超聲波清洗機(jī)的電路設(shè)計(jì)課件

超聲波清洗機(jī)的電路設(shè)計(jì)

機(jī)電09305指導(dǎo)老師：劉駿超聲波清洗機(jī)的電路設(shè)計(jì)機(jī)電093051小組成員

組長：李成

秘書：周莎莉組員：薛超謝歡小組成員組長：李成2小組成員分工李成：項(xiàng)目策劃，查找資料周莎莉：制作項(xiàng)目報(bào)告薛超：制造PPT謝歡：搜索資料小組成員分工李成：項(xiàng)目策劃，查找資料3超聲波清洗機(jī)概況

超聲波清洗技術(shù)在20世紀(jì)50年代有了很大的發(fā)展，當(dāng)時(shí)使用的超聲波工作頻率在20~40KHZ之間。該范圍內(nèi)的超聲波被應(yīng)用在數(shù)千種不同的工作場合之下，其中許多是別的清洗手段不能很好發(fā)揮作用的場合。超聲波可以對工件施加非常巨大的能量，尤其適用于清除牢固地附著在基地上的污垢。然而在某些情況下，超聲波強(qiáng)大的能量也會(huì)損傷粘有污垢而性質(zhì)脆弱的基底材料。在過去的十幾年中，超聲波領(lǐng)域中出現(xiàn)了一些技術(shù)革新，提高了清除敏感基底上的污物的安全系數(shù)。目前這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)得到了很快的普及。超聲波清洗機(jī)概況超聲波清洗技術(shù)在20世紀(jì)50年代有了很4

超聲波清洗的原理

超聲波的傳播要依靠彈性介質(zhì)。其傳播時(shí)，使彈性介質(zhì)中的粒子振蕩，并通過介質(zhì)按超聲波的傳播方向傳遞能量，這種波可分為縱向波和橫向波。在固體內(nèi)，兩者都可以傳送，而在氣體和液體內(nèi)，只有縱向波可以傳送。超聲波能夠引起質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的加速度與超聲波能夠引起質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的加速度與超聲波頻率的平方成正比。此外，超聲振動(dòng)在清洗液中引起質(zhì)點(diǎn)很大的振動(dòng)速度和加速度，亦使清洗件表面的污物受到頻繁而激烈的沖擊。由上述超聲清洗原理可知，凡是液體浸到空化產(chǎn)生的地方都有清洗作用不受清洗件表面復(fù)雜形狀的限制，如部件表面的空穴、凹槽、狹縫和深孔、微孔都能得到清洗，而這些部件用一般刷洗方法是不能清洗干凈的。超聲波清洗的原理超聲波的傳播要依靠5超聲波清洗機(jī)發(fā)生裝置的設(shè)計(jì)

超聲波清洗的主要設(shè)備超聲波清洗設(shè)備主要由發(fā)生裝置、換能器和清洗槽三部分組成。發(fā)生裝置即電源，產(chǎn)生電磁振蕩信號(hào)并提供能量；換能器即振板，是超聲清理的關(guān)鍵部分，它把發(fā)生裝置產(chǎn)生的電磁振動(dòng)轉(zhuǎn)換成換能器本身的超聲振動(dòng)，并傳入清洗槽中產(chǎn)生空化作用，通常置于槽底部；清洗槽用來容納清洗液及待清洗的工件。超聲波清洗機(jī)發(fā)生裝置的設(shè)計(jì)超聲波清洗的主要設(shè)備6超聲波清洗機(jī)發(fā)生裝置電路圖設(shè)計(jì)

超聲波清洗機(jī)發(fā)生裝置電路圖設(shè)計(jì)

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超聲波清洗機(jī)發(fā)生裝置電路圖的分析

由圖1可見，二極管D7，D8與二極管D9，D10是相互串聯(lián)在一起的，二極管的特點(diǎn)是單向?qū)?，這里之所以串聯(lián)在一起是因?yàn)榉乐箖?nèi)壓過高從而導(dǎo)致二極管擊穿。而二極管D1和D3在電路中稱為續(xù)流二極管，兩個(gè)續(xù)流二極管并聯(lián)在線圈K1和K2的兩端，線圈在通過電流時(shí)，會(huì)在其兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。當(dāng)電流消失時(shí)，其感應(yīng)電動(dòng)勢會(huì)對電路中的原件產(chǎn)生反向電壓。當(dāng)反向電壓高于原件的反向擊穿電壓時(shí)，會(huì)把元器件造成損壞。續(xù)流二極管并聯(lián)在線圈兩端，當(dāng)流過線圈中的電流消失時(shí)，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢通過二極管和線圈構(gòu)成的回路做功而消耗掉。叢而保護(hù)了電路中的其它原件的安全。電容C9與C6在電路中起到了阻直流通交流的作用。電流通過這兩個(gè)電容再流到變壓器進(jìn)行變壓。光電耦合器IC1和IC2在電路中起到了阻斷信號(hào)源跟信號(hào)接收方的電氣連接的作用。電路圖下部分都是起到濾波的作用。型號(hào)KLB608稱為橋堆，其實(shí)就是橋式整流器的組合。電解電容C1,C2，C3和電容C4都起到了濾波的作用，不同的是C1,C2，C3是對低頻信號(hào)進(jìn)行濾波而C4是對中頻信號(hào)進(jìn)行濾波。技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)超聲波清洗機(jī)發(fā)生裝置電路圖的分析

