专利名称：超声脉冲防垢器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于超声脉冲防垢设备技术领域，特别是一种超声脉沖 防垢器。
技术背景许多工业生产工艺过程都离不开热交换设备。热交换设备中尤其是 以液体作为换热介质为多。在这种以液体作为换热介质的热交换设备在运行过程中会产生结垢现象。换热介质不同，结垢性态也各异可以是 水垢(无机盐垢)、尘泥垢、微生物垢(菌类、藻类)；可以是结晶、结焦、 结應、挂腊等，统称为工业结垢。工业结垢会使热交换设备换热效率大 幅度下降，造成巨大的能源浪费，影响产品质量和产量。传统的化学处 理方法，防垢作用单一，时效短，不易做到完全彻底防垢，且运行费用 较高；除垢剂对设备腐蚀严重，废液污染环境，危害大。除了化学方法 之外，还有用电场、磁场等物理防垢方法，但是使用效果普遍不好。超 声波防垢与除垢技术是一种全新的技术，其作用原理是利用超声波在 媒质中传播时所产生的物理学效应(超声凝聚、超声空化、剪切应力等) 来实现防垢与除垢，属于功率超声类应用技术，为纯物理方式，克服了 化学方式的所有缺陷，是目前工业防垢与除垢技术领域里最先进、最具 实效性的新技术。对于这项新技术的应用，国内已有相应产品，所使用的产品的核心 部件一超声换能器普遍釆用压电陶瓷振子，即采用电致伸缩原理。由于 压电陶瓷振子产生的超声波只能通过液体介质传播，使这类产品在实际 应用中，超声换能器的安装位置受到限制，只能串接在热交换设备液体 介质的入口管路上。超声波通过液体介质传播，速度慢，衰减严重，导 致防垢与除垢效果不佳。 发明内容本实用新型的目的是提供一种防垢效果好的用超声波的超声脉沖防垢器。本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现的。按照本实用新型的超声脉冲防垢器，包括主机及其工业电源，超声 换能器，其特征在于所述的主机由机箱，装在此机箱内的通过电缆与工 业电源相连接的电源隔离变压器，与此电源隔离变压器相连接的功率放 大电路，与此电源隔离变压器、功率放大电路相连接的触发控制电路， 与此功率放大电路相连接的连接电缆所组成，所述的超声换能器由与所 述的连接电缆相连接的金属磁致伸缩超声波发生器，与此金属磁致伸缩 超声波发生器相连接的钢质导波杆所组成。所述的机箱的面板上部设有工作电压表，面板中部设有操作开关， 面板下部设有功能键盘。所述的功率放大电路由电压整形电路，与此电压整形电路相连接的 电子开关电路，与此电子开关电路相连接的连接电缆所组成。所述的触发控制电路由高频振荡分频电路，与此高频振荡分频电路 相连接的脉冲触发电路所组成，此高频振荡分频电路与所述的电源隔离 变压器相连接，此脉冲触发电路与所述的功率放大电路相连接。高频振 荡分频电路形成脉沖触发信号，对功率放大电路的电子开关电路进行触 发控制，以实现超音频功率电流输出。脉冲触发电路又是进行人工调试， 完成本超声脉冲防垢器工作参数设定的工作部件。所述的金属磁致伸缩超声波发生器由铝合金防护罩，设在此铝合金 防护罩内的金属磁致伸缩振子，缠绕在此金属磁致伸缩振子上的电感线 圈，设在此铝合金防护罩上端的绝缘材料后盖，设在此绝缘材料后盖上 的高频电缆接线盒，设在此铝合金防护罩下端的高频钎焊连接层所组成， 所述的钢质导波杆与所述的铝合金防护罩下端作螺紋连接。所述的超声换能器的个数为2-8个。在实际应用中可按需要确定选用换能器的个数。所述的金属磁致伸缩振子的材质为铁钴钒合金磁致伸缩材料。这种 材料具有在交变电^f兹力作用下产生机械振动的性能，是实现电磁能与机 械能(声能)转换的核心部件，是区别于压电陶瓷振子换能器的关键点。所述的功率放大电路采用高频晶闸管(可控硅)做为电子开关，组成开关模式功率放大器。