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(yīng)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(yīng)用也日益廣泛。 功率超聲技術(shù)憑其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)在國民經(jīng)濟(jì)各部門日益廣泛應(yīng)用。目前超聲設(shè)備由采用大功率電子管或高頻可控硅發(fā)展到全控型電子器件。隨著新理論、新技術(shù)、新器件的不斷出現(xiàn)和成熟，超聲技術(shù)必將充分發(fā)揮其優(yōu)勢，在各領(lǐng)域產(chǎn)生更大作用。本文涉及的功率超聲系統(tǒng)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(zhuǎn)為動能。 超聲波發(fā)生器的種類很多，大致可分為兩種類型，機(jī)械型和電聲型。機(jī)械型超聲波發(fā)生器直接用機(jī)械方法使物體振動而產(chǎn)生超聲波。常見的機(jī)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(xù)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(zhì)中產(chǎn)生超聲波。電聲型超聲波發(fā)生器是應(yīng)用的最廣泛的。它是利用電磁能量轉(zhuǎn)換成機(jī)械波能量。 本設(shè)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(tài)，使得整機(jī)達(dá)到最佳工作效率。功率檢測電路調(diào)節(jié)脈沖電壓的脈寬來改變超聲波發(fā)生器的輸出功率，以實(shí)現(xiàn)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(shè)計要求。D類功率放大器就是開關(guān)功率放大器，選用高耐壓的VMOS管，組成半橋電路，VMOS管的驅(qū)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(jī)中的匹配電路包含兩個：一個是功率匹配，一個是調(diào)諧匹配。前者是為了使超聲波電源的輸出內(nèi)阻與負(fù)載阻抗相一致，采用變壓器匹配方法。后者是使換能器呈現(xiàn)純阻性，采用串聯(lián)電感的方法。 本文對系統(tǒng)的總體設(shè)計方案、硬件和軟件設(shè)計、單元電路及主要單元電路實(shí)驗進(jìn)行了詳細(xì)地介紹。文章最后應(yīng)用PSPICE軟件對整個系統(tǒng)進(jìn)行了仿真分析，對理論設(shè)計進(jìn)行修正。結(jié)果表明系統(tǒng)設(shè)計可行，性能指標(biāo)基本可以滿足設(shè)計要求。
標(biāo)簽：
單片機(jī)
超聲波發(fā)生器
電源
上傳時間：
2022-06-01
上傳用戶：得之我幸78
