超聲波分散儀

-.z.超聲波分散儀超聲波分散儀是指以液體為媒介，通過超聲波在液體中的"空化〞作用，將液體中的顆粒進展分散和解團聚的過程。超聲波技術作為一種物理手段和工具，能在液體中產(chǎn)生各種極端條件，這一現(xiàn)象被稱為聲化學作用，相關的超聲設備則被稱為超聲波聲化學設備〔簡稱"聲化學設備〞〕。超聲波分散設備是聲化學設備的一種應用，可用于水處理、固液系分散、液體中顆粒的解團聚、促進固液反響等效果。工作原理超聲波分散設備由超聲波振動部件和超聲波專用驅(qū)動電源兩大大局部構(gòu)成。超聲波振動部件主要包括大功率超聲波換能器、變幅桿、工具頭〔發(fā)射頭〕，用于產(chǎn)生超聲波振動，并將此振動能量向液體中發(fā)射。超聲波驅(qū)動電源是專門用于驅(qū)動超聲波振動部件工作的設備，控制這超聲波振動部件的各種工作狀態(tài)。它將一般的市電轉(zhuǎn)化為高頻的交流電信號，并驅(qū)動換能器產(chǎn)生超聲振動。當超聲振動傳遞到液體中時，由于聲強很大，會在液體中激發(fā)很強的空化效應，從而在液體中產(chǎn)生大量的空化氣泡。隨著這些空化氣泡產(chǎn)生和爆破，將產(chǎn)生微射流，進展將液體重大的固體顆粒擊碎。同時由于超聲波的振動，使固液更加充分的混合，對大局部化學反響起到促進作用。在醫(yī)學領域中，如磷脂類和膽固醇混合，經(jīng)過超聲分散，可以得到更小的粒子〔0.1μm左右〕供靜脈注射。產(chǎn)品組成超音波振動源〔驅(qū)動電源〕：把50-60Hz的市電轉(zhuǎn)化為高功率的高頻率〔15kHz—100kHz〕電源，提供應換能器。換能器〔controller,transducer〕：把高頻率電能轉(zhuǎn)化為機械振動能。變幅桿：聯(lián)接并固定換能器與工具頭，將換能器之振幅放大后傳送到工具頭。工具頭〔導入桿〕：把機械能和壓力傳至工作物，同時也有振幅放大的功能。連接螺栓：將以上各組件嚴密地連接。產(chǎn)品特點1、功率大，單套最大功率可以到達3000W;2、工作穩(wěn)定：可全天候連續(xù)工作;3、選用鈦合金作為換能器和工具頭的材料，提高振動傳遞效率，設備使用壽命大大提高;4、耐高溫：輻射頭局部，最高可承受600℃;5、耐高壓：最高承受壓強30Mpa;6、多節(jié)工具頭設計：有效增大超聲波輻射面積，使輻射效果更加均勻;7、可根據(jù)客戶特殊要求定制各種聲化學設備。超聲波發(fā)生器超聲波電源分為自激式和它激式電源，自激式電源稱為超聲波模擬電源，它激式電源稱為超聲波發(fā)生器。超聲波發(fā)生器，又稱超聲波驅(qū)動電源、電子箱、超聲波控制器，是大功率超聲系統(tǒng)的重要組成局部。超聲波發(fā)生器作用是把市電轉(zhuǎn)換成與超聲波換能器相匹配的高頻交流電信號，驅(qū)動超聲波換能器工作。超聲波發(fā)生器產(chǎn)生一個特定頻率的正弦信號或脈沖信號，此特定頻率就是換能器工作頻率。應用在超聲波設備中的超聲波頻率為20KHz、25KHz、28KHz、33KHz、40KHz、60KHz以及100KHz以上。放大電路形式采用線性放大電路和開關電源電路。開關電源電路的優(yōu)點：轉(zhuǎn)換效率高，因此大功率超聲波電源采用此形式。線性電源電路的優(yōu)點：不嚴格要求電路匹配，允許工作頻率連續(xù)快速變化。超聲波發(fā)生器有反響環(huán)節(jié)，主要提供二個方面的反響信號：第一個是提供輸出功率信號。第二個是提供頻率跟蹤信號。超聲波發(fā)生器和模擬電源的區(qū)別：自動跟頻：設備一旦完成初始設置后，就可以連續(xù)作業(yè)而無需對發(fā)生器進展調(diào)節(jié)。自動振幅控制：換能器工作過程中負載發(fā)生變化時，能自動調(diào)整驅(qū)動特性，確保工具頭得到穩(wěn)定的振幅。系統(tǒng)保護：系統(tǒng)在不適宜的操作環(huán)境下工作時，發(fā)生器將停頓工作并報警顯示，保護設備不受損壞。振幅調(diào)整：振幅可在工作過程中瞬間增加或減少，振幅的設置范圍：0%~100%。自動搜頻：可以自動測定工具頭的工作頻率并儲存。過熱保護：能夠很好的保護發(fā)生器不被損壞。

