《工業(yè)超聲波清洗機的優(yōu)化設(shè)計》開題報告2700字

PAGE畢業(yè)設(shè)計(論文)題目工業(yè)超聲波清洗機的優(yōu)化設(shè)計一、課題來源、研究的目的和意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析在最近的幾十年中，超聲加工技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。超聲波清洗就是其中發(fā)展的比較快的一種方式。而且，超聲波清洗是在目前所有的清洗方法中，其清洗效率最高、清洗效果最好。超聲波清洗可以達到這樣效果的原因，是清潔方法和其工作原理相互作用下的結(jié)果。在我們?nèi)粘Ｉ詈蜕a(chǎn)當中，需要清潔的東西有很多，分類清洗和清洗的環(huán)節(jié)也很復雜，手工清洗的方法往往不能滿足這些共同的需求，有些情況中，如在對清潔度要求比較高的清洗時，蒸汽清洗和高壓水射也往往無法滿足這些要求，超聲波清洗具有清潔度高、清洗速度快、安全性好等優(yōu)點。其能夠利用其在介質(zhì)中傳播時產(chǎn)生的穿透性和空化沖擊波有效清洗外形復雜的零部件，無論在結(jié)構(gòu)上的外表，細孔，甚至內(nèi)腔，還是工藝流程中的除油、防銹和磷化等操作，其比傳統(tǒng)方法效率高出數(shù)十倍。配合當今先進的化學試劑調(diào)節(jié)溶液的酸堿度，可以達到意想不到的效果，更適合應(yīng)用于要求較高的工藝生產(chǎn)當中。國內(nèi)外超聲波清洗研究現(xiàn)狀經(jīng)過多年超聲波清洗技術(shù)的發(fā)展，目前超聲波清洗設(shè)備逐漸趨于兩個方向：其一是各種類型的多缸、傳動鏈式或升降式超聲波清洗生產(chǎn)線持續(xù)上市；其二是，低頻超聲波清洗機向高頻超聲波清洗機轉(zhuǎn)變?？v觀國內(nèi)外市場，美國、日本、歐洲以及亞太區(qū)域，多缸式超聲波清洗設(shè)備銷量增加，占銷售總量的50％，而多工位半自動、全自動傳動鏈式或升降式超聲波清洗設(shè)備占到總量的40％以上。我國超聲波清洗技術(shù)炙手可熱，超聲波清洗應(yīng)用也凸顯成效，證明了其技術(shù)優(yōu)越性：首先，機械工業(yè)方面，機械零部件電鍍前后或在噴涂前需要清洗；機器維修過程中零部件需要清洗；諸如油泵油嘴偶件、軸承、制動器、燃油過濾器、閥門等高清洗度要求的器件在裝配過程中需要清洗。其次，印制電路板、硅片、晶片、信號控制級別的繼電器、元器件、連接件、顯像管以及電真空器件等在安裝過程中需要清洗。第三，眼鏡、顯微鏡、望遠鏡、瞄準鏡等具有光學系統(tǒng)及取樣玻璃片的清洗。第四，醫(yī)用器具、食品、醫(yī)藥等試驗中所用各種瓶罐器皿使用后的清洗。第五，噴絲頭、精密模具、精密橡膠件、珠寶工藝品等的清洗。以上列舉了主要的超聲波清洗的應(yīng)用途徑，此外還有古董文物等方面。伴隨著超聲波清洗設(shè)備的應(yīng)用范圍的拓展，超聲波清洗設(shè)備更新?lián)Q代速度，新型產(chǎn)品雨后春筍般地涌現(xiàn)，從而新技術(shù)也推陳出新——高頻超聲波清洗技術(shù)。高頻超聲波清洗技術(shù)中兆赫超聲波清洗技術(shù)應(yīng)用較多，其采用頻率700kHz—2MHz的超聲波進行清洗。兆赫超聲波清洗技術(shù)有以下的主要優(yōu)點：一是避免了對高光潔度物體表面清洗時帶來損傷；二是更加精準地去除附著在器件表面的亞微米級的污垢。兆赫超聲波清洗產(chǎn)品在目前市場上已經(jīng)存在，國外市場上有售商用的兆赫超聲波清洗設(shè)備。美國的Verteq、Imtec、ProSys公司開發(fā)的兆赫超聲波清洗設(shè)備主要應(yīng)用在半導體生產(chǎn)線，旨在對100—300mm硅片的清洗。產(chǎn)品清洗效果既可以除去硅片表面上的最小達到0.15μm級別的顆粒，又可以阻止漂洗過程中粒子的重新附著?？梢?，兆赫超聲波清洗設(shè)備已經(jīng)是國外大規(guī)模集成電路制造商在生產(chǎn)過程中不可或缺的生產(chǎn)線裝配設(shè)備。二、主要研究內(nèi)容本文設(shè)計電路主要是在超聲波清洗機的基礎(chǔ)上使用UC3875芯片在超聲波電源功率控制中的應(yīng)用。通過使用UC3875芯片控制全橋移相電路的移相角來改變輸出信號功率，通過控制移相角的大小，就可以控制輸出信號的占空比，以此來達到調(diào)節(jié)負載上輸出功率的目的。