超聲發(fā)生器簡(jiǎn)單的說(shuō)就是一臺(tái)與換能器頻率相匹配的大功率源。

    總的來(lái)說(shuō)，超聲波發(fā)生器和以換能器為核心的超聲清洗缸，其技術(shù)狀況已遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上時(shí)代的發(fā)展和我國(guó)經(jīng)濟(jì)事業(yè)多領(lǐng)域的需求。超聲波清洗機(jī)生產(chǎn)現(xiàn)狀的特點(diǎn)是技術(shù)陳舊落后，清洗效率不理想，故障率高。這已成了制約它進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用范圍的瓶頸。目前市場(chǎng)上不是以提高技術(shù)、改進(jìn)設(shè)計(jì)、簡(jiǎn)化工藝結(jié)構(gòu)、降低成本、提高其性價(jià)比為先導(dǎo)，而是往往以低價(jià)相互競(jìng)爭(zhēng)，這給整個(gè)行業(yè)和超聲清洗事業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了消極的負(fù)面影響，應(yīng)該引起我們的關(guān)注。

    據(jù)我們了解，在華東地區(qū)，超聲波發(fā)生器的制式不外乎下列幾種：

    1、*代產(chǎn)品是電子管式的，隨著技術(shù)的進(jìn)步，已屬于淘汰產(chǎn)品了（但仍有廠家在生產(chǎn)）。

    2、仿制美國(guó)必能信公司的超聲波發(fā)生器，單板功率300W，頻率固定為25KHz（自激式半橋輸出電路），配有大電源變壓器。但是該電路很難調(diào)整在超聲換能器*頻率諧振點(diǎn)上，輸出功率不可能達(dá)到理想的效果，質(zhì)量也就不言而喻了。但考慮到該發(fā)生器的線路比較簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性尚可，整機(jī)調(diào)試得好，故障率還是很低的，加之生產(chǎn)這種機(jī)型的中小型超聲波清洗機(jī)的企業(yè)較多，能否對(duì)其線路加以改進(jìn)和提高呢?我們提供下面一種設(shè)計(jì)方案供參考：去掉電源變壓器，減少輸出匹配變壓器的漏磁，達(dá)到減輕、減少整機(jī)重量和體積，降低成本，提率之目的。要去掉電源變壓器，首先要考慮解決兩個(gè)問(wèn)題，一是電源輸入和高頻功率輸出之間的絕緣問(wèn)題：二是將供電電壓降低在適合大功率管正常工作的耐壓值下，才能保證整機(jī)的安全運(yùn)行（原機(jī)供電電壓約為DC150V-180V之間）。圖1介紹的這個(gè)電路可以解決供電電壓符合原機(jī)的設(shè)計(jì)要求。注意：調(diào)試時(shí)注意安全，防止觸電。

    原機(jī)的輸出變壓器選用的是單條磁芯，漏磁較大，一旦靠近鐵制外殼，將形成渦流，產(chǎn)生很高的熱量，建議改用IE磁芯，線圈由單組改繞為初、次級(jí)雙繞組，這樣就可以解決電源輸入和高頻功率輸出之間的隔離和絕緣問(wèn)題。輸出變壓器的有關(guān)技術(shù)參數(shù)如匝數(shù)和初次級(jí)的匝數(shù)比及電感量由于諸多的不確定因素，我們很難給出一個(gè)確定的數(shù)據(jù)。

    3、MC機(jī)型及其改進(jìn)后的機(jī)型：這也是一個(gè)老產(chǎn)品了，線路設(shè)計(jì)煩瑣，由于歷史的原因，是一個(gè)沒(méi)有設(shè)計(jì)到位的產(chǎn)品。門電路用得多，SCR調(diào)壓，工藝繁亂，故障率高，已受到用戶的冷落，生產(chǎn)這種機(jī)型的原國(guó)營(yíng)大廠，我們認(rèn)為只有忍痛甩掉舊的落后的機(jī)型，開(kāi)發(fā)或選用新的機(jī)型，才能重振昔日雄風(fēng)，立足于今天的市場(chǎng)。

