超声波发生器的频率跟踪电路

时间：2025-04-29

超声波发生器频率跟踪电路的几个典型应用

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超声波跟踪电路鲍善惠王敏慧 , (陕西师范大学应用声学研究所,西安,7()2 1X ) 6

,前言 .

也会传至换能器;而清洗槽中液面高度的变化或被清洗

所超声波发生器是超声设备的重要组成部分,负着物件的变化是难以避免的 .有这些因素都会引起换能担

向超声换能器提供超声频电能的任务 .了使换能器高器谐振频率的漂移 .如不及时调整发生器的振荡频率,为重效率地工作 .不但要求发生器提供的电能有足够的功率,换能器的工作状态就会变化 .轻则效率下降 .则停止用即人工 )方式调整频率不但效率低下 .而而且要求其频率与换能器的谐振频率一致 .常,换能振动 .手动 (通需要发生器具有自器的谐振频率会由于发热,负载变化,化等原因发生且不适应自动化生产的要求 .因此,老改变 .对于超声波清洗设备来说,这种现象尤为显著 .动调节频率的性能,即通常称作自动频率跟踪或简称频因为除了换能器自身的损耗引起发热外,清洗液的温度率跟踪 .

超声波发生器频率跟踪电路的几个典型应用

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圈2.率跟踪的原理频( )位方案 .方案也是同时采用电流信号 V和 3相此 .,不 . 简言之 .频率跟踪就是利用反馈技术,自动调节电压信号 V,过是通过鉴相得到两者的相位差信号 . 发生器的振荡频率 .其随着换能器谐振频率的变化而换能器工作于电流和电压同相的状态 .使改变,以保持换能器始终工作在某种设定状态下 .反馈

从上述可知 .不同的频率跟踪方案所设定的换能器

究竟采用哪一种方案,除了取决于的方式通常有声反馈和电反馈两种 .这两种反馈的原理工作状态是不同的 .实际问题的需要外,在一定程度上取决于设计者对换还图分别示于图 1a图 1 .声反馈是拾取换能器的机械和 b 振动 .转变为电信号后送到发生器的输入端 .这种反馈能器工作状态的理解和把握 .的电路简单 .但需要在负载端进行机械连接 .比较费事 .有的情况下还无法实现,故使用较少 .目前主要应用在超声电机的频率跟踪上 .电反馈是对换能器的电下面介绍几种用于压电换能器的典型跟踪电路 .对流

和电压采样,再对采样信号进行一定处理 .然后送于磁致伸缩换能器 .电路会稍有不同,但原理都是适

回到发生器去控制振荡频率 .这种反馈完全借助电子元用的 . 器件实现 .制作方便 .而且方案灵活,实现的具体方式也非常多样 .因此应用较广 .超声清洗和超声加工设备基本上都是这种反馈 .本文也只讨论电反馈方式 .

( )动变量器桥式电路 1差 u这是电流方案的一个例子 .它利用串联谐振时换能

器的串联支路电流最大的特点,将换能器的工作点设定在串联谐振频率 f上 .此电路的原理示于图 2 .图中的

虚线框内是压电换能器 (D)的等效电路,c,c L T .和 R分别为静态电容,态电容, .动 _动态电感和动态电阻 .C,.

能器

L和 R· .,所在的支路即串联支路 .T为电流变量器 . F

C为补偿电容 .T D,C和 1的两个初级线圈 w, 1=,w.构成电桥的四个臂 .发生器的输出信号 V加在电桥的一图 1声反馈框图 8

条对角线上 .果调节 C和 W W,下式满足:C:如,使 W=

C: .则流经 C的电流 I C的电流 l T . W和 n在 F中产

生的磁通大小相等而方向相反 .两者恰好抵消 .只有流能器

经串联支路的电流 I,才会在次级线圈 w中激发感应电