智能超聲防除垢裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于功率超聲應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種智能超聲防除垢裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]許多工業(yè)生產(chǎn)工藝過程都離不開熱交換設(shè)備。熱交換設(shè)備中多數(shù)是以水作為基本換熱介質(zhì)。在這種有液體作為換熱介質(zhì)的熱交換設(shè)備當(dāng)中，運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)象。結(jié)垢造成了熱交換設(shè)備換熱效率下降、能源浪費(fèi)，影響企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，甚至?xí)a(chǎn)生安全隱患。
[0003]液體介質(zhì)不同，結(jié)垢性態(tài)也各異:可以是水垢(無機(jī)鹽垢)、塵泥垢、微生物垢(菌類、藻類)；也可以是結(jié)晶、結(jié)焦、結(jié)疤、掛臘等，這些統(tǒng)稱為工業(yè)結(jié)垢。
[0004]傳統(tǒng)的化學(xué)處理方法，防垢作用單一，時(shí)效短，不易做到完全徹底，且運(yùn)行費(fèi)用較高。而且，化學(xué)藥劑對(duì)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，廢液排放還污染環(huán)境，顯然不是一種好的方法。除了化學(xué)方法之外，還有過電場(chǎng)、磁場(chǎng)等物理防垢方法，但實(shí)際效果普遍不好，甚至不起作用。
[0005]超聲波防垢除垢技術(shù)，是2000年前后才引入我國(guó)的一種全新技術(shù)，其作用機(jī)理是:利用超聲波在媒質(zhì)中傳播時(shí)所產(chǎn)生的物理學(xué)效應(yīng)(超聲凝聚、超聲空化、剪切應(yīng)力破碎等)來實(shí)現(xiàn)防垢與除垢的，屬于功率超聲應(yīng)用技術(shù)，為純物理方式。它克服了化學(xué)方式的所有缺點(diǎn)，是目前工業(yè)防垢除垢技術(shù)領(lǐng)域里最先進(jìn)、最具實(shí)效性的實(shí)用技術(shù)。
[0006]對(duì)于這項(xiàng)新技術(shù)的應(yīng)用，國(guó)內(nèi)已有了相應(yīng)的產(chǎn)品。絕大多數(shù)廠家的產(chǎn)品，其超聲波源部件一一超聲換能器頭，普遍采用壓電陶瓷材料振子，屬于電致伸縮原理。這類產(chǎn)品受壓電陶瓷材質(zhì)特性(非金屬、脆、居里溫度點(diǎn)低等)制約，實(shí)際能夠適合防除垢應(yīng)用的面很窄小。往往超聲波發(fā)射點(diǎn)距作用點(diǎn)有相當(dāng)一段距離，需要通過液體介質(zhì)導(dǎo)波，造成超聲波能量衰減嚴(yán)重，導(dǎo)致防垢除垢效果不佳。之后有了采用金屬磁致伸縮材料制成超聲換能器振子的超聲波防除垢產(chǎn)品，屬于磁致伸縮原理。這類產(chǎn)品完全克服了壓電陶瓷振子類產(chǎn)品的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了超聲換能器頭與換熱器金屬體的剛性連接，鋼質(zhì)固體介質(zhì)導(dǎo)波，能量傳遞快、衰減小，適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和工藝條件能力強(qiáng)，許多應(yīng)用實(shí)例都已證明了它的防除垢作用效果。這算是采用磁致伸縮式換能原理的第一代超聲波防除垢產(chǎn)品。目前看，它的關(guān)鍵性缺點(diǎn)是:主機(jī)超音頻電源采用模擬電子線路，易受到環(huán)境條件變化影響，激勵(lì)電流頻率會(huì)發(fā)生漂移，使超聲換能器頭脫離諧振工作點(diǎn)，造成超聲波能量降低，影響其作用功效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種智能超聲防除垢裝置，可靠性高、穩(wěn)定性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，還具有防過載保護(hù)功能，控制方式靈活、靈敏、多樣。
[0008]本實(shí)用新型的目的是通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。
[0009]本實(shí)用新型的智能超聲防除垢裝置，一種智能超聲防除垢裝置，包括主機(jī)超音頻電源的控制箱和超聲換能器頭，所述主機(jī)超音頻電源的控制箱由箱體和箱門組成，其特征在于:在所述的箱體內(nèi)設(shè)有通過電纜與電源相連接的電源隔離變壓器，與此電源隔離變壓器相連接的功率放大電路和數(shù)字控制電路。
