[實用新型]一種超聲波發(fā)生器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200620133984.1
• 申請日: 2006-09-30
• 公開（公告）號: CN200967041Y
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚國民;馬智龍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: B06B1/02
• 分類號: B06B1/02;B08B3/12
• 代理公司: 北京泛華偉業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 高存秀

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種超聲波發(fā)生器，特別是涉及一種用于啤酒瓶清洗線的超聲波發(fā)生器。

背景技術(shù)

名稱為“自動頻率跟蹤功率超聲波發(fā)生器”(申請?zhí)枺?3212829.7)的專利申請公開了一種自動頻率跟蹤功率超聲波發(fā)生器，包括有直流電源，脈沖信號產(chǎn)生電路，開關(guān)功放電路和諧振回路，其特征在于：

a.諧振回路選用具有阻抗變換，電能傳輸和匹配電感三重作用的匹配變壓器B與換能器G相接構(gòu)成；

b.諧振回路輸出的功率取樣信號連接到相位比較電路與脈沖信號產(chǎn)生電路輸出的1/4時鐘脈沖信號進行相位比較，再將比較后的誤差信號連接到脈沖信號產(chǎn)生電路的輸入端，控制1/4時鐘脈沖信號頻率自動跟隨在換能器獲得最大功率的諧振頻率上；

c.脈沖信號產(chǎn)生電路與開關(guān)功放電路之間連接有過流保護電路和功率管電流自動調(diào)節(jié)電路。

但這種儀器運用到啤酒瓶清洗線上存在以下問題：該專利方案是采用自激振蕩的技術(shù)路線，利用鎖相環(huán)技術(shù)實現(xiàn)頻率自動跟蹤的系統(tǒng)。啤酒瓶清洗需要均勻的清洗力度，儀器輸出頻率自動跟蹤，能保證系統(tǒng)及時跟蹤諧振頻率，系統(tǒng)處于較好的工作狀態(tài)，從而使每個處于清洗線上的啤酒瓶清洗效果一致。但在清洗過程中液位、溫度、瓶體等外界條件的變化即機械負載變化引起系統(tǒng)參數(shù)變換時，整個系統(tǒng)輸出功率會隨之變化，清洗力度也隨之變化，清洗效果不能達到一致，從而不能符合啤酒瓶清洗要求。一般來說用到啤酒瓶清洗線上的超聲波清洗設(shè)備，需要近似恒功率輸出的超聲波清洗設(shè)備。因為啤酒瓶的清洗隨著季節(jié)變化，也要求所用的清洗頻度變化，夏季清洗啤酒瓶量大，但由于啤酒瓶周轉(zhuǎn)周期短，所以比較干凈。但是冬季啤酒瓶清洗量小，由于啤酒瓶周轉(zhuǎn)周期長，比較臟，難度會有很大不同。由于清洗啤酒瓶的特殊要求，就需要超聲波發(fā)生器具備一定的智能，參數(shù)可以實時調(diào)整并顯示。再者，超聲波清洗啤酒瓶的功率相當大，清洗面積和清洗速度要求很高。每個單元功率都有幾千瓦，有幾個到幾十個單元協(xié)同工作。這就需要發(fā)生器具備通訊功能，同時，系統(tǒng)的功率較大，即如果電流很大，會產(chǎn)生很大的無功熱量，降低轉(zhuǎn)換效率，這樣對一般的功放電路和功放電源就不能解決問題。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是為了提供一種用適應(yīng)于啤酒瓶清洗線的超聲波發(fā)生器，它能實現(xiàn)運行參數(shù)可隨時修改和顯示，具備通訊功能，可以協(xié)同工作，能多單元任意組合的，并且要求該超聲波發(fā)生器具有近似恒功率輸出，功率較大、效率較高，來滿足啤酒瓶的清洗要求。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實用新型提供的超聲波發(fā)生器，包括，依次電連接的主控模塊A、功率放大模塊B和用于與外接換能器匹配的匹配模塊C，所述匹配模塊C包括一變壓器單元；所述功率放大模塊B包括依次電連接的驅(qū)動與保護單元B1和功率放大單元B2；還包括分別與主控模塊A電連接的保護模塊D和通訊模塊E，所述保護模塊D包括熱保護模塊D1和液位保護模塊D2；所述通訊模塊E包括移動終端E1和集中控制接口E2；所述功率放大模塊B的輸出端連接第一采樣模塊S2，所述第一采樣模塊S2對功率放大模塊B的輸出電流平均值以及輸出電流與輸出電壓的相位差值進行數(shù)字采樣，并將采樣結(jié)果傳輸至主控模塊A；所述匹配模塊C的輸出端連接第二采樣模塊S3，所述第二采樣模塊S3對匹配模塊C的輸出電流平均值以及輸出電流與輸出電壓的相位差值進行數(shù)字采樣，并將采樣結(jié)果傳輸至主控模塊A。

上述技術(shù)方案中，所述主控模塊A包括單片機1和信號發(fā)生單元2，單片機1在正常工作模式下向信號發(fā)生單元2發(fā)出指令，信號發(fā)生單元2產(chǎn)生兩路同步反相的脈沖寬度調(diào)制信號作為所述功率放大模塊B的驅(qū)動信號。

上述技術(shù)方案中，所述功率放大模塊B的功率放大單元由兩個絕緣柵雙極晶體管串聯(lián)構(gòu)成。

上述技術(shù)方案中，所述移動終端E1通過RS485通信協(xié)議與主控模塊A進行通訊，同時在移動終端E1上顯示工作情況。

上述技術(shù)方案中，所述集中控制接口E2通過RS485通信協(xié)議與主控模塊A進行通訊。

上述技術(shù)方案中，所述匹配模塊C還包括電感匹配單元和電容匹配單元，所述電感匹配單元和電容匹配單元與外接的超聲換能器構(gòu)成諧振網(wǎng)絡(luò)。

上述技術(shù)方案中，所述熱保護模塊D1包括溫度開關(guān)芯片和光耦。

上述技術(shù)方案中，所述液位保護模塊D2包括液位開關(guān)器件和光耦，所述液位開關(guān)器件為干簧管。