所述的触发控制电路采用六个集成模块组成高频振荡分频电路。 所述的电感线圈为缠绕在金属磁致伸缩振子磁芯上的软材质多股高温绝缘导线，所述的钢质导波杆的材质为普碳钢，所述的铝合金防护罩为带有散热鳍片的铝合金型材。本实用新型的特点是1 、本实用新型的金属磁致伸缩振子的材质为铁钴钒合金磁致伸缩材 料，超声换能器与热交换设备壳体实现完全刚性连接，而且换能器的数 量可按照需要来配置，安装位置可按照需要来布点。超声波是全程通过 固体金属传播的，几乎不存在声强梯度和超声"死角"。2、 采用了电源隔离变压器进行供电变压，形成电子线^各的悬浮接地， 这就有效地避免了负载意外接地所造成的电子元器件损坏。同时也阻止 了高频干扰信号的侵入，保证了电子线路工作的稳定可靠。3、 本实用新型的功率放大器为电流输出型，其技术特点是采用了高 频晶闸管(可控硅)做为电子开关，组成开关模式功率放大器，不仅响应 速度快，而且能量转换效率达95%以上。4、 本实用新型的触发控制电路的特点是 一改简单地采用分立阻容 元器件组成高频振荡电路的做法，选用六个集成模块组成高频振荡分频 电路，形成脉冲触发信号，稳定性大幅度提高，可靠性得到充分保证。5 、本实用新型的超声脉冲防垢器的工作模式(超声波输出)选定为脉 冲超声波(非连续波)方式。
图1为本实用新型的结构示意图。图2为主机电路图的结构示意图。图3为本实用新型的换能器。图4为本实用新型的脉沖电流波形示意图。
具体实施方式
本实用新型的具体实施方式
包括下列步骤如图1、 2所示，按照本实用新型的超声脉冲防垢器，包括主机l及 其工业电源，超声换能器5，其特征在于所述的主机l由机箱，装在此机流箱内的通过电缆6与工业电源相连接的电源隔离变压器7,与此电源隔 离变压器7相连接的功率放大电路，与此电源隔离变压器7、功率放大电 路相连接的触发控制电路，与此功率放大电路相连接的连接电缆4所组 成，所述的超声换能器5由与所述的连接电缆4相连接的金属磁致伸缩 超声波发生器，与此金属磁致伸缩超声波发生器相连接的钢质导波杆19 所组成(图3)。如图l所示，所述的机箱的面板上部设有工作电压表2，面板中部设 有操作开关3，面板下部设有功能键盘。如图2所示，所述的功率放大电路由电压整形电路8，与此电压整形 电路8相连接的电子开关电路9，与此电子开关电路9相连接的输出匹配 电路10，与此输出匹配电路10相连接的连接电缆4所组成。如图2所示，所述的触发控制电路由高频振荡分频电路ll，与此高 频振荡分频电路11相连接的脉冲触发电路12所组成，此高频振荡分频 电路11与所述的电源隔离变压器7相连接，此脉冲触发电路12与所述 的功率放大电路相连接。如图3所示，所述的金属磁致伸缩超声波发生器由铝合金防护罩17, 设在此铝合金防护罩17内的金属磁致伸缩振子15,缠绕在此金属磁致伸 缩振子15上的电感线圈16，设在此铝合金防护罩17上端的绝缘材料后 盖14,设在此绝缘材料后盖14上的高频电缆接线盒13,设在此铝合金 防护罩17下端的高频钎焊连接层18所组成，所述的钢质导波杆19与所 述的铝合金防护罩17下端作螺紋连接。所述的超声换能器5的个数为2-8个。所述的金属磁致伸缩振子15的材质为铁钴钒合金磁致伸缩材料。 所述的电子开关电路9采用高频晶闸管(可控硅)做为电子开关，组 成开关模式功率放大器。所述的高频振荡分频电路11采用六个集成模块组成高频振荡分频电路。所述的电感线圈16为缠绕在金属磁致伸缩振子15 ^磁芯上的软材质 多股高温绝缘导线，所述的钢质导波杆19的材质为普碳钢，所述的铝合 金防护罩为带有散热鳍片的铝合金型材。作为 一个实施例，本实用新型的超声脉沖防垢器的脉冲超声波的参数为工作频率在15kHz—25kHz之间连续可调； 工作周期在60ms—100ms之间连续可调； 脉冲宽度在1. Oms—l. 6ms之间连续可调。图4示出了脉冲电流i波形示意图，纵座标为脉冲电流i,冲黄座标为 时间t。本实用新型的超声换能器的整体外形尺寸(包括振子、导波杆、防护 罩)设定，需遵循一个原则使它的固有频率在15kHz—25kHz超声波频 段内，以确保与超音频功率电流信号取得谐振点，使超声换能器的超声 波能量输出最大。
