专利名称：他激式扫频超声波发生器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种超声波发生器，尤其是他激式超声波发生器。
背景技术：
超声波清洗的基本原理是以高频(超声频)机械振动作用于液体中，在液体中产 生数以百万计的微小真空泡，这些真空泡在声压作用下大量急速产生，并不断猛烈爆炸，产 生强大的冲击压力和负压吸力，使物体表面的污物剥离，而对物体本身无损伤。超声波清洗 对几何形状比较复杂或带有各种小孔及盲孔的部位效果更为明显。现有的超声波发生器结构和工作原理为一个与220V市电连接的整流及滤波电 路，它向桥式功率放大逆变电路输出直流电；振荡及驱动电路则向桥式功率放大逆变电路 中的功率开关管输出控制信号；桥式功率放大逆变电路经输出匹配电路连接到换能器，从 而由换能器将电磁能量转换为超声波。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种他激式扫频超声波发生器，采用PWM控制能够显 著的提高功率输出及转换效率。本实用新型是这样实现的一种他激式扫频超声波发生器，包括依次连接的整流 电路、滤波电路、逆变器、功率开关以及换能器，其特征在于，还包括一个与换能器相连的 放大电路，其将电压放大后传送给比较器；比较器另一个输入端同时与给定电路相连，比较器输出端连接一运算放大器；运算放大器输出信号给PWM(脉宽调制)控制器，PWM控制器另一输入端连接频率 调节，PWM控制器控制电压，并通过驱动器驱动功率开关。本实用新型他激式扫频超声波发生器的原理是电源提供给控制回路，控制回路 输出脉冲开关信号，推动功率放大电路，放大后的开关信号经升压并与LC电路匹配，输出 正弦波并驱动超音波换能器，让换能器工作在谐振状态，输出较强的超音波机械振动波。换能器，又称振动子，是由压电陶瓷的压电效应实现电能与机械能(声波振动)的 相互转换，并通过声阻抗匹配的前后辐射盖块进行放大的器件。超音波清洗换能器一般采 用喇叭型复合阵子结构(属兰杰文振子结构)，它由前、后金属盖板、压电陶瓷晶片、预应力 螺杆、电极片、和绝缘套管组成。施加合适的预应力，换能器在大功率、高振幅的条件下具有 良好的机电转换效率。本实用新型他激式扫频超声波发生器与固定频率超声波发生器相比，固定频率超 声效率仅为5% 25%，以致于用于清洗不得不求助于外部加热方法。而本实用新型他激 式扫频超声波发生器超声振子效果达85%，对被清洗对象基本上没有盲区，音波传递方向 的峰谷交替明显减弱，达到均勻清洗的目的。本实用新型与自激式超声波发生器相比，自激式超声波发生器不能及时跟踪到谐 振频率，从而使得整个超声波发生器的工作频率极不稳定。而本实用新型利用PWM控制器，使换能器始终工作在谐振状态，输出较强的超音波机械振动波。以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步说明。
图1为本实用新型他激式扫频超声波发生器原理示意图；图2为本实用新型他激式扫频超声波发生器换能器两端的波形示意图；图中1整流电路，2滤波电路，3功率开关，4逆变器，5换能器，6给定电路，7放大 电路，8比较器，9运算放大器，10频率调节，IlPWM控制器，12驱动器。
具体实施方式
参见图1，图2。一种他激式扫频超声波发生器，包括依次连接的整流电路1、滤波 电路2、逆变器4、功率开关3以及换能器5，还包括一个与换能器5相连的放大电路7，其将 电压放大后传送给比较器8比较器8另一个输入端同时与给定电路6相连，比较器8输出端连接一运算放大 器9。运算放大器9输出信号给PWM控制器11 (本实施例采用单片机)，PWM控制器11另一 输入端连接频率调节10，PWM控制器11控制电压，并通过驱动器12 (本实施例采用IGBT) 驱动功率开关3。本实用新型他激式扫频超声波发生器工作时，220V的市电经过整流电路1变为直 流电，再经过滤波电路2输入功率开关3，再通过逆变器4转换为交流电，然后形成一个LC 震荡电路驱动换能器5，换能器5的电压反馈经过放大电路7传送给比较器8，经过与给定 电路6的比较，信号再经运算放大器9传送到PWM控制器11，同时外部的频率调节10也输 入PWM控制器11，PWM控制器11运算后，通过驱动器12驱动功率开关3。整个电路形成一 个闭环控制电路，保证了换能器始终工作在谐振状态，输出较强的超音波机械振动波，显著 的提高功率输出及转换效率。
权利要求一种他激式扫频超声波发生器，包括依次连接的整流电路、滤波电路、逆变器、功率开关以及换能器，其特征在于，还包括一个与换能器相连的放大电路，其将电压放大后传送给比较器；比较器另一个输入端同时与给定电路相连，比较器输出端连接一运算放大器；运算放大器输出信号给PWM控制器，PWM控制器另一输入端连接频率调节，PWM控制器控制电压，并通过驱动器驱动功率开关。
专利摘要本实用新型涉及一种超声波发生器，尤其是他激式超声波发生器。一种他激式扫频超声波发生器，包括依次连接的整流电路、滤波电路、逆变器、功率开关以及换能器，还包括一个与换能器相连的放大电路，其将电压放大后传送给比较器；比较器另一个输入端同时与给定电路相连，比较器输出端连接一运算放大器；运算放大器输出信号给PWM控制器，PWM控制器另一输入端连接频率调节，PWM控制器控制电压，并通过驱动器驱动功率开关。本实用新型采用PWM控制，能够显著的提高功率输出及转换效率。
文档编号B06B1/02GK201644359SQ20102019235
公开日2010年11月24日 申请日期2010年5月13日 优先权日2010年5月13日
发明者何忠义 申请人:上海毅霖环保科技有限公司