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 一、什么是超聲波發(fā)生器?

超聲波發(fā)生器，是一種將市電轉(zhuǎn)換成換能器相應(yīng)的高頻交流電驅(qū)動換能器工作的設(shè)備，是大功率超聲系統(tǒng)的重要組成部分，也可稱為電子箱、超聲驅(qū)動電源、超聲控制器。雖然超聲波發(fā)生器也可以稱為超聲波驅(qū)動電源，但實(shí)際上超聲波發(fā)生器只是超聲波驅(qū)動電源的一部分。超聲波電源根據(jù)激勵方式的不同分為自激式和它激式，而超聲波發(fā)生器指的就是它激式超聲波電源，由于它激式振蕩電路的輸出功率比自激式高10%以上，目前大多采用超聲波發(fā)生器作為驅(qū)動電源。超聲波發(fā)生器是應(yīng)用聲學(xué)原理將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的設(shè)備，它包括換能器、激勵器、信號發(fā)生和換能器控制電路等部分。

二、超聲波發(fā)生器原理

首先信號發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)特定頻率的信號，可以是正弦信號，也可以是脈沖信號，這個(gè)信號的頻率通過超聲波發(fā)生器達(dá)到某個(gè)值，該特定頻率是換能器的頻率。一般超聲設(shè)備使用的超聲頻率有20KHz、28KHz、40KHz、60KHz。

功率放大器可以有多種形式，如電子管A類放大器。甲乙類放大器。晶體管甲類或乙類放大器(均為模擬):晶體管開關(guān)放大器等，功率一般在50W-3000 w之間。

信號發(fā)生器產(chǎn)生的頻率信號經(jīng)過功率放大器后需要阻抗匹配，使輸出阻抗與換能器一致，驅(qū)動換能器將電信號轉(zhuǎn)化為機(jī)械振動。

一個(gè)比較完善的超聲波發(fā)生器還應(yīng)該有一個(gè)反饋環(huán)節(jié)，主要提供的反饋信號:是提供輸出功率信號，我們知道當(dāng)發(fā)電機(jī)的電源(電壓)發(fā)生變化時(shí)，發(fā)電機(jī)的輸出功率也會改變。此時(shí)反映在換能器上就是機(jī)械振動波動大，導(dǎo)致清洗效果不穩(wěn)定。因此，需要穩(wěn)定輸出功率，并通過功率反饋信號相應(yīng)調(diào)整功率放大器，使功率放大穩(wěn)定。

當(dāng)輸入的交流電壓達(dá)到一定值時(shí)，電感L1產(chǎn)生自感電動勢，其大小正比于外加直流電壓，與外加直流電壓成正比，即U=U0/I，此時(shí)電容器C2充電，由于C2內(nèi)阻較大，故充電電流不大，而輸出端則因受到交變電壓的作用，使容抗減小，因而對外界呈現(xiàn)了很大的阻力作用，阻礙了外界高頻能量的進(jìn)入，從而使負(fù)載得到能量補(bǔ)充。

1. 當(dāng)電源停止后，由于電感L1、電容 C 2及電阻 R 上的壓降，使得輸出端的電壓逐漸下降到零伏，同時(shí)，由于在輸入端加有直流電壓 U0，致使外電路中的高頻功率通過R 上的壓降傳遞給 L 1 和 C 2 ，從而形成回路。因此，在回路中有電流流過，并且，該電流與外加直流電壓的頻率相同。

2. 當(dāng)輸入的聲信號通過換能器轉(zhuǎn)換成電信號時(shí).在電路中產(chǎn)生電壓降并經(jīng)過功率放大器放大后驅(qū)動開關(guān)電路；控制繼電器動作；從而實(shí)現(xiàn)對負(fù)載的控制。

3. 當(dāng)輸入的交流電壓或電流通過換能器的激勵線圈時(shí)，使振動子振動而產(chǎn)生交變電場。由于振子的固有頻率等于其共振頻率f0=lcsinφ，因此產(chǎn)生的交變電場與振子的固有振蕩磁場相互作用而激發(fā)新的振蕩回路。這個(gè)新形成的振蕩磁場與原有的交變電場疊加在一起就形成了高頻振蕩電流（即激磁電流）；它推動著振子沿軸線方向做機(jī)械運(yùn)動，從而使被測物體以很高的加速度沿著直線傳播出去。

超聲波發(fā)生器，通常稱為超聲波電箱、超聲波發(fā)生源、超聲波電源。它的作用是把我們的市電(220V或380V，50或60Hz)轉(zhuǎn)換成與超聲波換能器相匹配的高頻交流電信號。從放大電路形式，可以采用線性放大電路和開關(guān)電源電路，大功率超聲波電源從轉(zhuǎn)換效率方面考慮一般采用開關(guān)電源的電路形式。線性電源也有它特有的應(yīng)用范圍，它的優(yōu)點(diǎn)是可以不嚴(yán)格要求電路匹配，允許工作頻率連續(xù)快速變化。

目前大功率超聲波裝置主要用于熱塑性塑料的焊接，工業(yè)清洗，但在食品紡織行業(yè)、石油工業(yè)、水處理、化學(xué)工業(yè)、污水污泥處理、金屬焊接與鉆孔、輕化工業(yè)、防垢等方面也有很廣闊的應(yīng)用前景。

超聲波發(fā)生器的結(jié)構(gòu)：

由機(jī)殼、超聲頭（換能器）以及相應(yīng)的電子線路組成。機(jī)殼為鐵板焊接結(jié)構(gòu)，外殼上設(shè)有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，以便空氣對流。超聲頭采用鋁制，具有體積小，重量輕，易于制造，工作可靠，使用方便等特點(diǎn)，通常制成球面或柱面形狀以改善聲波的反射。

超聲波的發(fā)生：

為了獲得良好的發(fā)射效果，選擇合適的頻率。目前，常用的頻率為15kHz、20kHz 、25khz 、30kHz ，50KHz ，70 K HZ ，K HZ ，