由圖1可見，二極管D78超聲波清洗機(jī)的特點(diǎn)

1.面板設(shè)有輸出強(qiáng)度條形裝置，也有獨(dú)特的頻率和輸出強(qiáng)度交替數(shù)字顯示裝置可選配；

2.設(shè)有強(qiáng)度可調(diào)的掃頻功能，以不斷改變清洗槽中的聲場分布，避免工件表面的線狀空化蝕刻紋路的產(chǎn)生，也使工件表面的污物迅速脫落，提高清洗效果；

3.設(shè)有功率調(diào)節(jié)功能，采用先進(jìn)的功率調(diào)節(jié)線路，實(shí)現(xiàn)超聲功率無級(jí)平滑調(diào)節(jié)，克服了通過調(diào)節(jié)頻率來間接的調(diào)節(jié)功率這種傳統(tǒng)方法所帶來的諸多弊??；

4.具有防共震功能，克服了傳統(tǒng)發(fā)生裝置在工件表面易產(chǎn)生紋路而損壞工件，也避免了因因空化而擊穿槽體的缺點(diǎn)；

5.具有排斥污垢功能，使污垢迅速脫離工件浮于表面，適合于溢流循環(huán)方式清洗。

6.具有過熱保護(hù)功能，能夠很好的保護(hù)發(fā)生裝置不被損壞。超聲波清洗機(jī)的特點(diǎn)1.面板設(shè)有輸出強(qiáng)度條形裝置9超聲波清洗機(jī)發(fā)生裝置的工作原理超聲波發(fā)生裝置，通常稱為超聲波發(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(hào)。發(fā)生裝置的原理是首先由信號(hào)發(fā)生裝置來產(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)，這個(gè)特定頻率就是換能器的頻率，一般應(yīng)用在超聲波設(shè)備中的超聲波頻率為20KHz、25KHz、28KHz、33KHz、40KHz、60KHz。超聲波清洗機(jī)發(fā)生裝置的工作原理超聲波發(fā)生裝置，通常稱10

超聲波發(fā)生裝置應(yīng)有反饋環(huán)節(jié)，主要提供二個(gè)方面的反饋信號(hào)：第一個(gè)是提供輸出功率信號(hào)，我們知道當(dāng)發(fā)生裝置的供電電源（電壓）發(fā)生變化時(shí)。發(fā)生裝置的輸出功率也會(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。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)其效率最高，工作最穩(wěn)定，而換能器的諧振頻率點(diǎn)會(huì)由于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)生裝置，使信號(hào)發(fā)生裝置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)生裝置工作在最佳狀態(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)生裝置的功能越來越強(qiáng)大，但不管如何變化，其核心功能應(yīng)該是如上所述的內(nèi)容，只是每部分在實(shí)現(xiàn)時(shí)超聲波技術(shù)不同而已。

超聲波發(fā)生裝置應(yīng)有反饋環(huán)節(jié)，主要提供二個(gè)11超聲波清洗器發(fā)生裝置的制造過程模擬圖超聲波清洗器發(fā)生裝置的制造過程模擬圖12元件選擇為了制作超聲波清洗機(jī)發(fā)生裝置的電板，我們的第一步必須要找到所有的元器件，在這期間，我們發(fā)現(xiàn)，它的品種繁多，千差萬別，很難找齊全，我們便通過各種元器件的并聯(lián)，串聯(lián)以及各種三極管的替代來進(jìn)行各項(xiàng)搭配，最終使之完成，下面來介紹一下我們所用到的元器件，以及各種元器件的組合。需要元件：變壓器（3個(gè)）；二極管：型號(hào)1N915（5個(gè)）型號(hào)1N4003（1個(gè)）和2個(gè)發(fā)光二極管；電容：5個(gè)1uF，2個(gè)1000uF，1個(gè)470uF，1個(gè)0.01F；2個(gè)NPN三極管；2個(gè)繼電器；2個(gè)光電耦合器；2個(gè)電感；電阻：4個(gè)10K歐姆，4個(gè)0.33K歐姆，2個(gè)68K歐姆，2個(gè)3.3K歐姆。元件選擇為了制作超聲波清洗機(jī)發(fā)生裝置的電板，我13電路焊接注意事項(xiàng)：送錫：在送錫的過程中，我們要了解不能將錫送成一條直線，而是一個(gè)點(diǎn)一個(gè)點(diǎn)，這樣做的優(yōu)點(diǎn)在于，一方面不易使錫將插點(diǎn)給封閉住，另一方面，也可以減少錫的浪費(fèi)。飛線：這是極其困難與重要的一部分，我們得照顧以下四個(gè)方面。第一：我們得自己事先將原來的圖重新規(guī)劃，不僅要盡量縮減版面，還要盡量使線與線之間的距離保持短，而且要保證他們不交叉，如果實(shí)在要交叉也需要事先做好解決方案，因?yàn)檫@一旦開始焊接，如果出錯(cuò)，那么則前功盡棄，模擬板也沒有用了。第二：我們在遇到線與線交叉的時(shí)候，要注意是不是可以交叉，可以的話直接過去，不可以的話需要加一個(gè)絕緣體，也就是飛線上的一層塑料皮。第三：我們在送錫的過程中應(yīng)當(dāng)給外小心，因?yàn)楦窬中?，所以送錫量不能大，一大的話也許就會(huì)與其他元件相連接。第四：我們要注意各個(gè)元器件的正負(fù)級(jí)，一旦出錯(cuò)，后果嚴(yán)重。電路焊接注意事項(xiàng)：14超聲波清洗的優(yōu)勢

