智能超声防除垢装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于功率超声应用技术领域，特别涉及一种智能超声防除垢装置。
【背景技术】
[0002]许多工业生产工艺过程都离不开热交换设备。热交换设备中多数是以水作为基本换热介质。在这种有液体作为换热介质的热交换设备当中，运行过程中会产生结垢现象。结垢造成了热交换设备换热效率下降、能源浪费，影响企业的产品质量和产量，甚至会产生安全隐患。
[0003]液体介质不同，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)；也可以是结晶、结焦、结疤、挂腊等，这些统称为工业结垢。
[0004]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，且运行费用较高。而且，化学药剂对设备腐蚀严重，废液排放还污染环境，显然不是一种好的方法。除了化学方法之外，还有过电场、磁场等物理防垢方法，但实际效果普遍不好，甚至不起作用。
[0005]超声波防垢除垢技术，是2000年前后才引入我国的一种全新技术，其作用机理是: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、剪切应力破碎等)来实现防垢与除垢的，属于功率超声应用技术，为纯物理方式。它克服了化学方式的所有缺点，是目前工业防垢除垢技术领域里最先进、最具实效性的实用技术。
[0006]对于这项新技术的应用，国内已有了相应的产品。绝大多数厂家的产品，其超声波源部件一一超声换能器头，普遍采用压电陶瓷材料振子，属于电致伸缩原理。这类产品受压电陶瓷材质特性(非金属、脆、居里温度点低等)制约，实际能够适合防除垢应用的面很窄小。往往超声波发射点距作用点有相当一段距离，需要通过液体介质导波，造成超声波能量衰减严重，导致防垢除垢效果不佳。之后有了采用金属磁致伸缩材料制成超声换能器振子的超声波防除垢产品，属于磁致伸缩原理。这类产品完全克服了压电陶瓷振子类产品的缺点，实现了超声换能器头与换热器金属体的刚性连接，钢质固体介质导波，能量传递快、衰减小，适应现场环境和工艺条件能力强，许多应用实例都已证明了它的防除垢作用效果。这算是采用磁致伸缩式换能原理的第一代超声波防除垢产品。目前看，它的关键性缺点是:主机超音频电源采用模拟电子线路，易受到环境条件变化影响，激励电流频率会发生漂移，使超声换能器头脱离谐振工作点，造成超声波能量降低，影响其作用功效。
【发明内容】
[0007]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种智能超声防除垢装置，可靠性高、稳定性强、结构简单、操作方便，还具有防过载保护功能，控制方式灵活、灵敏、多样。
[0008]本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现的。
[0009]本实用新型的智能超声防除垢装置，一种智能超声防除垢装置，包括主机超音频电源的控制箱和超声换能器头，所述主机超音频电源的控制箱由箱体和箱门组成，其特征在于:在所述的箱体内设有通过电缆与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和数字控制电路。
[0010]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高频电子开关电路，与此高频电子开关电路相连接的耦合匹配输出电路所组成，所述的耦合匹配输出电路与超声换能器头连接。
[0011 ]所述的数字控制电路由电脑芯片控制电路，与电脑芯片控制电路相连接的参数检测反馈电路、分频触发电路，与此分频触发电路相连接的高频晶振电路所组成，所述的分频触发电路的输出端与高频功率电子开关电路相连接，所述的参数检测反馈电路入端与耦合匹配输出电路相连接。
[0012]在所述的箱门上设有工作电流表、工作电压表、液晶操作显示屏和电源开关。
[0013]所述的超声换能器头由与所述的连接电缆相连接的激励线圈、金属磁致伸缩超声波振子，与此金属磁致伸缩超声波振子相连接的钢质导波杆，与此钢质导波杆连接的铝合金防护罩，与铝合金防护罩连接的后盖所组成。
[0014]所述高频电子开关电路是由共阴极共阳极双路集成高频晶闸管组合成的高频功率电子开关电路。
[0015]所述的电脑芯片控制电路采用ARM966EJ-S单片机。
[0016]本实用新型的优点是:
[0017]1、由于本实用新型采用了电脑芯片为主、多单元集成电路模块为辅组成的数字控制电路，实现了工作参数的自动检测、分析、反馈，谐振点的自动跟踪自动调节等一系列智能功能，产品的工作稳定、可靠性强，消除了前期产品谐振点漂移问题，超声波能量输出有了显著提高。
[0018]2、本实用新型智能超声防除垢装置的工作模式，即超声波能量输出为脉冲波(非连续波)方式。这种波的优点在于它的冲击性作用，防除垢效果突出。
[0019]3、本实用新型采用了供电源隔离变压器变压，形成电子线路的悬浮接地，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，保证了整机电子线路工作的稳定可靠。
[0020]4、本实用新型的功率放大器为高频激励电流输出，其技术特点是:采用了专制的共阴极共阳极双路集成高频晶闸管(可控硅)配对组合而成的电子开关，可形成独立的多路功率超音频电流输出，响应速度快，能量损耗小，工作效率高。
【附图说明】
