超聲波發(fā)生器和以換能器為核心的超聲清洗缸，其技術(shù)狀況已遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上時(shí)代的發(fā)展和我國(guó)經(jīng)濟(jì)事業(yè)多領(lǐng)域的需求。超聲波清洗機(jī)生產(chǎn)現(xiàn)狀的特點(diǎn)是技術(shù)陳舊落后，清洗效率不理想，故障率高。這已成了制約它進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用范圍的瓶頸。目前市場(chǎng)上不是以提高技術(shù)、改進(jìn)設(shè)計(jì)、簡(jiǎn)化工藝結(jié)構(gòu)、降低成本、提高其性價(jià)比為先導(dǎo)，而是往往以低價(jià)相互競(jìng)爭(zhēng)，這給整個(gè)行業(yè)和超聲清洗事業(yè)的發(fā)展帶來了消極的負(fù)面影響，應(yīng)該引起我們的關(guān)注。
　　
　　據(jù)我們了解，在華東地區(qū)，超聲波發(fā)生器的制式不外乎下列幾種：
　　
　　1、*代產(chǎn)品是電子管式的，隨著技術(shù)的進(jìn)步，已屬于淘汰產(chǎn)品了（但仍有廠家在生產(chǎn)）。
　　
　　2、仿制美國(guó)必能信公司的超聲波發(fā)生器，單板功率300W，頻率固定為25KHz（自激式半橋輸出電路），配有大電源變壓器，是*占有率zui多的一種簡(jiǎn)易機(jī)型。但是該電路很難調(diào)整在超聲換能器*頻率諧振點(diǎn)上，輸出功率不可能達(dá)到理想的效果，質(zhì)量也就不言而喻了。但考慮到該發(fā)生器的線路比較簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性尚可，整機(jī)調(diào)試得好，故障率還是很低的，加之生產(chǎn)這種機(jī)型的中小型超聲波清洗機(jī)的企業(yè)較多，能否對(duì)其線路加以改進(jìn)和提高呢?我們提供下面一種設(shè)計(jì)方案供參考：去掉電源變壓器，減少輸出匹配變壓器的漏磁，達(dá)到減輕、減少整機(jī)重量和體積，降低成本，提率之目的。要去掉電源變壓器，首先要考慮解決兩個(gè)問題，一是電源輸入和高頻功率輸出之間的絕緣問題：二是將供電電壓降低在適合大功率管正常工作的耐壓值下，才能保證整機(jī)的安全運(yùn)行（原機(jī)供電電壓約為DC150V-180V之間）。圖1介紹的這個(gè)電路可以解決供電電壓符合原機(jī)的設(shè)計(jì)要求。注意：調(diào)試時(shí)注意安全，防止觸電。
　　
　　原機(jī)的輸出變壓器選用的是單條磁芯，漏磁較大，一旦靠近鐵制外殼，將形成渦流，產(chǎn)生很高的熱量，建議改用IE磁芯，線圈由單組改繞為初、次級(jí)雙繞組，這樣就可以解決電源輸入和高頻功率輸出之間的隔離和絕緣問題。輸出變壓器的有關(guān)技術(shù)參數(shù)如匝數(shù)和初次級(jí)的匝數(shù)比及電感量由于諸多的不確定因素，我們很難給出一個(gè)確定的數(shù)據(jù)。
　　
　　3、MC機(jī)型及其改進(jìn)后的機(jī)型：這也是一個(gè)老產(chǎn)品了，線路設(shè)計(jì)煩瑣，由于歷史的原因，是一個(gè)沒有設(shè)計(jì)到位的產(chǎn)品。門電路用得多，SCR調(diào)壓，工藝繁亂，故障率高，已受到用戶的冷落，生產(chǎn)這種機(jī)型的原國(guó)營(yíng)大廠，我們認(rèn)為只有忍痛甩掉舊的落后的機(jī)型，開發(fā)或選用新的機(jī)型，才能重振昔日雄風(fēng)，立足于今天的市場(chǎng)。
　　
　　改進(jìn)后的機(jī)型，簡(jiǎn)化了電路，增加了“跳頻”同步技術(shù)，所謂“跳頻”實(shí)際上是在PWM的主振頻率上，加了一個(gè)多諧振蕩器，其頻率和主頻相配，該振蕩器的輸出脈沖再去調(diào)制主振極。雖然做到了恒功率輸出，但受功率元件MOSFET電流容量的限制，沒有做到滿功率輸出，輸出功率也就不盡人意，清洗效率也無明顯提高，應(yīng)用行業(yè)面不寬，特別是每一個(gè)跳頻周期，清洗缸內(nèi)總有周期性的響聲，沒有慢啟動(dòng)功能，并設(shè)有“調(diào)功”旋鈕，一旦操作失誤將出現(xiàn)故障，也不能和其他設(shè)備實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制。
　　
　　究其原因，沒有跳出原MC機(jī)型的設(shè)計(jì)框框和思路，雖然更換了原控制芯片，遺憾的是新的芯片功能卻沒有*用上。
　　