清洗效果好

運(yùn)用于工業(yè)清洗的清洗方式一般為人工清洗,有機(jī)溶劑清洗，蒸汽氣相清洗，高壓水射流和超聲波清洗機(jī)。超聲波清洗被國際公認(rèn)為是當(dāng)前效率最高，效果最好的清洗方式，其清洗率達(dá)到了98%以上，清洗清潔度也到達(dá)了最高級(jí)別。而傳統(tǒng)的人工清洗和有機(jī)溶劑清洗的清洗效率僅僅為60%~70%，即使是氣相清洗和高壓水射流清洗的清洗效率也低于90%。不論工件形狀多復(fù)雜，將其放入清洗液內(nèi)，只要是能接觸到液體的地方，超聲波的清洗作用都能達(dá)到。尤其是對于形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，人工及其它清洗方式不能完全有效的進(jìn)行清洗的工件，具有顯著的效果。清洗時(shí)液體內(nèi)產(chǎn)生的氣泡非常均勻，工件的清洗效果也非常理想。超聲波清洗機(jī)可根據(jù)溶劑的不同達(dá)到不同的效果，如：除油，除繡或磷化。配合清洗劑的使用，加速污染物的分離和溶解，可有效防止清洗液對工件的腐蝕。超聲波清洗的優(yōu)勢

清洗效果好15清洗成本低在所有清洗方式中，清洗成本大體為：設(shè)備成本和消耗成本。超聲波清洗設(shè)備使用壽命約為十年，設(shè)備購置成本高于人工清洗和有機(jī)堿性溶劑刷洗，低于氣相清洗和高壓水射流清洗，對于消耗成本，以有效尺寸為600×400×350立方毫米，功率為kW，價(jià)格約為1萬元的超聲波清洗機(jī)為例，耗電1kW·h約為0.5元；堿性金屬清洗劑1kg,價(jià)格約為20元，可反復(fù)使用20～50h(根據(jù)污染程度而定），相當(dāng)于0.4～1元／h，而一般工件清洗時(shí)間僅3～15min即可，且一次清洗可對一定數(shù)量及體積的工件同時(shí)清洗，因此對于消耗成本而言，采用超聲波清洗，不僅清洗效果最好，而且清洗成本相當(dāng)于不要0.04元／件，還不算節(jié)省的勞動(dòng)力成本，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他各類清洗方法。清洗成本低在所有清洗方式中，清洗成本大體為：設(shè)備成本16避免勞動(dòng)損傷以往在骯臟的環(huán)境中通過繁重的體力勞動(dòng)，需要長時(shí)間地進(jìn)行手工清洗的復(fù)雜機(jī)械零件，應(yīng)用了超聲波清洗機(jī)以后，不僅改善了勞動(dòng)環(huán)境，杜絕了手工清洗對工件產(chǎn)生的傷害，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，而且在大幅提高清洗精度的基礎(chǔ)上，清洗時(shí)間縮短為原來的四分之一。超聲波清洗還可有效地降低污染，減少有毒溶劑對人類的損害。避免勞動(dòng)損傷以往在骯臟的環(huán)境中通過繁重的17影響超聲波清洗效果的因素

超聲波強(qiáng)度即單位面積的超聲功率。超聲清洗的效果好壞取決于空化作用，但空化作用的產(chǎn)生與超聲波強(qiáng)度有關(guān)，在通常情況下，在單位面積超過0.3W超聲功率時(shí)（輸入電功率為1W）。超聲波強(qiáng)度越大，空化作用越明顯，清洗作用越好。另外，根據(jù)不同的清洗對象，選擇適當(dāng)?shù)某暡◤?qiáng)度，如清洗電路板時(shí)超聲強(qiáng)度可低些，清洗機(jī)械零件時(shí)超聲波強(qiáng)度可高些。影響超聲波清洗效果的因素

