科导超声波 SK7200H SK3300BT

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具有快速追频功能的双频超声波电源的研究

[导读]随着超声波电源技术的发展,单频超声波电源已经远不能满足工业领域的需求,所以上海科导超声仪器有限公司研制了一种具有追频功能的双频超声波电源,超声波电源负载采用16个28KHz/40KHz的双频超声波清洗换能器,

上海科导超声仪器有限公司超声波电源支持28KHz单频清洗模式、40KHz单频清洗模式和28KHz/40KHz自动切换频率的双频清洗模式。根据查找国内外文献和测试过程中发现的问题,上海科导超声仪器有限公司在以下方面作出深入研究:1.分析双频超声波的声场分布和能量传递过程,根据相关公式计算得出,在理论上双频切换的工作方式能够有效地消除驻波的影响,高频超声波可以深入清洗物体缝隙中的污染物,低频超声波可以清洗物体表面的污染物,双频清洗方式效率更高,成本更低。2.针对双频超声波电源的匹配问题,本文分析了双频换能器的阻抗特性,根据测试参数分别设计两路匹配电路,使用电磁继电器进行匹配线路切换,并描述换能器匹配电路参数的计算方法。3.对于超声波电源追频速度和精度的问题,本文采用DDS数字合成频率技术实现频率输出,使用AD9833芯片和UCC3895芯片实现输出精度可达0.1Hz的PWM信号,提升了超声波电源的控制精度,结合实验室团队自主研发的HZ6686频率追踪芯片实现快速频率追踪,与传统软件算法实现的频率追踪方案相比,使用追频集成芯片辅助MCU完成追频,MCU可以在每个采集周期进行追频判断,进而大幅提升了追频速度,平均追频速度可达35.7us/Hz。4.上海科导超声仪器有限公司通过实验,探究了造成超声波换能器压电片升温的因素,设计了PI恒功率控制功能和分段式功率软启动功能。功率过大是引起换能器压电片持续升温的一个因素,频繁启停换能器也会造成换能器压电片的升温,经研究发现,如果采分段式功率软启动的方式,能够有效地抑制换能器压电片的升温。5.在清洗效果方面,本文对单频清洗模式和双频清洗模式进行了实验对比,经实验研究发现,针对结构较为复杂的物体,双频清洗模式要比单频清洗模式清洗效果好,清洗较为均匀,清洗效率更高。

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