　　該機(jī)型在華東地區(qū)，僅有少數(shù)企業(yè)在生產(chǎn)，如果再進(jìn)一步改進(jìn)，將功率元件改換為IGBT，可以擴(kuò)大整機(jī)容量，設(shè)法去掉缸內(nèi)周期性的響聲，用好新的PWM控制芯片的全部功能，如慢啟動(dòng)功能和脈寬調(diào)制功能，這就很方便的實(shí)現(xiàn)“一鍵操作”（只設(shè)一只電源開關(guān)），不失為一種好的機(jī)型。
　　
　　4、IGBT做為功率元件用在超聲波發(fā)生器上已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用，但從部分產(chǎn)品來看，仍沒有跳出傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和方法，比如說，單單兩個(gè)推動(dòng)組件，如：EXB840／841，是矩形扁片形封裝的厚膜集成電路，其體積和電路及其成本已占了相當(dāng)大的比重，要知道單臺(tái)超聲發(fā)生器的功率要求足不可能很大的。當(dāng)然用IGBT作高頻功率元件，由于它的耐壓高、容量大、輸入阻抗高、壓降小，當(dāng)屬，這也是個(gè)進(jìn)步。
　　
　　5、IGBT恒功率超聲波清洗機(jī)：
　　
　　這是以目前流行的新一代電力電子元件——IGBT（絕緣柵雙極型大功率晶體管一模塊）為高頻功率器件、軍用級(jí)集成控制芯片（PWM而非CPU）和具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新電路、配以換能器組合而成，采用模塊化設(shè)計(jì)，積木式安裝工藝的新一代超聲波清洗機(jī)。
　　
　　要達(dá)到恒功率輸出，*的辦法是采用頻率自動(dòng)跟蹤電路來實(shí)現(xiàn)，有關(guān)專業(yè)雜志的專家論壇zui近也就此作了論述和分析，并介紹了多種頻率跟蹤電路，遺憾的是大多理論上講得通，在工藝上卻難以實(shí)現(xiàn)。所以說頻率跟蹤電路要實(shí)用、簡(jiǎn)潔、低成本。否則不可能形成工業(yè)化的產(chǎn)品。
　　
　　B：該機(jī)的第二個(gè)特點(diǎn)足能做成＜99℃的加溫機(jī)型，這在行業(yè)中也是不小的突破。
　　
　　C：工藝性的簡(jiǎn)潔，是該機(jī)的第三個(gè)特點(diǎn)。三個(gè)部件，就組成了可以適應(yīng)各種不同頻率和功率的超聲功率發(fā)生器，簡(jiǎn)潔就意味著可靠、造價(jià)低和使用維護(hù)的方便。
　　
　　一個(gè)好的超聲功率發(fā)生器同樣要一個(gè)好的換能器（清洗缸）與之相匹配，否則也難以達(dá)到預(yù)期的效果。換能器（超聲波振子）在超聲波清洗機(jī)中
　　
　　扮演著一個(gè)非常重要的角色，是個(gè)很關(guān)鍵的執(zhí)行元件機(jī)構(gòu)。在目前一般中小型生產(chǎn)超聲波清洗機(jī)的企業(yè)中，換能器都是外購(gòu)成品，不大注意其質(zhì)量，或是無設(shè)備能力測(cè)試其主要的技術(shù)參數(shù)，比如阻抗的大小，頻率的一致性等等，心中無數(shù)，買來上機(jī)就用，這就給整機(jī)的效率、壽命埋下質(zhì)量的隱患。進(jìn)一步說，即使檢測(cè)，也是小功率的一般工藝性的檢測(cè)，很難反映出真正在實(shí)際工作中的技術(shù)參數(shù)。為此，根據(jù)我們多年來生產(chǎn)換能器的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，總結(jié)了一套生產(chǎn)換能器的完整工藝，再加上自己研發(fā)的大功率換能器測(cè)試儀，模擬檢測(cè)出換能器在實(shí)際工作中的真實(shí)技術(shù)參數(shù)，如阻抗均控制在20Ω以下，頻率的一致性保持在90％以上，從源頭上保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。
　　
　　根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，壓電陶瓷換能器在工作中晶片極易發(fā)生破裂、極片易斷、接線易脫焊的機(jī)理類型（這些都是行業(yè)中一直存在的通病），究其發(fā)生上述故障的原因，除了換能器的本身質(zhì)量外，主要因?yàn)楣β拾l(fā)生器沒有能很好跟蹤換能器在工作中由于受水位、溫度、工件大小的變化而影響其頻率的變化，二者之間處于失諧狀態(tài)的結(jié)果。
　　
　　究其原因，沒有跳出原MC機(jī)型的設(shè)計(jì)框框和思路，雖然更換了原控制芯片，遺憾的是新的芯片功能卻沒有*用上。
　　