[0010]所述的功率放大電路由電壓整形電路，與此電壓整形電路相連接的高頻電子開關(guān)電路，與此高頻電子開關(guān)電路相連接的耦合匹配輸出電路所組成，所述的耦合匹配輸出電路與超聲換能器頭連接。
[0011 ]所述的數(shù)字控制電路由電腦芯片控制電路，與電腦芯片控制電路相連接的參數(shù)檢測(cè)反饋電路、分頻觸發(fā)電路，與此分頻觸發(fā)電路相連接的高頻晶振電路所組成，所述的分頻觸發(fā)電路的輸出端與高頻功率電子開關(guān)電路相連接，所述的參數(shù)檢測(cè)反饋電路入端與耦合匹配輸出電路相連接。
[0012]在所述的箱門上設(shè)有工作電流表、工作電壓表、液晶操作顯示屏和電源開關(guān)。
[0013]所述的超聲換能器頭由與所述的連接電纜相連接的激勵(lì)線圈、金屬磁致伸縮超聲波振子，與此金屬磁致伸縮超聲波振子相連接的鋼質(zhì)導(dǎo)波桿，與此鋼質(zhì)導(dǎo)波桿連接的鋁合金防護(hù)罩，與鋁合金防護(hù)罩連接的后蓋所組成。
[0014]所述高頻電子開關(guān)電路是由共陰極共陽(yáng)極雙路集成高頻晶閘管組合成的高頻功率電子開關(guān)電路。
[0015]所述的電腦芯片控制電路采用ARM966EJ-S單片機(jī)。
[0016]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:
[0017]1、由于本實(shí)用新型采用了電腦芯片為主、多單元集成電路模塊為輔組成的數(shù)字控制電路，實(shí)現(xiàn)了工作參數(shù)的自動(dòng)檢測(cè)、分析、反饋，諧振點(diǎn)的自動(dòng)跟蹤自動(dòng)調(diào)節(jié)等一系列智能功能，產(chǎn)品的工作穩(wěn)定、可靠性強(qiáng)，消除了前期產(chǎn)品諧振點(diǎn)漂移問題，超聲波能量輸出有了顯著提高。
[0018]2、本實(shí)用新型智能超聲防除垢裝置的工作模式，即超聲波能量輸出為脈沖波(非連續(xù)波)方式。這種波的優(yōu)點(diǎn)在于它的沖擊性作用，防除垢效果突出。
[0019]3、本實(shí)用新型采用了供電源隔離變壓器變壓，形成電子線路的懸浮接地，有效地避免了負(fù)載意外接地所造成的電子元器件損壞。同時(shí)也阻止了高頻干擾信號(hào)的侵入，保證了整機(jī)電子線路工作的穩(wěn)定可靠。
[0020]4、本實(shí)用新型的功率放大器為高頻激勵(lì)電流輸出，其技術(shù)特點(diǎn)是:采用了專制的共陰極共陽(yáng)極雙路集成高頻晶閘管(可控硅)配對(duì)組合而成的電子開關(guān)，可形成獨(dú)立的多路功率超音頻電流輸出，響應(yīng)速度快，能量損耗小，工作效率高。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)組成示意圖。
[0022]圖2為主機(jī)超音頻電源電路組成框圖示意圖。
[0023]圖3為本實(shí)用新型的超聲換能器頭結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】包括下列步驟:
[0025]如圖1-3所示，本實(shí)用新型的智能超聲防除垢裝置，包括主機(jī)超音頻電源箱和超聲換能器頭6，所述主機(jī)超音頻電源箱由箱體和箱門組成，其特征在于:在所述的箱體內(nèi)設(shè)有通過電纜與220V電源相連接的電源隔離變壓器A，與此電源隔離變壓器A相連接的功率放大電路和數(shù)字控制電路。
[0026]所述的功率放大電路由電壓整形電路B，與此電壓整形電路B相連接的高頻電子開關(guān)電路C，與此高頻電子開關(guān)電路C相連接的耦合匹配輸出電路D所組成，所述的耦合匹配輸出電路D與超聲換能器頭6電纜連接;所述高頻電子開關(guān)電路C是由共陰極共陽(yáng)極雙路集成高頻晶閘管組合成的大功率高頻電子開關(guān)電路。采用共陰極共陽(yáng)極雙路集成高頻晶閘管(可控硅)組合成的大功率高頻電子開關(guān)電路，實(shí)現(xiàn)了獨(dú)立的多路功率超音頻電流輸出。
[0027]本實(shí)用新型所述的數(shù)字控制電路由電腦芯片控制電路H，與電腦芯片控制電路H相連接的參數(shù)檢測(cè)反饋電路G、分頻觸發(fā)電路F，與此分頻觸發(fā)電路相連接的高頻晶振電路E所組成，所述的電腦芯片控制電路采用ARM966E J-S單片機(jī);所述的分頻觸發(fā)電路F的輸出端與高頻功率電子開關(guān)電路C相連接，所述的參數(shù)檢測(cè)反饋電路G入端與耦合匹配輸出電路D相連接。
[0028]為了便于操作，本實(shí)用新型在所述的箱門上設(shè)有工作電流表2、工作電壓表4、液晶操作顯示屏3和電源開關(guān)I。
[0029]本實(shí)用新型所述的超聲換能器頭6由與所述的連接電纜相連接的激勵(lì)線6-4、金屬磁致伸縮超聲波振子6-3，與此金屬磁致伸縮超聲波振子6-3相連接的鋼質(zhì)導(dǎo)波桿6-7，與此鋼質(zhì)導(dǎo)波桿6-7連接的鋁合金防護(hù)罩6-2，與鋁合金防護(hù)罩6-2連接的后蓋6-1所組成。