超聲波強(qiáng)度18超聲波頻率空化作用還與超聲波頻率有關(guān)，空化的產(chǎn)生存在著一個(gè)最小的臨界幅度，即空化是隨著頻率的升高而降低的。目前超聲波清洗機(jī)的工作頻率根據(jù)清洗對象，大致分為三個(gè)頻段：低頻超聲清洗（20~50kHz）高頻超聲清洗（50~200kHz）和兆赫超聲清洗（700~1000kHz）。低頻超聲清洗適用于大部分表面或者污物和清洗表面結(jié)合強(qiáng)度的場合；高頻超聲波清洗適用于計(jì)算機(jī)﹑微電子原件的精細(xì)清洗。如磁盤﹑驅(qū)動(dòng)器﹑讀寫頭﹑液晶玻璃及平面顯示器微組件和拋光金屬件等的清洗：兆赫超聲清洗適用于集成電路芯片﹑硅片及薄膜等清洗。超聲波頻率空化作用還與超聲波頻率有關(guān)，空化的產(chǎn)生19清洗溶液的選擇清洗濟(jì)的選擇要從兩個(gè)方面考慮，一方面要從污物的性質(zhì)來選擇化學(xué)作用效果好的清洗機(jī)：另一方面要選擇表面張力﹑蒸汽壓及粘度合適的清洗劑。因?yàn)檫@些特性與超聲空化強(qiáng)弱有關(guān)。液體的表面張力大則不容易產(chǎn)生空化，但是當(dāng)聲強(qiáng)超過空化閾值時(shí)，空化泡崩潰釋放的能量也大，有利于清洗。高蒸汽壓的液體會(huì)降低空化強(qiáng)度，而液體的粘滯度大也不容易產(chǎn)生空化，因此蒸汽壓高和黏度大的清洗劑都不利于超聲清洗。清洗溶液的選擇清洗濟(jì)的選擇要從兩個(gè)方面考20清洗的溫度清洗溫度升高時(shí)，對空化的產(chǎn)生有利，但是溫度過高氣泡中的蒸汽壓增大，空化強(qiáng)度會(huì)降低，所以溫度的選擇要考慮對空化強(qiáng)度的影響也要考慮清洗液的化學(xué)清洗作用。每一種液體都有一空化活躍的溫度，水較適宜的溫度是60度左右，此時(shí)空化最活躍。清洗的溫度清洗溫度升高時(shí)，對空化的產(chǎn)生有利，但是21駐波的影響清洗槽是有限空間，超聲波由聲源向液面?zhèn)鞑r(shí)，在液體的氣體的交界面會(huì)反射回來而形成駐波。駐波的特征是在液體空間的某些地方聲壓最小，而在另外一些地方聲壓最大，這樣會(huì)造成清洗不均勻的現(xiàn)象。要減少駐波的影響有時(shí)清洗槽特意做成不規(guī)則的形狀以避免駐波的形成。有時(shí)在超聲電源方面采取掃頻的方式，使聲壓最小處不固定在一個(gè)地方，而是不斷地移動(dòng)以達(dá)到較均勻的清洗。駐波的影響清洗槽是有限空間，超聲波由聲源22超聲波清洗機(jī)技術(shù)的新發(fā)展超聲波清洗機(jī)技術(shù)經(jīng)過幾十年來的理論探討和應(yīng)用研究，無論在設(shè)備還是在工藝上均取得了較大的發(fā)展，有關(guān)單位相繼研發(fā)了一大批新的產(chǎn)品，也制訂出了一些先進(jìn)典型的清洗工藝。超聲波清洗機(jī)技術(shù)的新發(fā)展超聲波清洗機(jī)技術(shù)23高頻超聲清洗對于像硅片表面小至零點(diǎn)幾微米的超微污物粒子，常規(guī)的超聲波清洗機(jī)器無能為力，即使增加功率密度也無濟(jì)于事。近來發(fā)展了一種兆赫茲級(jí)的高頻超聲清洗技術(shù)，由于頻率高，空化效應(yīng)已不起作用，因此清洗的關(guān)鍵不是氣泡，是高頻壓力波的擦洗作用，其對污物的去除率接近百分百。高頻清洗近來發(fā)展較快，主要用于超大規(guī)模集成電路芯片上的污物清洗，以及硅晶片、陶瓷、光掩模等特種污物的清洗。高頻超聲清洗對于像硅片表面小至零點(diǎn)幾微米的超微24聚焦式清洗對于像紡織行業(yè)的噴絲板、過濾器之類微孔物件的清洗，常規(guī)的超聲清洗效果十分不理想，聲強(qiáng)達(dá)不到要求，而采用機(jī)械掃描聚焦式超聲清洗，噴絲板微孔中的污物脫離則十分明顯。聚焦式清洗要求達(dá)到高的聲強(qiáng)，目前選用的頻率以低頻為主，常用20kHZ和15kHZ兩種頻率，個(gè)別的頻率也有28kHZ的，其電功率在連續(xù)波情況下一般為500~700W，間隙脈沖工作狀態(tài)下，功率可高一些。聚焦式清洗對于像紡織行業(yè)的噴絲板、過濾器之類微孔25多頻清洗即在一只清洗槽中，安裝有兩種或三種以上不同頻率的換能器，由多只發(fā)生裝置分別推動(dòng)各自頻率的換能器。我們知道，清洗器工作頻率高時(shí)，在液體中空化強(qiáng)度低而空化密度大，而工作頻率低時(shí)則相反。低頻超聲波的強(qiáng)度高，對物體表面清洗有利，高頻超聲波空化密度高，沖擊波能穿達(dá)凹槽、細(xì)縫、深孔等細(xì)微結(jié)構(gòu)。同時(shí)缸中有多種頻率的超聲波，也克服了單頻清洗駐波場造成的清洗不均勻問題。多頻清洗即在一只清洗槽中，安裝有兩種或三26掃頻和跳頻清洗掃頻和跳頻清洗都是為了改善槽中的聲場結(jié)構(gòu)，前者解決了槽中的不均勻駐波場，使清洗均勻。而跳頻和多頻一樣兼顧到高低頻清洗，不同的是跳頻用的是一個(gè)換能器和一個(gè)發(fā)生裝置，其換能器本身有兩個(gè)諧振頻率，在第一諧振點(diǎn)寬帶內(nèi)作連續(xù)的頻率變化，然后跳到另一寬帶內(nèi)進(jìn)行掃頻清洗，是高低頻交替進(jìn)行清洗。掃頻和跳頻清洗掃頻和跳頻清洗都是為了改善槽中的聲27總結(jié)

