拓展基本資料:超聲操作過(guò)程中,振動(dòng)系統(tǒng)的溫度、剛度、靜載荷、加工面積、工具損壞等諸多因素的改變,促使系統(tǒng)的固有頻率發(fā)生漂移,這就需要超聲發(fā)生器具備頻率自動(dòng)跟蹤作用,與此同時(shí)為確保加工質(zhì)量和保護(hù)超聲系統(tǒng),規(guī)定發(fā)生器具備按照負(fù)載調(diào)整輸出功率的作用。在工業(yè)化生產(chǎn)中超聲波換能器操作過(guò)程中即便頻率跟蹤優(yōu)良,超聲波發(fā)生器供入交流電壓的改變、超聲波從空載到負(fù)載從幾十瓦到幾千瓦在幾毫秒內(nèi)瞬間轉(zhuǎn)變,促使超聲波換能器的振幅和功率繼而更改換能器無(wú)法達(dá)到高效率運(yùn)行狀態(tài),促使超聲波加工得出來(lái)的產(chǎn)品不同步,針對(duì)超聲波設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)的難題。超聲波發(fā)生器的重量通常根據(jù)不同型號(hào)而有所不同。哪里有超聲波發(fā)生器生產(chǎn)過(guò)程
比較完善的超聲波發(fā)生器還應(yīng)有反饋緩解,主要提供二個(gè)方面的反饋信號(hào):***個(gè)是提供輸出功率信號(hào),我們知道當(dāng)發(fā)生器的供電電源(電壓)發(fā)生變化時(shí)。發(fā)生器的輸出功率也會(huì)發(fā)生變化,這時(shí)反映在換能器上就是機(jī)械振動(dòng)忽大忽小,導(dǎo)致清洗效果不穩(wěn)定。因此需要穩(wěn)定輸出功率,通過(guò)功率反饋信號(hào)響應(yīng)調(diào)整功率放大器,使得功率放大穩(wěn)定。第二個(gè)是提供頻率跟蹤信號(hào)。當(dāng)換能器工作在諧振頻率點(diǎn)時(shí)其效率比較高,工作**穩(wěn)定,而換能器的諧振頻率點(diǎn)會(huì)魷魚(yú)裝配原因和工作老化后改變,當(dāng)然這種改變的頻率只是漂移,變化不是很大,頻率跟蹤信號(hào)可以控制信號(hào)發(fā)生器,使信號(hào)發(fā)生器的頻率在一定范圍內(nèi)跟蹤換能器的諧振頻率點(diǎn)。讓發(fā)生器工作在比較好狀態(tài)。當(dāng)然隨著現(xiàn)代的電子超聲技術(shù),特別是微處理器(uP)及信號(hào)處理器(DSP)的發(fā)展,發(fā)生器的功能越來(lái)越強(qiáng)大,但不管如何變化,其**功能應(yīng)該是如上所述的內(nèi)容,只是每部分在實(shí)現(xiàn)超聲波技術(shù)不同而已。江蘇質(zhì)量超聲波發(fā)生器費(fèi)用超聲波發(fā)生器的輸出波形通常為正弦波或方波。
超聲波發(fā)生器的原理:首先由信號(hào)發(fā)生器來(lái)產(chǎn)生一個(gè)特定頻率的信號(hào),這個(gè)信號(hào)可以是正弦信號(hào),也可以是脈沖信號(hào),通過(guò)超聲波發(fā)生器把這個(gè)信號(hào)頻率達(dá)到一定值。這個(gè)特定頻率就是換能器的頻率,一般在超聲波設(shè)備中使用到的超聲波頻率為20KHz、28KHz,40KHz,60KHz。功率放大器可有多種形式,如電子管甲類(lèi)放大器。甲乙類(lèi)放大器。晶體管甲類(lèi)或乙類(lèi)放大器(均屬于模擬式):晶體管開(kāi)關(guān)式放大器等,功率一般從50W到3000W不等,由信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的頻率信號(hào)經(jīng)過(guò)功率放大器后需經(jīng)過(guò)阻抗匹配,使得輸出的阻抗與換能器相符,推動(dòng)換能器將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)。比較完善的超聲波發(fā)生器還應(yīng)有反饋環(huán)節(jié),主要提供二個(gè)方面的反饋信號(hào):***個(gè)是提供輸出功率信號(hào),我們知道當(dāng)發(fā)生器的供電電源(電壓)發(fā)生變化時(shí).發(fā)生器的輸出功率也會(huì)發(fā)生變化,這時(shí)反映在換能器上就是機(jī)械振動(dòng)忽大忽小,導(dǎo)致清洗效果不穩(wěn)定。因此需要穩(wěn)定輸出功率,通過(guò)功率反饋信號(hào)相應(yīng)調(diào)整功率放大器,使得功率放大穩(wěn)定。