[0030]將220伏工頻電能通過功率放大電路的電源整形電路B、大功率高頻電子開關(guān)電路C和耦合匹配輸出電路D，在數(shù)字控制電路的高頻晶振電路E、分頻觸發(fā)電路F、參數(shù)檢測(cè)反饋電路G、電腦芯片控制電路H的調(diào)制下形成超音頻功率電流，經(jīng)電纜5輸送給超聲換能器頭6的激勵(lì)線圈6-4產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，再經(jīng)過金屬磁致伸縮超聲波振子6-3將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能(超聲波能)，經(jīng)由與金屬磁致伸縮超聲波振子6-3連接的高頻釬焊連接層6-6和與高頻釬焊連接層6-6連接的鋼質(zhì)導(dǎo)波桿6-7發(fā)射到被作用對(duì)象。
[0031]本實(shí)用新型以電腦芯片控制電路H為主、多單元集成電路模塊為輔組成的數(shù)字控制電路，高頻晶振電路E產(chǎn)生的高頻振蕩經(jīng)分頻觸發(fā)電路F后形成的觸發(fā)信號(hào)，在電腦芯片控制電路的指揮下對(duì)功率放大電路的高頻電子開關(guān)電路C進(jìn)行觸發(fā)控制，實(shí)現(xiàn)了工作參數(shù)的自動(dòng)檢測(cè)、分析、反饋，諧振點(diǎn)的自動(dòng)跟蹤自動(dòng)調(diào)節(jié)等一系列智能功能，產(chǎn)品的工作穩(wěn)定、可靠性強(qiáng)，消除了前期產(chǎn)品諧振點(diǎn)漂移問題，超聲波能量輸出有了顯著提高。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種智能超聲防除垢裝置，包括主機(jī)超音頻電源的控制箱和超聲換能器頭，所述主機(jī)超音頻電源的控制箱由箱體和箱門組成，其特征在于:在所述的箱體內(nèi)設(shè)有通過電纜與電源相連接的電源隔離變壓器，與此電源隔離變壓器相連接的功率放大電路和數(shù)字控制電路； 所述的功率放大電路由電壓整形電路，與此電壓整形電路相連接的高頻電子開關(guān)電路，與此高頻電子開關(guān)電路相連接的耦合匹配輸出電路所組成，所述的耦合匹配輸出電路與超聲換能器頭電纜連接； 所述的數(shù)字控制電路由電腦芯片控制電路，與電腦芯片控制電路相連接的參數(shù)檢測(cè)反饋電路、分頻觸發(fā)電路，與此分頻觸發(fā)電路相連接的高頻晶振電路所組成，所述的分頻觸發(fā)電路的輸出端與高頻功率電子開關(guān)電路相連接，所述的參數(shù)檢測(cè)反饋電路入端與耦合匹配輸出電路相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能超聲防除垢裝置，其特征在于:在所述的箱門上設(shè)有工作電流表、工作電壓表、液晶操作顯示屏和電源開關(guān)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能超聲防除垢裝置，其特征在于:所述的超聲換能器頭由與所述的連接電纜相連接的激勵(lì)線圈、金屬磁致伸縮超聲波振子，與此金屬磁致伸縮超聲波振子相連接的鋼質(zhì)導(dǎo)波桿，與此鋼質(zhì)導(dǎo)波桿連接的鋁合金防護(hù)罩，與鋁合金防護(hù)罩連接的后蓋所組成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能超聲防除垢裝置，其特征在于:所述高頻電子開關(guān)電路是由共陰極共陽(yáng)極雙路集成高頻晶閘管組合成的大功率高頻電子開關(guān)電路。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能超聲防除垢裝置，其特征在于:所述的電腦芯片控制電路采用ARM966EJ-S單片機(jī)。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種智能超聲防除垢裝置，一種智能超聲防除垢裝置，包括主機(jī)超音頻電源的控制箱和超聲換能器頭，所述主機(jī)超音頻電源的控制箱由箱體和箱門組成，其特征在于：在所述的箱體內(nèi)設(shè)有通過電纜與電源相連接的電源隔離變壓器，與此電源隔離變壓器相連接的功率放大電路和數(shù)字控制電路。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：實(shí)現(xiàn)了智能超聲防除垢裝置工作參數(shù)的自動(dòng)檢測(cè)、分析、反饋，諧振點(diǎn)的自動(dòng)跟蹤自動(dòng)調(diào)節(jié)等一系列智能功能。產(chǎn)品的工作穩(wěn)定、可靠性強(qiáng)，消除了前期產(chǎn)品諧振點(diǎn)漂移問題，超聲波能量輸出有了顯著提高。
【IPC分類】F28G7/00, F28G15/00
【公開號(hào)】CN205373506
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201620098223
【發(fā)明人】劉作齊, 楊任
【申請(qǐng)人】遼寧駿升科技有限公司
【公開日】2016年7月6日
【申請(qǐng)日】2016年2月1日