路。通過分析超聲波換能器的阻抗特性，比較換能器工作在串聯諧振頻率和并聯諧振頻率的優劣，介紹了幾種匹配方式的特點，設計了匹配電路。控制電路中分別采用了鎖相方式、掃頻控制方式以及模糊自適應控制方式實現了對超聲負載的自動頻率跟蹤，并且功能完善，配備了軟啟動、死區調節、限流、過流、驅動自保護和過熱保護，有力的保障了系統長時間工作的穩定性和可靠性。最后通過實驗，證明了設計的方案可靠，適應性強，樣機不僅具有頻率自適應功能，而且能夠功率自適應，具有良好的推廣應用意義。關鍵詞：超聲波發生器、阻抗特性、匹配電路、鎖相環、掃頻控制、模糊自適應
標簽： 超聲波發生器
上傳時間： 2022-06-18
上傳用戶：d1997wayne
在液體中發射足夠大的超聲波能量，液體會產生“空化效應”。“空化效應”是將超聲頻的振動加到清洗液中，液體內部會產生拉伸和壓縮現象，液體拉伸時會產生氣泡，液體壓縮時氣泡會被壓碎破裂。超聲波清洗的原理就是在清洗液中產生“空化效應”，氣泡的產生與破裂產生強大的機械沖擊力，用以清除物體表面的雜質、污垢和油膩。超聲波清洗機的清洗速度快，可提高生產效率；操作實現自動化，不須人手接觸清洗液，安全可靠，且節省人力；微小的氣泡可以到達特殊造型的零部件深處，對深孔、細縫和工件隱蔽處亦可清洗干凈，所以超聲清洗應用更為廣泛；清洗效果好，清潔度高且全部工件清潔度一致，實驗顯示，利用超聲波清洗技術，可得到比風吹、浸潤、蒸汽和刷子清洗更好的清洗效果。使用超聲波達到清洗目的，需要有容器與清洗液、超聲波換能器、超聲波電源。超聲波換能器是產生超聲場的部件，超聲波電源用以驅動超聲波換能器，向其提供能量，使之產生超聲場。通常的超聲波清洗機是在匹配電路上加占空比為50%的交流方波信號。本設計采用頻率自動跟蹤的方式來使超聲波換能器處于諧振，滿足超聲波電源與超聲波換能器工作在最佳狀態，使得整機達到最佳工作效率。功率檢測電路調節脈沖電壓的脈寬來改變超聲波發生器的輸出功率，以實現功率恒定。本文結合超聲波電源發展的現狀，并針對超聲波清洗機對超聲波電源的具體要求，提出了電源主電路和控制電路基本結構方案。并對電源的主電路和控制電路進行了理論設計和參數估算。設計了整流濾波電路、移相全橋變換器電路、功率控制電路、頻率跟蹤電路、匹配電路、驅動和保護電路等。文中還介紹了移相全橋的特點，具體分析了移相全橋變換的工作過程，并對移相全橋電路進行了相應的參數設計。文章最后應用PSPICE軟件對整個系統進行了仿真分析，對理論設計進行修正。結果表明系統設計可行，性能指標基本可以滿足設計要求。
上傳時間： 2022-06-18
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在現代信息戰中，隨著電子對抗技術和裝備的不斷發展，戰場的電磁環境更加惡劣，通信的電子戰日益激烈。這就限制了無線電通信在某些特殊的戰術背景下的應用。為了保證通信鏈路的安全順暢，研究各種適用于軍事通信的抗干擾、抗偵收、抗測向技術和尋求適應于這些特定的環境下新的通信方式就顯得十分必要。超聲波語音通信就是在這樣的背景下提出來的。本文首先概略的介紹了AM調制、采樣定理、直接數字頻率合成等相關的基礎理論；接著結合課題的具體要求，提出了基于DDS的基本原理，依托FPGA與單片機相結合的硬件平臺來實現AM數字調幅的方案。設計中將軟件無線電的思想滲透其中，將原來運用模擬器件構建的電路都通過軟件編程的方法來實現，增加了系統的靈活性。其次，對整個系統的硬、軟件設計進行了詳細的敘述；系統的硬件電路由AM調制電路和功放電路組成，其中，M調制電路包括模擬部分、數字部分、電源部分，它主要完成語音信號與載波信號的數字調幅功能；功放電路是單獨的一塊電路板，它主要對調幅信號進行功率放大以驅動換能器，從而以超聲波的形式將信息發出。而且，還詳細分析了各部分硬件電路的設計和工作過程，并給出了相應的電路圖。系統的軟件設計包括有兩個方面內容，一方面是單片機的軟件設計，它主要利用IAR Embeded Workbench開發環境，完成系統的界面顯示及各種調幅參數的設置；另一方面是FPGA軟件的設計，它主要利用Quartusll開發軟件，采用VHDL和QuartusII內嵌的圖表編輯器的原理圖式圖形輸入法混合編程的方式，編寫了各模塊單元，在FPGA內部實現了調幅功能。最后，對調制系統進行測試，測試結果表明系統工作性能穩定，基本上達到了預期的設計要求。
上傳時間： 2022-06-18
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超聲波焊接機操作規程一、準備工作：1 、檢查超聲波塑料焊接機電源，一切正常才能投入使用。2 、檢查所需之超聲波塑焊機模具（焊頭）和增幅器之間接觸面上是否有氧化物，并清理干凈。二、超聲波模具（焊頭）的安裝：1 、松開活動架蓋子上面的螺絲，取出換能器套件；2 、把所需的超聲波模具（焊頭）裝在換能器套件之增幅器上；3 、把換能器套件放回活動架內（并合上蓋子），擺正超聲波模具（焊頭）方向后（選擇便于工作的方向） ，鎖緊活動架蓋子上面的螺絲， 當然要事先將機架調至安全的高度（超聲波模具下落行程限位高于臺面物品）；三、超聲波焊接機模具（焊頭）固有頻率與超聲波機輸出頻率匹配檢測：超聲波焊接機模具（焊頭）在懸空狀態下，短暫按動（點動）超聲波測試開關釋放超聲波， 與此同時逐步調動頻率調諧旋鈕， 直至找到指針擺動幅度為最小的位臵（即調諧最佳位臵） 。注意：通常在指針的擺動幅度不超過? 2?的情況下，應避開調諧旋鈕轉動范圍之兩端極限為宜。四、超聲波塑膠焊接機機架高度調節：1 、將氣壓調至高于1.5 公斤壓力（ 20PS）位臵；2 、按動一次超聲波模具下落開關，自鎖（焊頭下落指示燈亮）的位臵；?此時超聲波模具（焊頭）下落狀態?3 、將塑焊機底模（先把塑料件放入底模內）放到超聲波模具（焊頭）下方之工作臺上，松開鎖緊機架的手柄；4 、搖動機高度調節手輪，使超聲波模具（焊頭）與塑料件之頂面吻合抵觸；鎖緊機架，并且用夾板固定底模。5 、將下落行程調節（限位）螺桿拎退1~2毫米，并用螺母鎖緊螺桿。6 、再按動一次超聲波模具下落開關， 取消自鎖（焊頭下落指示燈熄滅）的位臵。?此時超聲波模具（焊頭）回復至懸空狀態?
標簽： 超聲波焊接機
上傳時間： 2022-06-22
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