　　該機(jī)型在華東地區(qū)，僅有少數(shù)企業(yè)在生產(chǎn)，如果再進(jìn)一步改進(jìn)，將功率元件改換為IGBT，可以擴(kuò)大整機(jī)容量，設(shè)法去掉缸內(nèi)周期性的響聲，用好新的PWM控制芯片的全部功能，如慢啟動(dòng)功能和脈寬調(diào)制功能，這就很方便的實(shí)現(xiàn)“一鍵操作”（只設(shè)一只電源開關(guān)），不失為一種好的機(jī)型。
　　
　　4、IGBT做為功率元件用在超聲波發(fā)生器上已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用，但從部分產(chǎn)品來看，仍沒有跳出傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和方法，比如說，單單兩個(gè)推動(dòng)組件，如：EXB840／841，是矩形扁片形封裝的厚膜集成電路，其體積和電路及其成本已占了相當(dāng)大的比重，要知道單臺(tái)超聲發(fā)生器的功率要求足不可能很大的。當(dāng)然用IGBT作高頻功率元件，由于它的耐壓高、容量大、輸入阻抗高、壓降小，當(dāng)屬，這也是個(gè)進(jìn)步。
　　
　　5、IGBT恒功率超聲波清洗機(jī)：
　　
　　這是以目前流行的新一代電力電子元件——IGBT（絕緣柵雙極型大功率晶體管一模塊）為高頻功率器件、軍用級(jí)集成控制芯片（PWM而非CPU）和具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新電路、配以換能器組合而成，采用模塊化設(shè)計(jì)，積木式安裝工藝的新一代超聲波清洗機(jī)。
　　
　　該機(jī)具有三個(gè)顯著的特點(diǎn)：A：恒功率輸出。所謂“恒功率”就是說在清洗缸中，不同高度的水位和不同大小的工件進(jìn)行清洗，其清洗效率不變。（反映出輸出功率不變）從而具有穩(wěn)定、、長(zhǎng)壽等特點(diǎn)。
　　
　　要達(dá)到恒功率輸出，*的辦法是采用頻率自動(dòng)跟蹤電路來實(shí)現(xiàn)，有關(guān)專業(yè)雜志的專家論壇zui近也就此作了論述和分析，并介紹了多種頻率跟蹤電路，遺憾的是大多理論上講得通，在工藝上卻難以實(shí)現(xiàn)。所以說頻率跟蹤電路要實(shí)用、簡(jiǎn)潔、低成本。否則不可能形成工業(yè)化的產(chǎn)品。
　　
　　B：該機(jī)的第二個(gè)特點(diǎn)足能做成＜99℃的加溫機(jī)型，這在行業(yè)中也是不小的突破。
　　
　　C：工藝性的簡(jiǎn)潔，是該機(jī)的第三個(gè)特點(diǎn)。三個(gè)部件，就組成了可以適應(yīng)各種不同頻率和功率的超聲功率發(fā)生器，簡(jiǎn)潔就意味著可靠、造價(jià)低和使用維護(hù)的方便。
　　
　　一個(gè)好的超聲功率發(fā)生器同樣要一個(gè)好的換能器（清洗缸）與之相匹配，否則也難以達(dá)到預(yù)期的效果。換能器（超聲波振子）在超聲波清洗機(jī)中扮演著一個(gè)非常重要的角色，是個(gè)很關(guān)鍵的執(zhí)行元件機(jī)構(gòu)。在目前一般中小型生產(chǎn)超聲波清洗機(jī)的企業(yè)中，換能器都是外購(gòu)成品，不大注意其質(zhì)量，或是無設(shè)備能力測(cè)試其主要的技術(shù)參數(shù)，比如阻抗的大小，頻率的一致性等等，心中無數(shù)，買來上機(jī)就用，這就給整機(jī)的效率、壽命埋下質(zhì)量的隱患。進(jìn)一步說，即使檢測(cè)，也是小功率的一般工藝性的檢測(cè)，很難反映出真正在實(shí)際工作中的技術(shù)參數(shù)。為此，根據(jù)我們多年來生產(chǎn)換能器的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，總結(jié)了一套生產(chǎn)換能器的完整工藝，再加上自己研發(fā)的大功率換能器測(cè)試儀，模擬檢測(cè)出換能器在實(shí)際工作中的真實(shí)技術(shù)參數(shù)，如阻抗均控制在20Ω以下，頻率的一致性保持在90％以上，從源頭上保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。
　　
　　根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，壓電陶瓷換能器在工作中晶片極易發(fā)生破裂、極片易斷、接線易脫焊的機(jī)理類型（這些都是行業(yè)中一直存在的通?。?，究其發(fā)生上述故障的原因，除了換能器的本身質(zhì)量外，主要因?yàn)楣β拾l(fā)生器沒有能很好跟蹤換能器在工作中由于受水位、溫度、工件大小的變化而影響其頻率的變化，二者之間處于失諧狀態(tài)的結(jié)果。