超聲波除垢器的研究與開發(fā).pdf

1、超聲技術在工業(yè)中的應用開始于上世紀10到20年代，隨著計算機軟硬件技術、電子技術及信號處理技術的飛速發(fā)展，超聲波在成像、無損檢測、測距、超聲清洗、焊接應力釋放、無損探傷、醫(yī)療等領域獲得了非常廣泛的應用。工業(yè)生產(chǎn)中，管道結垢普遍存在，嚴重的影響生產(chǎn)，浪費能源，造成管道報廢?；瘜W防垢成本高，勞動強度大，污染嚴重。近年來人們正在不斷探索各種物理的除垢方法，超聲波除垢已經(jīng)成為了鍋爐除垢的一種新的選擇。 本文首先分析了超聲波清洗的原理和發(fā)

2、展趨勢，針對超聲波清洗機對電源的具體要求以及現(xiàn)階段超聲應用的發(fā)展趨勢，提出了超聲波系統(tǒng)的總體結構；通過對壓電換能器的電特性分析，設計了超聲電源匹配電路和電源主電路。為了滿足超聲電源智能化的要求，本文采用P89C51單片機對整個系統(tǒng)進行控制。通過對開關電源主要拓撲結構的分析，確定使用 D 類功率放大器。因為超聲清洗需要電源提供非常大的功率，所以應用全橋功率放大器對信號進行功率放大，并選定了所使用的各種元器件的型號和參數(shù)。為使本超聲波除垢防

3、垢器能夠穩(wěn)定的工作，應使電源的輸出頻率和換能器的諧振頻率保持一致，在對換能器振動特性分析的基礎上，確定了控制方案，并設計了控制電路和控制程序。設計了脈寬調(diào)制逆變電路、振蕩電路、AD采樣電路、DA輸出電路、單片機工作電路。 文中詳細的介紹了本系統(tǒng)軟件的結構設計和程序編寫。設計了系統(tǒng)總體的程序結構，編寫了初始化程序、數(shù)據(jù)采集程序、單片機控制程序和PID控制程序等。討論了軟件可靠性的問題。并根據(jù)軟件的本質(zhì)可靠性設計和可靠性控制對系統(tǒng)