這次項(xiàng)目設(shè)計(jì)的圓滿的完成，得益于老師的指導(dǎo)和小組成員的辛勤努力，通過在網(wǎng)絡(luò)上搜索相關(guān)資料，老師的解答和同學(xué)之間的相互討論交流解決了很多問題。就例如操作protel軟件,我們這一小組遇到了很多的問題，但不管怎么樣，我們還是完成了任務(wù)。在整個(gè)項(xiàng)目制作過程中，我們首先要感謝我們的指導(dǎo)老師劉老師，沒有劉老師的不辭辛苦的解答與幫助，僅憑我們的知識(shí)是很難圓滿這次項(xiàng)目的。在老師的幫助下，我們弄懂了很多關(guān)于超聲波清洗機(jī)的原理，這些在我們制作項(xiàng)目中起了很大的作用。任何的付出終究是有回報(bào)的，我相信我們這一小組的項(xiàng)目將會(huì)得到滿意的結(jié)果。總結(jié)

這次項(xiàng)目設(shè)計(jì)的圓滿的完成，得益于老師的指導(dǎo)和小組成員28謝謝觀看謝謝觀看29超聲波清洗機(jī)的電路設(shè)計(jì)

機(jī)電09305指導(dǎo)老師：劉駿超聲波清洗機(jī)的電路設(shè)計(jì)機(jī)電0930530小組成員

組長：李成

秘書：周莎莉組員：薛超謝歡小組成員組長：李成31小組成員分工李成：項(xiàng)目策劃，查找資料周莎莉：制作項(xiàng)目報(bào)告薛超：制造PPT謝歡：搜索資料小組成員分工李成：項(xiàng)目策劃，查找資料32超聲波清洗機(jī)概況

超聲波清洗技術(shù)在20世紀(jì)50年代有了很大的發(fā)展，當(dāng)時(shí)使用的超聲波工作頻率在20~40KHZ之間。該范圍內(nèi)的超聲波被應(yīng)用在數(shù)千種不同的工作場合之下，其中許多是別的清洗手段不能很好發(fā)揮作用的場合。超聲波可以對工件施加非常巨大的能量，尤其適用于清除牢固地附著在基地上的污垢。然而在某些情況下，超聲波強(qiáng)大的能量也會(huì)損傷粘有污垢而性質(zhì)脆弱的基底材料。在過去的十幾年中，超聲波領(lǐng)域中出現(xiàn)了一些技術(shù)革新，提高了清除敏感基底上的污物的安全系數(shù)。目前這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)得到了很快的普及。超聲波清洗機(jī)概況超聲波清洗技術(shù)在20世紀(jì)50年代有了很33

超聲波清洗的原理

超聲波的傳播要依靠彈性介質(zhì)。其傳播時(shí)，使彈性介質(zhì)中的粒子振蕩，并通過介質(zhì)按超聲波的傳播方向傳遞能量，這種波可分為縱向波和橫向波。在固體內(nèi)，兩者都可以傳送，而在氣體和液體內(nèi)，只有縱向波可以傳送。超聲波能夠引起質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的加速度與超聲波能夠引起質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的加速度與超聲波頻率的平方成正比。此外，超聲振動(dòng)在清洗液中引起質(zhì)點(diǎn)很大的振動(dòng)速度和加速度，亦使清洗件表面的污物受到頻繁而激烈的沖擊。由上述超聲清洗原理可知，凡是液體浸到空化產(chǎn)生的地方都有清洗作用不受清洗件表面復(fù)雜形狀的限制，如部件表面的空穴、凹槽、狹縫和深孔、微孔都能得到清洗，而這些部件用一般刷洗方法是不能清洗干凈的。超聲波清洗的原理超聲波的傳播要依靠34超聲波清洗機(jī)發(fā)生裝置的設(shè)計(jì)