    改進(jìn)后的機(jī)型，簡(jiǎn)化了電路，增加了“跳頻”同步技術(shù)，所謂“跳頻”實(shí)際上是在PWM的主振頻率上，加了一個(gè)多諧振蕩器，其頻率和主頻相配，該振蕩器的輸出脈沖再去調(diào)制主振極。雖然做到了恒功率輸出，但受功率元件MOSFET電流容量的限制，沒(méi)有做到滿功率輸出，輸出功率也就不盡人意，清洗效率也無(wú)明顯提高，應(yīng)用行業(yè)面不寬，特別是每一個(gè)跳頻周期，清洗缸內(nèi)總有周期性的響聲，沒(méi)有慢啟動(dòng)功能，并設(shè)有“調(diào)功”旋鈕，一旦操作失誤將出現(xiàn)故障，也不能和其他設(shè)備實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制。
究其原因，沒(méi)有跳出原MC機(jī)型的設(shè)計(jì)框框和思路，雖然更換了原控制芯片，遺憾的是新的芯片功能卻沒(méi)有*用上。

    該機(jī)型在華東地區(qū)，僅有少數(shù)企業(yè)在生產(chǎn)，如果再進(jìn)一步改進(jìn)，將功率元件改換為IGBT，可以擴(kuò)大整機(jī)容量，設(shè)法去掉缸內(nèi)周期性的響聲，用好新的PWM控制芯片的全部功能，如慢啟動(dòng)功能和脈寬調(diào)制功能，這就很方便的實(shí)現(xiàn)“一鍵操作”（只設(shè)一只電源開(kāi)關(guān)），不失為一種好的機(jī)型。

    4、IGBT做為功率元件用在超聲波發(fā)生器上已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用，但從部分產(chǎn)品來(lái)看，仍沒(méi)有跳出傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和方法，比如說(shuō)，單單兩個(gè)推動(dòng)組件，如：EXB840／841，是矩形扁片形封裝的厚膜集成電路，其體積和電路及其成本已占了相當(dāng)大的比重，要知道單臺(tái)超聲發(fā)生器的功率要求足不可能很大的。當(dāng)然用IGBT作高頻功率元件，由于它的耐壓高、容量大、輸入阻抗高、壓降小，當(dāng)屬，這也是個(gè)進(jìn)步。

    5、IGBT恒功率超聲波清洗機(jī)：

    這是以目前流行的新一代電力電子元件——IGBT（絕緣柵雙極型大功率晶體管一模塊）為高頻功率器件、和具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新電路、配以換能器組合而成，采用模塊化設(shè)計(jì)，積木式安裝工藝的新一代超聲波清洗機(jī)。

    該機(jī)具有三個(gè)顯著的特點(diǎn)：A：恒功率輸出。所謂“恒功率”就是說(shuō)在清洗缸中，不同高度的水位和不同大小的工件進(jìn)行清洗，其清洗效率不變。（反映出輸出功率不變）從而具有穩(wěn)定、、長(zhǎng)壽等特點(diǎn)。

    要達(dá)到恒功率輸出，*的辦法是采用頻率自動(dòng)跟蹤電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，有關(guān)專業(yè)雜志的專家論壇zui近也就此作了論述和分析，并介紹了多種頻率跟蹤電路，遺憾的是大多理論上講得通，在工藝上卻難以實(shí)現(xiàn)。所以說(shuō)頻率跟蹤電路要實(shí)用、簡(jiǎn)潔、低成本。否則不可能形成工業(yè)化的產(chǎn)品。

    B：該機(jī)的第二個(gè)特點(diǎn)足能做成＜99℃的加溫機(jī)型，這在行業(yè)中也是不小的突破。

    C：工藝性的簡(jiǎn)潔，是該機(jī)的第三個(gè)特點(diǎn)。三個(gè)部件，就組成了可以適應(yīng)各種不同頻率和功率的超聲功率發(fā)生器，簡(jiǎn)潔就意味著可靠、造價(jià)低和使用維護(hù)的方便。

    一個(gè)好的超聲功率發(fā)生器同樣要一個(gè)好的換能器（清洗缸）與之相匹配，否則也難以達(dá)到預(yù)期的效果。換能器（超聲波振子）在超聲波清洗機(jī)中

