超声波清洗机的电路设计
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超声波清洗机的电路设计
机电09305 指导老师：刘骏
小组成员
组长：李成
秘书：周莎莉
组员：薛超
谢欢
小组成员分工
李成：项目策划，查找资料 周莎莉：制作项目报告 薛超： 制造PPT
谢欢：搜索资料
超声波清洗机概况
超声波清洗技术在20世纪50年代有了很大的发展，当时
使用的超声波工作频率在20~40KHZ之间。该范围内的超声
超声波清洗的原理
超声波的传播要依靠弹性介质。其传播时，使弹性介质中的 粒子振荡，并通过介质按超声波的传播方向传递能量，这种波可 分为纵向波和横向波。在固体内，两者都可以传送，而在气体和 液体内，只有纵向波可以传送。超声波能够引起质点振动，质点 振动的加速度与超声波能够引起质点振动，质点振动的加速度与 超声波频率的平方成正比。此外，超声振动在清洗液中引起质点
超声波发生装置应有反馈环节，主要提供二个方面的 反馈信号：第一个是提供输出功率信号，我们知道当发生 装置的供电电源（电压）发生变化时。发生装置的输出功 率也会发生变化，这时反映在换能器上就是机械振动忽大 忽小，导致清洗效果不稳定。因此需要稳定输出功率，通 过功率反馈信号相应调整功率放大器，使得功率放大稳定。 第二个是提供频率跟踪信号。当换能器工作在谐振频率点 时其效率最高，工作最稳定，而换能器的谐振频率点会由 于装配原因和工作老化后改变，当然这种改变的频率只是 漂移，变化不是很大，频率跟踪信号可以控制信号发生装 置，使信号发生装置的频率在一定范围内跟踪换能器的谐 振频率点。让发生装置工作在最佳状态。当然随着现代的 电子超声技术，特别是微处理器(uP)及信号处理器(DSP) 的发展，发生装置的功能越来越强大，但不管如何变化， 其核心功能应该是如上所述的内容，只是每部分在实现时 超声波技术不同而已。
超声波清洗器发生装置的制造 过程
模拟图
元件选择
• 为了制作超声波清洗机发生装置的电板，我们的第一 步必须要找到所有的元器件，在这期间，我们发现，它的 品种繁多，千差万别，很难找齐全，我们便通过各种元器 件的并联，串联以及各种三极管的替代来进行各项搭配， 最终使之完成，下面来介绍一下我们所用到的元器件，以 及各种元器件的组合。 • 需要元件：变压器（3个）；二极管：型号1N915（5 个）型号1N4003（1个）和2个发光二极管；电容：5个1uF， 2个1000uF，1个470uF，1个0.01F；2个NPN三极管；2个继 电器；2个光电耦合器；2个电感；电阻：4个10K欧姆，4 个0.33K欧姆，2个68K欧姆，2个3.3K欧姆。
很大的振动速度和加速度，亦使清洗件表面的污物受到频繁而激
烈的冲击。由上述超声清洗原理可知，凡是液体浸到空化产生的 地方都有清洗作用不受清洗件表面复杂形状的限制，如部件表面 的空穴、凹槽、狭缝和深孔、微孔都能得到清洗，而这些部件用 一般刷洗方法是不能清洗干净的。
超声波清洗机发生装置的设计
超声波清洗的主要设备 超声波清洗设备主要由发生装置、换能器和清洗槽三部分组成。发生 装置即电源，产生电磁振荡信号并提供能量；换能器即振板，是超声清 理的关键部分，它把发生装置产生的电磁振动转换成换能器本身的超声 振动，并传入清洗槽中产生空化作用，通常置于槽底部；清洗槽用来容 纳清洗液及待清洗的工件。
超声波清洗机的特点
1.面板设有输出强度条形装置，也有独特的频率和输出强度交替数字显示装 置可选配； 2.设有强度可调的扫频功能，以不断改变清洗槽中的声场分布，避免工件表 面的线状空化蚀刻纹路的产生，也使工件表面的污物迅速脱落，提高清洗效 果； 3.设有功率调节功能，采用先进的功率调节线路，实现超声功率无级平滑调 节，克服了通过调节频率来间接的调节功率这种传统方法所带来的诸多弊病； 4.具有防共震功能，克服了传统发生装置在工件表面易产生纹路而损坏工件， 也避免了因因空化而击穿槽体的缺点； 5.具有排斥污垢功能，使污垢迅速脱离工件浮Βιβλιοθήκη Baidu表面，适合于溢流循环方式 清洗。 6.具有过热保护功能，能够很好的保护发生装置不被损坏。
超声波清洗机发生装置的工作原 理