超聲波變幅桿超聲波變幅桿是超聲振動系統(tǒng)中一個重要的組成局部，它在振動系統(tǒng)中的主要作用是把機械振動的質(zhì)點位移或速度放大，并將超聲能量集中在較小的面積上即聚能，因此也稱超聲變速桿或超聲聚能器。原理在高聲強超聲如超聲加工、超聲焊接等應用中，輻射面的振動幅度一般需要幾十到幾百微米，只有在換能器的端面連接超聲波變幅桿，才能將機械振動幅度放大到符合要求。另外，超聲波變幅桿還可以作為機械阻抗變換器，在換能器和聲負載之間進展阻抗匹配，使超聲能量更有效地從換能器向負載傳輸。分類振動類型：分為縱振、扭振、彎振以及復合振動(縱彎、縱扭)，四類。在功率超聲的加工和處理應用中，縱振型應用最為普遍。母線形狀：單一變幅桿的母線形狀來分類，又可分為階梯、指數(shù)、懸鏈線、圓錐、高斯、傅里葉、余弦等類型，假設將這些單一形狀變幅桿組合起來進展設計，則是復合型變幅桿。二分之一波長的縱振變幅桿的設計方案：傳統(tǒng)解析法

等效電路法

替代法(機械阻抗相等法)