    扮演著一個(gè)非常重要的角色，是個(gè)很關(guān)鍵的執(zhí)行元件機(jī)構(gòu)。在目前一般中小型生產(chǎn)超聲波清洗機(jī)的企業(yè)中，換能器都是外購(gòu)成品，不大注意其質(zhì)量，或是無(wú)設(shè)備能力測(cè)試其主要的技術(shù)參數(shù)，比如阻抗的大小，頻率的一致性等等，心中無(wú)數(shù)，買來(lái)上機(jī)就用，這就給整機(jī)的效率、壽命埋下質(zhì)量的隱患。進(jìn)一步說(shuō)，即使檢測(cè)，也是小功率的一般工藝性的檢測(cè)，很難反映出真正在實(shí)際工作中的技術(shù)參數(shù)。為此，根據(jù)我們多年來(lái)生產(chǎn)換能器的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，總結(jié)了一套生產(chǎn)換能器的完整工藝，再加上自己研發(fā)的大功率換能器測(cè)試儀，模擬檢測(cè)出換能器在實(shí)際工作中的真實(shí)技術(shù)參數(shù)，如阻抗均控制在20Ω以下，頻率的一致性保持在90％以上，從源頭上保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。

    根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，壓電陶瓷換能器在工作中晶片極易發(fā)生破裂、極片易斷、接線易脫焊的機(jī)理類型（這些都是行業(yè)中一直存在的通病），究其發(fā)生上述故障的原因，除了換能器的本身質(zhì)量外，主要因?yàn)楣β拾l(fā)生器沒(méi)有能很好跟蹤換能器在工作中由于受水位、溫度、工件大小的變化而影響其頻率的變化，二者之間處于失諧狀態(tài)的結(jié)果。
在這點(diǎn)上頻率的自動(dòng)跟蹤顯得尤為重要。另一個(gè)不被人們所忽視的原因，則是缸內(nèi)多個(gè)換能器在工作時(shí)產(chǎn)生的各不相同頻率的反峰電壓，沒(méi)有被有效抑制所產(chǎn)生的后果。

    另外超聲波發(fā)生器輸出給換能器的高頻電壓高低也是個(gè)重要參數(shù)，但是不能認(rèn)為“不同電路的超聲波發(fā)生器，其輸出電路、電壓的不同足導(dǎo)致傳播效率的重要原因”“輸出電壓低，發(fā)生器消耗的電能就大，同時(shí)振子還容易發(fā)熱，產(chǎn)生的感應(yīng)電場(chǎng)強(qiáng)，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整電路，增大輸出給振子的電壓可能會(huì)取得很好的效果”。

    我們認(rèn)為這種提法有待商榷、探討，發(fā)生器輸出給換能器的電壓高低足影響效率的一個(gè)重要原因，但它不是個(gè)固定不變的參數(shù)，要根據(jù)換能器頻率的高低和換能器的多少（功率）作相應(yīng)調(diào)整，換能器頻率高則電壓相應(yīng)要低，而換能器頻率低，同樣電壓應(yīng)相應(yīng)提高。此外，振子發(fā)熱的主要因素一是發(fā)生器的頻率和振子的實(shí)際諧振頻率處于失諧狀態(tài)，二是發(fā)生器的輸出阻抗和負(fù)載振子的整體阻抗不相匹配。如果滿足了上述兩個(gè)條件，就是說(shuō)頻率既不失諧，阻抗又相匹配，那才是效率，溫升zui低的狀態(tài)。如果單純?cè)龃筝敵鲭妷旱褂锌赡茉龃罅斯亩鹫褡影l(fā)熱。

    可喜的是恒功率超聲波清洗機(jī)通過(guò)近五年的不懈努力，所創(chuàng)新的“全頻、實(shí)時(shí)”自動(dòng)跟蹤電路和非一般性的工藝處理，成功的解決了這些問(wèn)題。有多臺(tái)加溫機(jī)型在外資企業(yè)已安全*地運(yùn)行了近三年之久。可以說(shuō)恒功率超聲波清洗機(jī)給整個(gè)行業(yè)帶來(lái)了一片春意。

    二、對(duì)超聲波清洗機(jī)生產(chǎn)的建議

    1、盡早出臺(tái)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，凈化市場(chǎng)---超聲波清洗機(jī)