文中使用大功率IGBT設(shè)計全橋電路，并對IGBT設(shè)計了基于KA962芯片的驅(qū)動電路。而且還對換能器進行匹配電路設(shè)計，使超聲波清洗機能夠高效的進行清洗工作。三、研究方案、研究方法及預期達到的目標UC3875芯片控制電路，匹配電路，IGBT驅(qū)動電路，頻率自動跟蹤電路等進行了設(shè)計與實現(xiàn)。然后在參考文獻以及一些其他資料的基礎(chǔ)上，確定了電路的整體方案并提出了一些解決方法，優(yōu)化了整個系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中，由UC3875芯片控制輸出信號的功率，調(diào)控方便，易于實現(xiàn)；并且通過控制移相角的大小，就可以改變輸出信號的占空比，以此來達到控制負載上輸出功率的目的。當占空比為0時，輸出信號的功率為0，當占空比為50%時，輸出信號的功率為最大。此框圖帶有換能器匹配電路和頻率自動跟蹤系統(tǒng)，使換能器能夠高效穩(wěn)定的工作。四、完成課題所需的條件、主要困難及解決辦法得保證系統(tǒng)換能器能夠始終工作在諧振狀態(tài)，為此就得保障換能器的工作頻率不變，這就要求超聲清洗機得具有頻率調(diào)節(jié)的功效；當清洗的物品器件不一樣的時候，要求超聲波清洗機能夠輸出不一樣的功率，這些要求超聲波發(fā)生器帶有功率輸出控制系統(tǒng)。五、參考文獻[1]陳金忠,溫暖,孫江,等.超聲波空化作用對ICP光源輻射強度的影響[J].光譜學與光譜分析,2013(5):1338-1341.[2]閆廣錢.超聲波清洗技術(shù)及應(yīng)用[J].現(xiàn)代物理知識,2004,4:23-25.[3]鄧曉,李勤奮.產(chǎn)后果蔬農(nóng)藥殘留降解技術(shù)研究[J].安徽農(nóng)學通報,2007,13(18):34-37.[4]馬坤.超聲波在清洗技術(shù)中的研究[D].山東大學,2008.[5]王興潤,張艷霞,王琪,等.鉻污染建筑廢物不同清洗劑的作用效果比較[J].化工學報,2012,63(10):3255-3261.[6]沈一鳴.柴野佳英與新超聲波清洗技術(shù)[J].蘇南科技開發(fā),2005(8):30-31..[7]楊柳.納米PZT顆粒的兆赫超聲制備及壓電力顯微研究[D].南京航空航天大學,2012.[8]張石磊,王連吉,李國超.精密零件清洗工藝研究及應(yīng)用[J].2008.[9]林書玉.功率超聲技術(shù)的研究現(xiàn)狀及其最新進展[J].陜西師范大學學報(自然科學版),2001,29(1):101-106.[10]張石磊,王連吉,李國超.精密零件清洗工藝研究及應(yīng)用[J].2008.[11]王紅,王軍芳,蔡小娟.淺談消毒供應(yīng)中心工作人員的職業(yè)防護[J].中華現(xiàn)代護理雜志,2008.[12]閆廣錢.超聲波清洗技術(shù)及應(yīng)用[J].現(xiàn)代物理知識,2004,4:23-25.[13]王冬雷.便攜式洗滌器：中國，D06F.[P].2006-09-20.[14]杜丹丹.氙燈用軟開關(guān)電源研究[D].哈爾濱工程大學,2009.[15]聶開俊.基于UC3875的ZVZCS-PWM全橋變換控制器的研究[J].通信電源技術(shù),2008,25(6):33-34.[16]劉星橋,張繼來,譚俐,等.零電壓,電流PWMDC/DC全橋變換控制器設(shè)計[J].微計算機信息,2007(12Z):297-299.[17]牟翔永,陳慶川,朱明.基于UC3875的ZVZCSPWM軟開關(guān)直流電源的研制[J].真空,2008,45(4):101-105.起止日期論文工作進度（主要內(nèi)容、完成要求）開始選題，在實踐中與指導老師商討，確定畢業(yè)論文題目及寫作方向。通過查詢資料并結(jié)合寫作方向，完成論文開題報告。完成論文初稿，期間在圖書館及網(wǎng)上查閱并參考了大量相關(guān)資料。完成論文初稿第一次修改。根據(jù)指導老師針對文章論點、論據(jù)的闡述以及論文邏輯性等方面問題提出的修改意見進行修改。完成論文第二次修改。根據(jù)指導老師針對論文表述不清晰，論點闡述不夠深入等問題提出的修改意見進行修改。最后一次修改并定稿，準備論文答辯。指導教師意見指導教師（簽字）：年月日所在系意見系主任（簽字）：年月日學院審核意見