CN2465824Y

CN2465824Y - 间歇式超声波清洗机

Info

Publication number: CN2465824Y
Application number: CN 00268933
Authority: CN
Inventors: 荣德新
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-12-30
Filing date: 2000-12-30
Publication date: 2001-12-19
Anticipated expiration: 2010-12-30

Abstract

一种间歇式超声波清洗机,其构成是高压电源电路连接功率放大电路,功率放大电路连接匹配网络和换能器电路;多谐振荡器电路连接脉宽调制控制电路,脉宽调制控制电路连接预放及脉冲隔离变压器电路,它们都由低电压电源电路供电;预放及脉冲隔离变压器电路又连接功率放大电路。本实用新型采用间隙式方波调制脉冲对带细孔的激光器件、油嘴、喷丝板等等难以洗净的工件非常适用,而换能器又不会因高功率密度被损坏。

Description

间歇式超声波清洗机

本实用新型涉及一种用功率超声清洗各种工业产品零部件的设备。

现有的超声波清洗技术，目前已相当普及，形式多样，就工作方式来分，大体有连续波清洗、半波清洗、全波清洗和扫频清洗。工作方式虽多，但它们的缺点是：对结构复杂又难以清洗的工件，往往需要选取较高的工作频率，换能器辐射面必须具有较高的功率密度；虽然可以将换能器前面加一段变辐杆以提高功率密度，但是在这种情况下，换能器非常容易因发热而损坏。对于一般的清洗机，功率密度取0.3-0.6瓦/厘米²，这种常规清洗致使大量的工件因在最后一道清洗工序洗不净而报废。

本实用新型目的就是提供一种具有高功率密度，能洗净难洗工件，而换能器又不会损坏的间歇式超声清洗机。

本实用新型的目的是采用下述技术方案来实现的。

本实用新型的整个电路均是现有技术的组合，是由高压电源电路、功率放大电路、匹配网络和换能器电路、低压电源电路、多谐振荡器电路、脉宽调制控制电路、预放及脉冲隔离变压器电路组成的。

高压电源电路与功率放大电路连接，功率放大电路又与匹配网络和换能器电路连接；低压电源电路与多谐振荡器电路、脉宽调制控制电路、预放及脉冲隔离变压器电路连接，多谐振荡器电路与脉冲调制控制电路连接，脉冲调制控制电路与预放及脉冲隔离变压器电路连接，预放及脉冲隔离变压器电路又与功率放大电路连接。

多谐振荡器电路中IC₁的脚3连接脉宽调制控制电路中IC₂的控制脚4，产生方波调制脉冲讯号。

本实用新型的优点是采用间歇式脉冲工作方式，清洗机换能器平均发热量小，不易损坏。亦即对不带变幅杆的常规清洗机换能器而言，可将原功率密度的0.3-0.6w/cm²提高到2w/cm²以上，而不致损坏，而对带变辐杆的清洗机换能器而言，其辐射面功率更可大大提高，而不致发热损坏。而高功率密度是清洗结构复杂的工件所必须的，尤其对难洗净的带有细孔的工件，例如，激光器件、油嘴、喷丝板及精密轴承等特别适用。细孔工件清洗时需选取较高工作频率，换能器发热厉害，更需要采取间歇式脉冲工作方式进行清洗。

以最简单的时间电路组成的多谐波振荡器直接连接到脉冲调制控制电路中IC2的控制脚4上，产生方波调制脉冲极其简单；而且对具体清洗工件，可方便地调节脉宽τ和脉冲周期T，能获得理想的清洗效果，并且能确保换能器不因过热而损坏。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

图1是本实用新型的整体电路示意图。

本实用新型如图1所示，是由现有的普通电路组合而成的。通常，超声波清洗机都是由超声波发生器和超声波换能器两部分组成。本实用新型也是由这两个部分组成。换能器Tr是一个独立的组件，其余部分组成另一个组件，称作超声波发生器。两个组件通过电缆连接。

将220V50HZ交流整流的高压电源电路(I)连接功率放大电路(II)，功率放大电路(II)连接匹配网络和换能器电路(III)；将220V50HZ交流降压整流的低压电源电路(IV)连接多谐振荡器电路(V)、脉宽调制控制电路(VI)、预放及脉冲隔离变压器电路(VII)，多谐振荡器电路(V)连接脉宽调制控制电路(VI)，脉宽调制控制电路(VI)连接预放及脉冲隔离变压器电路(VII)，预放及脉冲隔离变压器电路(VII)又连接功率放大电路(II)。