    不可否認(rèn)，受過(guò)去計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制的影響，在各行各業(yè)留下了不少后遺癥，本行業(yè)也不例外。例如某國(guó)營(yíng)大廠，幾年前雖半改制為有限公司，但機(jī)制、運(yùn)作方法仍然沒(méi)有大的變動(dòng)，還是以前的老一套，十幾年時(shí)間里甚至連一臺(tái)50W超聲波清洗機(jī)也沒(méi)能研制出來(lái)。陳舊的體制加上過(guò)時(shí)的產(chǎn)品就是它的致命傷，令人惋惜和遺憾，其中的原因也發(fā)人深思。

    今天，在社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的大好環(huán)境下，一大批民營(yíng)企業(yè)紛紛崛起，就無(wú)錫及其周邊地區(qū)而言，從事超聲波生產(chǎn)的就有近100多家，其中也有不少上規(guī)模檔次的廠商，這是個(gè)很好的現(xiàn)象。

    但我們也要清醒的看到，有很多企業(yè)均沒(méi)有自主開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品的能力，特別是生產(chǎn)超聲波清洗機(jī)的企業(yè)，90％以上都是采用了“拿來(lái)主義”，仿制現(xiàn)成的產(chǎn)品，所以市場(chǎng)上的產(chǎn)品都是清一色的25KHz老面孔。不在產(chǎn)品創(chuàng)新、務(wù)實(shí)上下功夫，而是打起了一場(chǎng)惡性循環(huán)的價(jià)格戰(zhàn)，甚至有的從內(nèi)在質(zhì)量到外觀都可以說(shuō)足劣質(zhì)產(chǎn)品，以極其低廉的價(jià)格銷售出去，這種現(xiàn)象有目共睹，也是非常危險(xiǎn)的，可以想見(jiàn)，即使你有創(chuàng)新的好產(chǎn)品，處于這樣的外部環(huán)境中，有時(shí)也顯得無(wú)能為力。

    為此，我們呼吁關(guān)于超聲波清洗機(jī)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在廣泛征求意見(jiàn)的基礎(chǔ)上早日出臺(tái)，以使企業(yè)有規(guī)可循，有章可依，使行業(yè)能在健康有序的道路上走正走好。同時(shí)，希望產(chǎn)品技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督部門能

    進(jìn)一步規(guī)范市場(chǎng)，嚴(yán)肅查處和杜絕不合格、劣質(zhì)產(chǎn)品，凈化市場(chǎng)環(huán)境，給企業(yè)一個(gè)良好的發(fā)展空間。

    2、現(xiàn)有產(chǎn)品總有改進(jìn)的余地和創(chuàng)新的空間--超聲波清洗機(jī)

    有些中小型企業(yè)在缺乏資金和人材的情況下，產(chǎn)品要更新、技術(shù)要?jiǎng)?chuàng)新談何容易。
我們認(rèn)為，哪怕是一個(gè)很小的企業(yè)，只要在質(zhì)量觀念上有正確的認(rèn)識(shí)，對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行一次回顧、總結(jié)，找出其隱患或不足之處，加以研究，客觀科學(xué)地分析，反復(fù)試驗(yàn)、改進(jìn)，這樣產(chǎn)品就會(huì)不斷提高。如果本身正在生產(chǎn)的是仿制產(chǎn)品，千萬(wàn)不要迷信，以為這就是十全十美的了，任何產(chǎn)品都不是的，總有改進(jìn)的余地和創(chuàng)新的空間。

    3、同行應(yīng)該是親家--超聲波清洗機(jī)

    我們面對(duì)的是一項(xiàng)共同的事業(yè)，是一個(gè)極其廣大的市場(chǎng)和用戶，在他們面前，我們是一致的。

    我們衷心希望“中國(guó)洗凈工程技術(shù)合作協(xié)會(huì)”在“組織行業(yè)技術(shù)攻關(guān)、指導(dǎo)合作開(kāi)發(fā)、推動(dòng)行業(yè)整體技術(shù)進(jìn)步……”等方面發(fā)揮更大作用。我們也愿意在乎等、互惠的前提下，真誠(chéng)與同行或有識(shí)之士，進(jìn)行廣泛的合作和交流，為了一個(gè)共同的目的，振興我們共同的事業(yè)。