• 超声波发生装置，通常称为超声波发生源，超声 波电源。它的作用是把我们的市电（220V或380V，50 或60Hz）转换成与超声波换能器相匹配的高频交流电 信号。发生装置的原理是首先由信号发生装置来产生 一个特定频率的信号，这个信号可以是正弦信号，也 可以是脉冲信号，这个特定频率就是换能器的频率， 一般应用在超声波设备中的超声波频率为20KHz、 25KHz、28KHz、33KHz、40KHz、60KHz。
超声波清洗机发生装置电路图设 计
超声波清洗机发生装置电路图的分析
• 由图1可见，二极管D7，D8与二极管D9，D10是相互串联在一起的， 二极管的特点是单向导通，这里之所以串联在一起是因为防止内压过 高从而导致二极管击穿。而二极管D1和D3在电路中称为续流二极管， 两个续流二极管并联在线圈K1和K2的两端，线圈在通过电流时，会 在其两端产生感应电动势。当电流消失时，其感应电动势会对电路中 的原件产生反向电压。当反向电压高于原件的反向击穿电压时，会把 元器件造成损坏。续流二极管并联在线圈两端，当流过线圈中的电流 消失时，线圈产生的感应电动势通过二极管和线圈构成的回路做功而 消耗掉。丛而保护了电路中的其它原件的安全。电容C9与C6在电路 中起到了阻直流通交流的作用。电流通过这两个电容再流到变压器进 行变压。光电耦合器IC1和IC2在电路中起到了阻断信号源跟信号接收 方的电气连接的作用。电路图下部分都是起到滤波的作用。型号 KLB608称为桥堆，其实就是桥式整流器的组合。电解电容C1,C2， C3和电容C4都起到了滤波的作用，不同的是C1,C2，C3是对低频信 号进行滤波而C4是对中频信号进行滤波。技术资料-电子元件-电路图技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号
波被应用在数千种不同的工作场合之下，其中许多是别的 清洗手段不能很好发挥作用的场合。超声波可以对工件施 加非常巨大的能量，尤其适用于清除牢固地附着在基地上的污垢。 然而在某些情况下，超声波强大的能量也会损伤粘有污垢
而性质脆弱的基底材料。在过去的十几年中，超声波领域
中出现了一些技术革新，提高了清除敏感基底上的污物的 安全系数。目前这项技术已经得到了很快的普及。
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李成：项目策划，查找资料 周莎莉：制作项目报告 薛超： 制造PPT
谢欢：搜索资料
超声波清洗机概况
超声波清洗技术在20世纪50年代有了很大的发展，当时
使用的超声波工作频率在20~40KHZ之间。该范围内的超声
超声波清洗的原理
超声波的传播要依靠弹性介质。其传播时，使弹性介质中的 粒子振荡，并通过介质按超声波的传播方向传递能量，这种波可 分为纵向波和横向波。在固体内，两者都可以传送，而在气体和 液体内，只有纵向波可以传送。超声波能够引起质点振动，质点 振动的加速度与超声波能够引起质点振动，质点振动的加速度与 超声波频率的平方成正比。此外，超声振动在清洗液中引起质点
超声波发生装置应有反馈环节，主要提供二个方面的 反馈信号：第一个是提供输出功率信号，我们知道当发生 装置的供电电源（电压）发生变化时。发生装置的输出功 率也会发生变化，这时反映在换能器上就是机械振动忽大 忽小，导致清洗效果不稳定。因此需要稳定输出功率，通 过功率反馈信号相应调整功率放大器，使得功率放大稳定。 第二个是提供频率跟踪信号。当换能器工作在谐振频率点 时其效率最高，工作最稳定，而换能器的谐振频率点会由 于装配原因和工作老化后改变，当然这种改变的频率只是 漂移，变化不是很大，频率跟踪信号可以控制信号发生装 置，使信号发生装置的频率在一定范围内跟踪换能器的谐 振频率点。让发生装置工作在最佳状态。当然随着现代的 电子超声技术，特别是微处理器(uP)及信号处理器(DSP) 的发展，发生装置的功能越来越强大，但不管如何变化， 其核心功能应该是如上所述的内容，只是每部分在实现时 超声波技术不同而已。
超声波清洗器发生装置的制造 过程
模拟图
元件选择