权利要求1、一种超声脉冲防垢器，包括主机及其工业电源，超声换能器，其特征在于所述的主机由机箱，装在此机箱内的通过电缆与工业电源相连接的电源隔离变压器，与此电源隔离变压器相连接的功率放大电路，与此电源隔离变压器、功率放大电路相连接的触发控制电路，与此功率放大电路相连接的连接电缆所组成，所述的超声换能器由与所述的连接电缆相连接的金属磁致伸缩超声波发生器，与此金属磁致伸缩超声波发生器相连接的钢质导波杆所组成。
2、 根据权利要求l所述的超声脉冲防垢器，其特征在于所述的机箱 的面板上部设有工作电压表，面板中部设有操作开关，面板下部设有功 能键盘。
3、 根据权利要求1所述的超声脉冲防垢器，其特征在于所述的功率 放大电路由电压整形电路，与此电压整形电路相连接的电子开关电路， 与此电子开关电路相连接的连接电缆所组成。
4、 根据权利要求1所述的超声脉冲防垢器，其特征在于所述的触发 控制电路由高频振荡分频电路，与此高频振荡分频电路相连接的脉冲触 发电路所组成，此高频振荡分频电路与所述的电源隔离变压器相连接， 此脉冲触发电路与所述的功率放大电路相连接。
5、 根据权利要求l所述的超声脉冲防垢器，其特征在于所述的金属 磁致伸缩超声波发生器由铝合金防护罩，设在此铝合金防护罩内的金属 磁致伸缩振子，缠绕在此金属磁致伸缩振子上的电感线圈，设在此铝合 金防护罩上端的绝缘材料后盖，设在此绝缘材料后盖上的高频电缆接线 盒，设在此铝合金防护罩下端的高频钎焊连接层所组成，所述的钢质导 波杆与所述的铝合金防护罩下端作螺紋连接。
6、 根据权利要求1所述的超声脉冲防垢器，其特征在于所述的超声 换能器的个数为2-8个。
7、 根据权利要求5所述的超声脉冲防垢器，其特征在于所述的金属 磁致伸缩振子为由铁钴钒合金磁致伸缩材料制成的f兹芯。
8、 根据权利要求5所述的超声脉冲防垢器，其特征在于所述的功率 放大电路采用高频晶闸管(可控硅)做为电子开关，组成开关模式功率放 大器。
9、 才艮据权利要求5所述的超声脉冲防垢器，其特征在于所述的触发 控制电路采用六个集成模块组成高频振荡分频电路。
10、 根据权利要求5所述的超声脉沖防垢器，其特征在于所述的电 感线圈为缠绕在金属磁致伸缩振子磁芯上的软材质多股高温绝缘导线， 所述的钢质导波杆的材质为普碳钢，所述的铝合金防护罩为带有散热鳍 片的铝合金型材。
专利摘要本实用新型属于超声脉冲防垢设备技术领域，特别是一种超声脉冲防垢器，包括主机及其工业电源，换能器，主机由机箱，装在此机箱内的通过电缆与工业电源相连接的电源隔离变压器，功率放大电路，触发控制电路，连接电缆所组成，超声换能器由与连接电缆相连接的金属磁致伸缩超声波发生器，钢质导波杆所组成。金属磁致伸缩超声波发生器由铝合金防护罩，金属磁致伸缩振子，电感线圈，绝缘材料后盖，高频电缆接线盒，高频钎焊连接层所组成，钢质导波杆与铝合金防护罩下端作螺纹连接。金属磁致伸缩振子为由铁钴钒合金磁致伸缩材料制成的磁芯。超声换能器与热交换设备壳体实现完全刚性连接，能量转换效率达95％以上。
文档编号F28G7/00GK201364081SQ200920011149
公开日2009年12月16日 申请日期2009年3月3日 优先权日2009年3月3日
发明者朱振先 申请人:安徽仪腾节能环保科技有限公司