[0021 ]图1为本实用新型的结构组成示意图。
[0022]图2为主机超音频电源电路组成框图示意图。
[0023]图3为本实用新型的超声换能器头结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]本实用新型的【具体实施方式】包括下列步骤:
[0025]如图1-3所示，本实用新型的智能超声防除垢装置，包括主机超音频电源箱和超声换能器头6，所述主机超音频电源箱由箱体和箱门组成，其特征在于:在所述的箱体内设有通过电缆与220V电源相连接的电源隔离变压器A，与此电源隔离变压器A相连接的功率放大电路和数字控制电路。
[0026]所述的功率放大电路由电压整形电路B，与此电压整形电路B相连接的高频电子开关电路C，与此高频电子开关电路C相连接的耦合匹配输出电路D所组成，所述的耦合匹配输出电路D与超声换能器头6电缆连接;所述高频电子开关电路C是由共阴极共阳极双路集成高频晶闸管组合成的大功率高频电子开关电路。采用共阴极共阳极双路集成高频晶闸管(可控硅)组合成的大功率高频电子开关电路，实现了独立的多路功率超音频电流输出。
[0027]本实用新型所述的数字控制电路由电脑芯片控制电路H，与电脑芯片控制电路H相连接的参数检测反馈电路G、分频触发电路F，与此分频触发电路相连接的高频晶振电路E所组成，所述的电脑芯片控制电路采用ARM966E J-S单片机;所述的分频触发电路F的输出端与高频功率电子开关电路C相连接，所述的参数检测反馈电路G入端与耦合匹配输出电路D相连接。
[0028]为了便于操作，本实用新型在所述的箱门上设有工作电流表2、工作电压表4、液晶操作显示屏3和电源开关I。
[0029]本实用新型所述的超声换能器头6由与所述的连接电缆相连接的激励线6-4、金属磁致伸缩超声波振子6-3，与此金属磁致伸缩超声波振子6-3相连接的钢质导波杆6-7，与此钢质导波杆6-7连接的铝合金防护罩6-2，与铝合金防护罩6-2连接的后盖6-1所组成。
[0030]将220伏工频电能通过功率放大电路的电源整形电路B、大功率高频电子开关电路C和耦合匹配输出电路D，在数字控制电路的高频晶振电路E、分频触发电路F、参数检测反馈电路G、电脑芯片控制电路H的调制下形成超音频功率电流，经电缆5输送给超声换能器头6的激励线圈6-4产生交变磁场，再经过金属磁致伸缩超声波振子6-3将电能转换成机械能(超声波能)，经由与金属磁致伸缩超声波振子6-3连接的高频钎焊连接层6-6和与高频钎焊连接层6-6连接的钢质导波杆6-7发射到被作用对象。
[0031]本实用新型以电脑芯片控制电路H为主、多单元集成电路模块为辅组成的数字控制电路，高频晶振电路E产生的高频振荡经分频触发电路F后形成的触发信号，在电脑芯片控制电路的指挥下对功率放大电路的高频电子开关电路C进行触发控制，实现了工作参数的自动检测、分析、反馈，谐振点的自动跟踪自动调节等一系列智能功能，产品的工作稳定、可靠性强，消除了前期产品谐振点漂移问题，超声波能量输出有了显著提高。
【主权项】
1.一种智能超声防除垢装置，包括主机超音频电源的控制箱和超声换能器头，所述主机超音频电源的控制箱由箱体和箱门组成，其特征在于:在所述的箱体内设有通过电缆与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和数字控制电路； 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高频电子开关电路，与此高频电子开关电路相连接的耦合匹配输出电路所组成，所述的耦合匹配输出电路与超声换能器头电缆连接； 所述的数字控制电路由电脑芯片控制电路，与电脑芯片控制电路相连接的参数检测反馈电路、分频触发电路，与此分频触发电路相连接的高频晶振电路所组成，所述的分频触发电路的输出端与高频功率电子开关电路相连接，所述的参数检测反馈电路入端与耦合匹配输出电路相连接。2.根据权利要求1所述的智能超声防除垢装置，其特征在于:在所述的箱门上设有工作电流表、工作电压表、液晶操作显示屏和电源开关。3.根据权利要求1所述的智能超声防除垢装置，其特征在于:所述的超声换能器头由与所述的连接电缆相连接的激励线圈、金属磁致伸缩超声波振子，与此金属磁致伸缩超声波振子相连接的钢质导波杆，与此钢质导波杆连接的铝合金防护罩，与铝合金防护罩连接的后盖所组成。4.根据权利要求1所述的智能超声防除垢装置，其特征在于:所述高频电子开关电路是由共阴极共阳极双路集成高频晶闸管组合成的大功率高频电子开关电路。5.根据权利要求1所述的智能超声防除垢装置，其特征在于:所述的电脑芯片控制电路采用ARM966EJ-S单片机。
【专利摘要】本实用新型涉及一种智能超声防除垢装置，一种智能超声防除垢装置，包括主机超音频电源的控制箱和超声换能器头，所述主机超音频电源的控制箱由箱体和箱门组成，其特征在于：在所述的箱体内设有通过电缆与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和数字控制电路。本实用新型的优点是：实现了智能超声防除垢装置工作参数的自动检测、分析、反馈，谐振点的自动跟踪自动调节等一系列智能功能。产品的工作稳定、可靠性强，消除了前期产品谐振点漂移问题，超声波能量输出有了显著提高。
【IPC分类】F28G7/00, F28G15/00
【公开号】CN205373506
【申请号】CN201620098223
【发明人】刘作齐, 杨任
【申请人】辽宁骏升科技有限公司
【公开日】2016年7月6日
【申请日】2016年2月1日