• 为了制作超声波清洗机发生装置的电板，我们的第一 步必须要找到所有的元器件，在这期间，我们发现，它的 品种繁多，千差万别，很难找齐全，我们便通过各种元器 件的并联，串联以及各种三极管的替代来进行各项搭配， 最终使之完成，下面来介绍一下我们所用到的元器件，以 及各种元器件的组合。 • 需要元件：变压器（3个）；二极管：型号1N915（5 个）型号1N4003（1个）和2个发光二极管；电容：5个1uF， 2个1000uF，1个470uF，1个0.01F；2个NPN三极管；2个继 电器；2个光电耦合器；2个电感；电阻：4个10K欧姆，4 个0.33K欧姆，2个68K欧姆，2个3.3K欧姆。
很大的振动速度和加速度，亦使清洗件表面的污物受到频繁而激
烈的冲击。由上述超声清洗原理可知，凡是液体浸到空化产生的 地方都有清洗作用不受清洗件表面复杂形状的限制，如部件表面 的空穴、凹槽、狭缝和深孔、微孔都能得到清洗，而这些部件用 一般刷洗方法是不能清洗干净的。
超声波清洗机发生装置的设计
超声波清洗的主要设备 超声波清洗设备主要由发生装置、换能器和清洗槽三部分组成。发生 装置即电源，产生电磁振荡信号并提供能量；换能器即振板，是超声清 理的关键部分，它把发生装置产生的电磁振动转换成换能器本身的超声 振动，并传入清洗槽中产生空化作用，通常置于槽底部；清洗槽用来容 纳清洗液及待清洗的工件。
超声波清洗机的特点
1.面板设有输出强度条形装置，也有独特的频率和输出强度交替数字显示装 置可选配； 2.设有强度可调的扫频功能，以不断改变清洗槽中的声场分布，避免工件表 面的线状空化蚀刻纹路的产生，也使工件表面的污物迅速脱落，提高清洗效 果； 3.设有功率调节功能，采用先进的功率调节线路，实现超声功率无级平滑调 节，克服了通过调节频率来间接的调节功率这种传统方法所带来的诸多弊病； 4.具有防共震功能，克服了传统发生装置在工件表面易产生纹路而损坏工件， 也避免了因因空化而击穿槽体的缺点； 5.具有排斥污垢功能，使污垢迅速脱离工件浮Βιβλιοθήκη Baidu表面，适合于溢流循环方式 清洗。 6.具有过热保护功能，能够很好的保护发生装置不被损坏。
超声波清洗机发生装置的工作原 理
• 超声波发生装置，通常称为超声波发生源，超声 波电源。它的作用是把我们的市电（220V或380V，50 或60Hz）转换成与超声波换能器相匹配的高频交流电 信号。发生装置的原理是首先由信号发生装置来产生 一个特定频率的信号，这个信号可以是正弦信号，也 可以是脉冲信号，这个特定频率就是换能器的频率， 一般应用在超声波设备中的超声波频率为20KHz、 25KHz、28KHz、33KHz、40KHz、60KHz。
超声波清洗机发生装置电路图设 计
超声波清洗机发生装置电路图的分析
• 由图1可见，二极管D7，D8与二极管D9，D10是相互串联在一起的， 二极管的特点是单向导通，这里之所以串联在一起是因为防止内压过 高从而导致二极管击穿。而二极管D1和D3在电路中称为续流二极管， 两个续流二极管并联在线圈K1和K2的两端，线圈在通过电流时，会 在其两端产生感应电动势。当电流消失时，其感应电动势会对电路中 的原件产生反向电压。当反向电压高于原件的反向击穿电压时，会把 元器件造成损坏。续流二极管并联在线圈两端，当流过线圈中的电流 消失时，线圈产生的感应电动势通过二极管和线圈构成的回路做功而 消耗掉。丛而保护了电路中的其它原件的安全。电容C9与C6在电路 中起到了阻直流通交流的作用。电流通过这两个电容再流到变压器进 行变压。光电耦合器IC1和IC2在电路中起到了阻断信号源跟信号接收 方的电气连接的作用。电路图下部分都是起到滤波的作用。型号 KLB608称为桥堆，其实就是桥式整流器的组合。电解电容C1,C2， C3和电容C4都起到了滤波的作用，不同的是C1,C2，C3是对低频信 号进行滤波而C4是对中频信号进行滤波。技术资料-电子元件-电路图技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号
波被应用在数千种不同的工作场合之下，其中许多是别的 清洗手段不能很好发挥作用的场合。超声波可以对工件施 加非常巨大的能量，尤其适用于清除牢固地附着在基地上的污垢。 然而在某些情况下，超声波强大的能量也会损伤粘有污垢
而性质脆弱的基底材料。在过去的十几年中，超声波领域
中出现了一些技术革新，提高了清除敏感基底上的污物的 安全系数。目前这项技术已经得到了很快的普及。