超聲波清洗的主要設(shè)備超聲波清洗設(shè)備主要由發(fā)生裝置、換能器和清洗槽三部分組成。發(fā)生裝置即電源，產(chǎn)生電磁振蕩信號(hào)并提供能量；換能器即振板，是超聲清理的關(guān)鍵部分，它把發(fā)生裝置產(chǎn)生的電磁振動(dòng)轉(zhuǎn)換成換能器本身的超聲振動(dòng)，并傳入清洗槽中產(chǎn)生空化作用，通常置于槽底部；清洗槽用來容納清洗液及待清洗的工件。超聲波清洗機(jī)發(fā)生裝置的設(shè)計(jì)超聲波清洗的主要設(shè)備35超聲波清洗機(jī)發(fā)生裝置電路圖設(shè)計(jì)

超聲波清洗機(jī)發(fā)生裝置電路圖設(shè)計(jì)

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超聲波清洗機(jī)發(fā)生裝置電路圖的分析

由圖1可見，二極管D7，D8與二極管D9，D10是相互串聯(lián)在一起的，二極管的特點(diǎn)是單向?qū)?，這里之所以串聯(lián)在一起是因?yàn)榉乐箖?nèi)壓過高從而導(dǎo)致二極管擊穿。而二極管D1和D3在電路中稱為續(xù)流二極管，兩個(gè)續(xù)流二極管并聯(lián)在線圈K1和K2的兩端，線圈在通過電流時(shí)，會(huì)在其兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。當(dāng)電流消失時(shí)，其感應(yīng)電動(dòng)勢會(huì)對電路中的原件產(chǎn)生反向電壓。當(dāng)反向電壓高于原件的反向擊穿電壓時(shí)，會(huì)把元器件造成損壞。續(xù)流二極管并聯(lián)在線圈兩端，當(dāng)流過線圈中的電流消失時(shí)，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢通過二極管和線圈構(gòu)成的回路做功而消耗掉。叢而保護(hù)了電路中的其它原件的安全。電容C9與C6在電路中起到了阻直流通交流的作用。電流通過這兩個(gè)電容再流到變壓器進(jìn)行變壓。光電耦合器IC1和IC2在電路中起到了阻斷信號(hào)源跟信號(hào)接收方的電氣連接的作用。電路圖下部分都是起到濾波的作用。型號(hào)KLB608稱為橋堆，其實(shí)就是橋式整流器的組合。電解電容C1,C2，C3和電容C4都起到了濾波的作用，不同的是C1,C2，C3是對低頻信號(hào)進(jìn)行濾波而C4是對中頻信號(hào)進(jìn)行濾波。技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)超聲波清洗機(jī)發(fā)生裝置電路圖的分析

由圖1可見，二極管D737超聲波清洗機(jī)的特點(diǎn)

1.面板設(shè)有輸出強(qiáng)度條形裝置，也有獨(dú)特的頻率和輸出強(qiáng)度交替數(shù)字顯示裝置可選配；

2.設(shè)有強(qiáng)度可調(diào)的掃頻功能，以不斷改變清洗槽中的聲場分布，避免工件表面的線狀空化蝕刻紋路的產(chǎn)生，也使工件表面的污物迅速脫落，提高清洗效果；

3.設(shè)有功率調(diào)節(jié)功能，采用先進(jìn)的功率調(diào)節(jié)線路，實(shí)現(xiàn)超聲功率無級(jí)平滑調(diào)節(jié)，克服了通過調(diào)節(jié)頻率來間接的調(diào)節(jié)功率這種傳統(tǒng)方法所帶來的諸多弊?。?/p>

4.具有防共震功能，克服了傳統(tǒng)發(fā)生裝置在工件表面易產(chǎn)生紋路而損壞工件，也避免了因因空化而擊穿槽體的缺點(diǎn)；

5.具有排斥污垢功能，使污垢迅速脫離工件浮于表面，適合于溢流循環(huán)方式清洗。

6.具有過熱保護(hù)功能，能夠很好的保護(hù)發(fā)生裝置不被損壞。超聲波清洗機(jī)的特點(diǎn)1.面板設(shè)有輸出強(qiáng)度條形裝置38超聲波清洗機(jī)發(fā)生裝置的工作原理超聲波發(fā)生裝置，通常稱為超聲波發(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(hào)。發(fā)生裝置的原理是首先由信號(hào)發(fā)生裝置來產(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)，這個(gè)特定頻率就是換能器的頻率，一般應(yīng)用在超聲波設(shè)備中的超聲波頻率為20KHz、25KHz、28KHz、33KHz、40KHz、60KHz。超聲波清洗機(jī)發(fā)生裝置的工作原理超聲波發(fā)生裝置，通常稱39