傳輸矩陣法

有限元法

其他方法

：變幅桿設計方法還有傳輸線法、分段趨近法、表觀彈性法等歷史上世紀40年代創(chuàng)造的縱振指數(shù)型變幅桿，是為了高強大功率超聲波的應用。上世紀50年代原蘇聯(lián)學者提出懸鏈線型變幅桿和多級組合變幅桿。上世紀60年代提出了描述變幅桿形狀因數(shù)的概念，并開展了一種應力沿桿件均勻分布的高斯型變幅桿，獲得了高位移振幅。森榮司提出振動方向變換器，開辟了用變幅桿件功率合成方法獲得高強特大功率(50KW以上)超聲的途徑。上世紀80年代森榮司等又提出夾心彎曲換能器構(gòu)造。90年代根本佐久良雄等人則提出了夾心扭轉(zhuǎn)換能器構(gòu)造。隨后又出現(xiàn)了彎曲振動變幅桿和扭轉(zhuǎn)振動變幅桿，擴大了工業(yè)應用范圍。除了以上桿件形狀外，在大功率超聲冷拔絲、管等應用中出現(xiàn)了等厚度或變厚度的盤形或環(huán)形聚能器;在超聲焊接、切割中又出現(xiàn)了大型塊狀變幅桿件。超聲波振動子超聲波振子又稱超聲波振動子，行業(yè)內(nèi)將換能器與變幅桿連接后的整體叫做振動子。超聲波振子由壓電陶瓷的壓電效應實現(xiàn)電能與機械能〔聲波振動〕的相互轉(zhuǎn)換，并通過聲阻抗匹配的前后輻射蓋塊進展放大的器件。原理超聲波振子由超聲波換能器和超聲波變幅桿組成超聲波振動系統(tǒng)。超聲波換能器是一種能把高頻電能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置，超聲波變幅桿是一個無源器件，本身不產(chǎn)生振動，只是將超聲波換能器輸入的振動改變振幅后再傳遞出去，完成了阻抗變換。超聲波換能器在適宜的電場鼓勵下能產(chǎn)生有規(guī)律的振動，其振幅一般在10μm左右，這樣的振幅要直接完成焊接和加工工序是不夠的。因此換能器合理設計的超聲波變幅桿，超聲波的振幅可以在很大的范圍內(nèi)變化，只要材料強度足夠，振幅可以超過100μm。超聲波變幅桿在做縱向伸縮振動時，其中間的*橫截面左右兩邊的質(zhì)點運動方向剛好相反，相當于存在一個相對靜止的節(jié)面。這個節(jié)面叫做節(jié)點，這里也是振動子的最正確固定點，偏離這個節(jié)點固定就會降低振動子的工作效率，俗稱漏波。材質(zhì)鐵質(zhì)超聲波振子聲傳遞效率高，但材料強度低，易開裂和螺孔滑絲；鋼質(zhì)超聲波振子強度高，但聲阻抗相對較大；鈦合金超聲波振子綜合性能好，缺點就是價格高、加工難。常見故障超聲波振子要放在枯燥的地方，以免超聲波振動動子受潮，會影響正常的工作。假設超聲波振子受潮則放進烘箱設定100℃左右烘干2小時或者使用電吹風去潮至阻值正常為止；?超聲波振子脫膠,超聲波振動子脫膠以后超聲波電源輸出的功率正常,但是由于振子與振動面連接不好,長時間工作的話會燒壞振子.超聲波振子脫膠一般要請專業(yè)超聲波廠家進展維修或更換。維護保養(yǎng)1、超過一星期未使用，請和防塵套〔塑膠袋〕覆蓋；2、除升降螺桿于出廠前已收潤滑油外，其它各部不需上任何油劑；3、定期檢查內(nèi)部振動子輸出線是否磨損；4、外觀有灰塵，請以干凈布擦拭，每隔半年應以枯燥之壓縮空氣吹凈機內(nèi)塵埃，在清潔焊機側(cè)板、外表時嚴禁使用各種熔劑，應使用中性洗滌劑，輕輕擦試；5、濾水杯達13水位時，請將水排除；6、焊機每使用滿一月，滑動部位應揩試干凈，重新涂上優(yōu)質(zhì)潤滑油脂；7、隨時注意機臺位置平安。超聲波換能器超聲波換能器是一種能把高頻電能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置。超聲波換能器是一種能量轉(zhuǎn)換器件，它的功能是將輸入的電功率轉(zhuǎn)換成機械功率〔即超聲波〕再傳遞出去，而自身消耗很少的一局部功率。超聲波換能器一般有磁致伸縮換能器和壓電晶體換能器兩類。磁致伸縮屬于磁致伸縮的有鎳片換能器和鐵氧體換能器。鐵氧體換能器的電聲轉(zhuǎn)換效率比擬低，一般使用一、二年后效率下降，甚至幾乎喪失電聲轉(zhuǎn)換能力。鎳片換能器的工藝復雜，價格昂貴，所以至今很少使用。壓電晶體其中最成熟可靠的是以壓電效應實現(xiàn)電能與聲能相互轉(zhuǎn)換的器件,稱為壓電換能器.由材料的壓電效應將電信號轉(zhuǎn)換為機械振動。這種換能器電聲轉(zhuǎn)換效率高，原材料價格廉價，制作方便，也不容易老化。常用的材料有石英晶體、鈦酸鋇和鋯鈦酸鉛。石英晶體的伸縮量太小，3000V電壓才產(chǎn)生0.01um以下的變形。鈦酸鋇的壓電效應比石英晶體大20-30倍，但效率和機械強度不如石英晶體。鋯鈦酸鉛具有二者的優(yōu)點，一般可用作超聲波清洗，探傷和小功率超聲波加工的換能器。換能器組成1.中央壓電陶瓷元件