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波达113T超声波清洗机原理剖析

      超声波清洗是指利用超声波在液体中的空化作用、加速度作用及直进流作用对液体和污物直接、间接的作用,使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的。所谓空化作用就是超声波以每秒两万次以上的压缩力和减压力交互性的高频变换方式向液体进行透射;在减压力作用时,液体中产生真空核群泡的现象,在压缩力作用时,真空核群泡受压力压碎时产生强大的冲击力,由此剥离被清洗物表面的污垢,从而达到精密洗净目的。超声波在液体中沿声的传播方向产生流动的现象称为直进流,声波强度在0.5W/cm2时,肉眼能看到直进流,垂直于振动面产生流动,流速约为10cm/s。通过此直进流使被清洗物表面的微油污垢被搅拌,污垢表面的清洗液也产生对流,溶解污物的溶解液与新液混合,使溶解速度加快,对污物的搬运起着很大的作用。

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      超声波清洗机主要由三部分组成:洗涤槽、超声波振子和高频电路。洗涤槽用于盛装洗涤液(一般使用工业纯水和配套的洗涤剂)和被清洗物,通常由不锈钢压制而成(如图1所示);超声波振子又叫换能器(如图2所示),用于将高频电流变换成机械能,通常安装在洗涤槽底部;高频电路用于将220V市电变成40kHz左右的高频电流为超声波振子供电,可分为自激式和他激式。
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      波达113T超声波清洗机高频电路为原理如图3所示,属于典型的自激式振荡器。旋转机械定时开关使通电电路工作后(同时指示灯得电被点亮),220V交流经RV1、C1、T1等组成的EMI电路及D7~D10整流后形成约300V直流电压,该300V电压经R3、R4使Q2导通,电流经过R3、Q2、L3和C3到地,同时L3感应的电流一方面通过L2和L1-1加到振子两端,同时L1-2感应的电流会使Q2进一步导通,这个正反馈过程使Q2迅速进入饱和导通状态,伴随着C3充电、L3储能不断增加,使流过R3、Q2和L3电流不断减小,L1-2和L1-3产生反相电动势阻止这个电流的减小,该电动势使Q2迅速由饱和导通转为截止,而使Q1由截止跃变到饱和导通。此时,电流又经过R3、C2、L3和Q1到地,同样的道理,L3感应的电流一方面通过L2和L1-1加到振子两端,同时L1-2感应的电流会使Q1进一步导通,这个正反馈过程使Q1迅速进入饱和导通状态,伴随着C2充电、L3储能不断增加,使流过R3、Q1和L3电流不断减小,L1-2和L1-3产生反相电动势阻止这个电流的减小,该电动势使Q1迅速由饱和导通转为截止,而使Q2由截止跃变到饱和导通,如此反复进行,最终通过L2感应的40kHz左右高频电流使超声波振子不停的工作。

3.png      电路中,R1、R2用于泄放C2和C3中存储的电能,以便充电结束后下一个周期电路能正常工作。R8和R9用于平分+300V电压,使加在两只开关管CE极间电压相等,D5和D6是保护两只开关管不会被击穿。
使用时应避免物品直接接触洗涤槽(内胆)底部从而避免超声波从内胆底部发现后不能充分接触液体而导致超声波振子损伤,另外槽内洗涤液应超过1/3,否则也易损坏超声波振子。
◇安徽 陈晓军

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