高压电源电路(I)：由于是将220V50HZ交流直接整流，因此要求后面连接的功率放大电路悬空不接地。

功率放大电路(II)；采用由场效应管FET或IGBT及电容C3、C4构成通用半桥式D类功率放大器。功率输出的讯号是方波调制开关脉冲讯号。

匹配网络和换能器电路(III)：其中输出变压器N_l的作用，一是将功率放大电路(II)与换能器Tr隔离；二是阻抗变换，调节其变压比，可调节输出功率。L的作用是和压电换能器Tr调谐，此外其滤波作用使功放电路(II)输出的脉冲开关波形加到换能器Tr上成了脉冲式正弦波。换能器Tr可以是带变辐杆的压电换能器，也可以是常规的超声清洗换能器。本实施例中的换能器Tr是由12只40KHZ的压电振子密封在300×180×100mm的不锈钢箱中做成的投入式换能器。其辐射面为300mm×180mm，辐射面积为540cm²。按一般的超声波清洗机所能承受的电功率仅在250-300W，功率密度约0.5w/cm²左右。而本实施例中所承受的脉冲功率为1.2kw，功度密度约2w/cm²。这么高的功率密度如果不采用间歇式脉冲工作方式，换能器必被损坏，这是功率超声界皆熟知的。

低压电源电路(IV)：作为供多谐振荡器电路(V)、脉宽调制控制电路(VI)和预放及脉冲隔离变压器电路(VII)直流电源用。

多谐振荡电路(V)：常用的时间电路IC₁即NE555，在脚3产生方波包络波形，通过调R₁、R₂、C₁很容易调节到所需脉冲宽度τ及脉冲周期T。本实施例中取R₁＝30kΩ，R₂＝20KΩ，C₁＝100μF，此时τ＝0.7×20×10³×100×10^-6＝1.4S；T＝1.4S＋0.7×(20×10³＋30×10³)×100×10^{- 6}＝4.9S。

脉宽调制控制电路(VI)：在开关电源中，常用的脉宽调制控制器IC₂即TL494或SG3525，其脚4处高电平时，停振；处低电平时，工作。脚4低电平时该电路产生两路带有一定死区时间的开关讯号，而这一开关讯号的振荡周期t是由脚5的时间电容C_t和脚6的时间电阻R_t来确定的。两路开关讯号经来自IC₁的脚3的控制讯号控制，产生了两路脉冲式开关讯号。

预放及脉冲隔离变压器电路(VII)：由TL494脉宽调制控制器产生的相位差180°并有一定死区时间的讯号，经场效应管IRF621预放后通过脉冲隔离变压器推动末级功放电路。两只脉冲隔离变压器不仅使两路讯号相互隔离，而且使激励讯号和功放电路相互隔离。

综上所述，一只辐射面积约为540cm²，在电功率300W激励下，无法对例如油嘴、喷丝板、带细孔的激光器件进行满意的清洗；而应用本实用新型的间歇脉冲清洗，可在脉冲功率1.2KW激励下，长期可靠工作，并获得了满意的清洗效果。

Claims

1.一种由高压电源电路、功放电路、匹配网络和换能器电路、低压电源电路、多谐振荡器电路、脉宽调制控制电路、预放及脉冲隔离变压器电路组成的间歇式超声波清洗机，其特征是：高压电源电路(I)与功率放大电路(II)连接，功率放大电路(II)与匹配网络和换能器电路(III)连接；低压电源电路(IV)与多谐振荡器电路(V)、脉宽调制控制电路(VI)、预放及脉冲隔离变压器电路(VII)连接，多谐振荡器电路(V)与脉宽调制控制电路(VI)连接，脉宽调制控制电路(VI)与预放及脉冲隔离变压器电路(VII)连接，预放及脉冲隔离变压器电路(VII)又与功率放大电路(II)连接；

多谐振荡器电路(V)中IC₁的脚3连接脉宽调制控制电路中IC₂的控制脚4，产生方波调制脉冲讯号。