超聲波發(fā)生裝置應(yīng)有反饋環(huán)節(jié)，主要提供二個(gè)方面的反饋信號(hào)：第一個(gè)是提供輸出功率信號(hào)，我們知道當(dāng)發(fā)生裝置的供電電源（電壓）發(fā)生變化時(shí)。發(fā)生裝置的輸出功率也會(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。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)其效率最高，工作最穩(wěn)定，而換能器的諧振頻率點(diǎn)會(huì)由于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)生裝置，使信號(hào)發(fā)生裝置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)生裝置工作在最佳狀態(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)生裝置的功能越來越強(qiáng)大，但不管如何變化，其核心功能應(yīng)該是如上所述的內(nèi)容，只是每部分在實(shí)現(xiàn)時(shí)超聲波技術(shù)不同而已。

超聲波發(fā)生裝置應(yīng)有反饋環(huán)節(jié)，主要提供二個(gè)40超聲波清洗器發(fā)生裝置的制造過程模擬圖超聲波清洗器發(fā)生裝置的制造過程模擬圖41元件選擇為了制作超聲波清洗機(jī)發(fā)生裝置的電板，我們的第一步必須要找到所有的元器件，在這期間，我們發(fā)現(xiàn)，它的品種繁多，千差萬別，很難找齊全，我們便通過各種元器件的并聯(lián)，串聯(lián)以及各種三極管的替代來進(jìn)行各項(xiàng)搭配，最終使之完成，下面來介紹一下我們所用到的元器件，以及各種元器件的組合。需要元件：變壓器（3個(gè)）；二極管：型號(hào)1N915（5個(gè)）型號(hào)1N4003（1個(gè)）和2個(gè)發(fā)光二極管；電容：5個(gè)1uF，2個(gè)1000uF，1個(gè)470uF，1個(gè)0.01F；2個(gè)NPN三極管；2個(gè)繼電器；2個(gè)光電耦合器；2個(gè)電感；電阻：4個(gè)10K歐姆，4個(gè)0.33K歐姆，2個(gè)68K歐姆，2個(gè)3.3K歐姆。元件選擇為了制作超聲波清洗機(jī)發(fā)生裝置的電板，我42電路焊接注意事項(xiàng)：送錫：在送錫的過程中，我們要了解不能將錫送成一條直線，而是一個(gè)點(diǎn)一個(gè)點(diǎn)，這樣做的優(yōu)點(diǎn)在于，一方面不易使錫將插點(diǎn)給封閉住，另一方面，也可以減少錫的浪費(fèi)。飛線：這是極其困難與重要的一部分，我們得照顧以下四個(gè)方面。第一：我們得自己事先將原來的圖重新規(guī)劃，不僅要盡量縮減版面，還要盡量使線與線之間的距離保持短，而且要保證他們不交叉，如果實(shí)在要交叉也需要事先做好解決方案，因?yàn)檫@一旦開始焊接，如果出錯(cuò)，那么則前功盡棄，模擬板也沒有用了。第二：我們在遇到線與線交叉的時(shí)候，要注意是不是可以交叉，可以的話直接過去，不可以的話需要加一個(gè)絕緣體，也就是飛線上的一層塑料皮。第三：我們在送錫的過程中應(yīng)當(dāng)給外小心，因?yàn)楦窬中?，所以送錫量不能大，一大的話也許就會(huì)與其他元件相連接。第四：我們要注意各個(gè)元器件的正負(fù)級(jí)，一旦出錯(cuò)，后果嚴(yán)重。電路焊接注意事項(xiàng)：43超聲波清洗的優(yōu)勢

清洗效果好

運(yùn)用于工業(yè)清洗的清洗方式一般為人工清洗,有機(jī)溶劑清洗，蒸汽氣相清洗，高壓水射流和超聲波清洗機(jī)。超聲波清洗被國際公認(rèn)為是當(dāng)前效率最高，效果最好的清洗方式，其清洗率達(dá)到了98%以上，清洗清潔度也到達(dá)了最高級(jí)別。而傳統(tǒng)的人工清洗和有機(jī)溶劑清洗的清洗效率僅僅為60%~70%，即使是氣相清洗和高壓水射流清洗的清洗效率也低于90%。不論工件形狀多復(fù)雜，將其放入清洗液內(nèi)，只要是能接觸到液體的地方，超聲波的清洗作用都能達(dá)到。尤其是對于形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，人工及其它清洗方式不能完全有效的進(jìn)行清洗的工件，具有顯著的效果。清洗時(shí)液體內(nèi)產(chǎn)生的氣泡非常均勻，工件的清洗效果也非常理想。超聲波清洗機(jī)可根據(jù)溶劑的不同達(dá)到不同的效果，如：除油，除繡或磷化。配合清洗劑的使用，加速污染物的分離和溶解，可有效防止清洗液對工件的腐蝕。超聲波清洗的優(yōu)勢