橋式功率放大器開(kāi)關(guān)模式功率放大器除了上面講到的串聯(lián),并聯(lián)式開(kāi)關(guān)放大器外,還有橋式功率放大器,下面我們分析這種電路。橋式功率放大器可分成半橋功率放大和全橋功率放大兩種形式。半橋式的原理圖如圖1.42所示R1,R2為橋平衡電阻;C1、C2為橋臂電容,R3,R4,C3、C4為橋開(kāi)關(guān)管吸收電路元件,其值可通過(guò)實(shí)驗(yàn)調(diào)整。橋與負(fù)載兩者,通過(guò)變壓器B連接。工作原理如下;當(dāng)t1時(shí)刻,U1電平觸發(fā)BG1導(dǎo)通,i1通過(guò)BG1至變壓器初級(jí)1、2向電容C2充電,同時(shí)C1上的電荷向BG1和變壓器B1初級(jí)放電。從而在輸出變壓器B1次級(jí)感應(yīng)一個(gè)正半周脈沖電壓;當(dāng)在t2時(shí)刻.BG2,被觸發(fā)導(dǎo)通,i2通過(guò)電容c1,變壓器初級(jí)2,1向BG2充電,而C2的電荷也經(jīng)由變壓器初級(jí)2,1向BG2放電。在變壓器次級(jí)感應(yīng)一個(gè)負(fù)半周脈沖電壓,從而完成一個(gè)工作頻率的周期波形。橋式開(kāi)關(guān)功率放大器其設(shè)計(jì)原理同串聯(lián)電壓開(kāi)關(guān)放大器,它主要適合在大功率的超聲源中。反之,如果兩極間未外加電壓,當(dāng)共振板接收到超聲波時(shí),將壓迫壓電晶片振動(dòng)。
(1)閉態(tài)飽和損耗由(1.101)式可知.晶體管飽和壓降愈大則效率越低。理論和實(shí)驗(yàn)可以說(shuō)明,隨著頻率的升高和功率加大,飽和壓降將迅速增大,為了減小飽和損耗,必須選用fT高的晶體管。一般來(lái)說(shuō),對(duì)小功率管(<10W),f≥0.1fT,對(duì)于大功率管(>10W) f ≥0.01fT時(shí)才需考慮飽和壓降的影響。因?yàn)檫@時(shí)飽和壓降隨頻率急劇增大,在大功率時(shí)由于電流的增加飽和壓降也**上升,因此D類(lèi)放大器的效率在這些頻率和電流下將急劇下降。(2)開(kāi)關(guān)過(guò)程引起的過(guò)渡損耗。過(guò)渡損耗是由過(guò)渡瞬變過(guò)程的時(shí)間來(lái)確定,它取決于晶體管電流或電壓的上升和下降時(shí)間及基極和集電極的電荷存儲(chǔ)效應(yīng)。在晶體管電流或電壓上升和下降時(shí)間內(nèi),晶體管處于有源狀態(tài),要消耗一定功率。此外接通延遲時(shí)間td(由晶體管基極電容和其他電路電容的充電時(shí)間決定)和晶體管開(kāi)關(guān)從飽和進(jìn)入有源狀態(tài)時(shí),從基區(qū)和集電極抽出過(guò)量電荷的存儲(chǔ)時(shí)間ts也要增大過(guò)渡損耗。延遲時(shí)間td和存儲(chǔ)時(shí)間ts,不僅延長(zhǎng)晶體管的開(kāi)關(guān)過(guò)渡過(guò)程,而且要產(chǎn)生電流和電壓瞬變,會(huì)使晶體管由于二次擊穿或雪崩效應(yīng)而損壞。從放大電路形式,可以采用線(xiàn)性放大電路和開(kāi)關(guān)電源電路。浙江哪里有超聲波發(fā)生器哪家強(qiáng)
總體上講,超聲波發(fā)生器可以分為兩大類(lèi):一類(lèi)是用電氣方式產(chǎn)生超聲波,一類(lèi)是用機(jī)械方式產(chǎn)生超聲波。哪里有超聲波發(fā)生器生產(chǎn)過(guò)程
經(jīng)過(guò)LC串聯(lián)諧振回路選頻濾波后.在負(fù)載電阻Rl.上就可得到頻率為fo的正弦波電壓ul,完成其放大功能。由于兩管輪流導(dǎo)通處于開(kāi)關(guān)工作狀態(tài),up為矩形波,故稱(chēng)為電壓開(kāi)關(guān)型,且輸出的比較低諧波是三次,所以輸出波形較好。根據(jù)周期性對(duì)稱(chēng)方波諧波表示式:式中Upm是方波振幅,ωo是基波角頻率,在D類(lèi)開(kāi)關(guān)電路中當(dāng)LC回路諧振于fo時(shí),在RL上的基波電壓幅度為所以RL上的有效值電壓為放大器的輸出功率:又因這里IA為基波電流的有效值,其峰值為所以流過(guò)晶體管的直流分量ICO為電源輸入功率為:放大器的效率η為:可見(jiàn),當(dāng)晶體管的飽和壓降vcS愈小,則放大器的效率愈高,若VCS→0則η→100%。以上是在 電感、電容、晶體管都不計(jì)損耗的理想情況下得到的結(jié)果,實(shí)際上是有損耗的。其損耗主要存在著兩類(lèi),在高頻運(yùn)用時(shí),其晶體管內(nèi)部損耗更不容忽視的。哪里有超聲波發(fā)生器生產(chǎn)過(guò)程