清洗效果好44清洗成本低在所有清洗方式中，清洗成本大體為：設(shè)備成本和消耗成本。超聲波清洗設(shè)備使用壽命約為十年，設(shè)備購置成本高于人工清洗和有機(jī)堿性溶劑刷洗，低于氣相清洗和高壓水射流清洗，對于消耗成本，以有效尺寸為600×400×350立方毫米，功率為kW，價(jià)格約為1萬元的超聲波清洗機(jī)為例，耗電1kW·h約為0.5元；堿性金屬清洗劑1kg,價(jià)格約為20元，可反復(fù)使用20～50h(根據(jù)污染程度而定），相當(dāng)于0.4～1元／h，而一般工件清洗時(shí)間僅3～15min即可，且一次清洗可對一定數(shù)量及體積的工件同時(shí)清洗，因此對于消耗成本而言，采用超聲波清洗，不僅清洗效果最好，而且清洗成本相當(dāng)于不要0.04元／件，還不算節(jié)省的勞動(dòng)力成本，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他各類清洗方法。清洗成本低在所有清洗方式中，清洗成本大體為：設(shè)備成本45避免勞動(dòng)損傷以往在骯臟的環(huán)境中通過繁重的體力勞動(dòng)，需要長時(shí)間地進(jìn)行手工清洗的復(fù)雜機(jī)械零件，應(yīng)用了超聲波清洗機(jī)以后，不僅改善了勞動(dòng)環(huán)境，杜絕了手工清洗對工件產(chǎn)生的傷害，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，而且在大幅提高清洗精度的基礎(chǔ)上，清洗時(shí)間縮短為原來的四分之一。超聲波清洗還可有效地降低污染，減少有毒溶劑對人類的損害。避免勞動(dòng)損傷以往在骯臟的環(huán)境中通過繁重的46影響超聲波清洗效果的因素

超聲波強(qiáng)度即單位面積的超聲功率。超聲清洗的效果好壞取決于空化作用，但空化作用的產(chǎn)生與超聲波強(qiáng)度有關(guān)，在通常情況下，在單位面積超過0.3W超聲功率時(shí)（輸入電功率為1W）。超聲波強(qiáng)度越大，空化作用越明顯，清洗作用越好。另外，根據(jù)不同的清洗對象，選擇適當(dāng)?shù)某暡◤?qiáng)度，如清洗電路板時(shí)超聲強(qiáng)度可低些，清洗機(jī)械零件時(shí)超聲波強(qiáng)度可高些。影響超聲波清洗效果的因素

超聲波強(qiáng)度47超聲波頻率空化作用還與超聲波頻率有關(guān)，空化的產(chǎn)生存在著一個(gè)最小的臨界幅度，即空化是隨著頻率的升高而降低的。目前超聲波清洗機(jī)的工作頻率根據(jù)清洗對象，大致分為三個(gè)頻段：低頻超聲清洗（20~50kHz）高頻超聲清洗（50~200kHz）和兆赫超聲清洗（700~1000kHz）。低頻超聲清洗適用于大部分表面或者污物和清洗表面結(jié)合強(qiáng)度的場合；高頻超聲波清洗適用于計(jì)算機(jī)﹑微電子原件的精細(xì)清洗。如磁盤﹑驅(qū)動(dòng)器﹑讀寫頭﹑液晶玻璃及平面顯示器微組件和拋光金屬件等的清洗：兆赫超聲清洗適用于集成電路芯片﹑硅片及薄膜等清洗。超聲波頻率空化作用還與超聲波頻率有關(guān)，空化的產(chǎn)生48清洗溶液的選擇清洗濟(jì)的選擇要從兩個(gè)方面考慮，一方面要從污物的性質(zhì)來選擇化學(xué)作用效果好的清洗機(jī)：另一方面要選擇表面張力﹑蒸汽壓及粘度合適的清洗劑。因?yàn)檫@些特性與超聲空化強(qiáng)弱有關(guān)。液體的表面張力大則不容易產(chǎn)生空化，但是當(dāng)聲強(qiáng)超過空化閾值時(shí)，空化泡崩潰釋放的能量也大，有利于清洗。高蒸汽壓的液體會(huì)降低空化強(qiáng)度，而液體的粘滯度大也不容易產(chǎn)生空化，因此蒸汽壓高和黏度大的清洗劑都不利于超聲清洗。清洗溶液的選擇清洗濟(jì)的選擇要從兩個(gè)方面考49清洗的溫度清洗溫度升高時(shí)，對空化的產(chǎn)生有利，但是溫度過高氣泡中的蒸汽壓增大，空化強(qiáng)度會(huì)降低，所以溫度的選擇要考慮對空化強(qiáng)度的影響也要考慮清洗液的化學(xué)清洗作用。每一種液體都有一空化活躍的溫度，水較適宜的溫度是60度左右，此時(shí)空化最活躍。清洗的溫度清洗溫度升高時(shí)，對空化的產(chǎn)生有利，但是50駐波的影響清洗槽是有限空間，超聲波由聲源向液面?zhèn)鞑r(shí)，在液體的氣體的交界面會(huì)反射回來而形成駐波。駐波的特征是在液體空間的某些地方聲壓最小，而在另外一些地方聲壓最大，這樣會(huì)造成清洗不均勻的現(xiàn)象。要減少駐波的影響有時(shí)清洗槽特意做成不規(guī)則的形狀以避免駐波的形成。有時(shí)在超聲電源方面采取掃