超声波清洗:大声速发生江南娱乐app官方版下载国际器技术进展

频率范围在350kHz到5MHz之间的液载声能在许多清洁应用中越来越有用，这些应用需要处理极其精细的部件和组件，以去除从几微米到一微米大小的颗粒。江南娱乐app官方版下载国际这种“超超音速”能量与传统的“超声波”能量不同，其工作频率比传统的超声波系统高一个数量级以上。就像在超声波系统中一样，一个超声速系统需要一个在驱动器或“换能器”的工作频率上的电能来源来驱动声音产生设备。这个源就是“生成器”。blackstone ney Ultrasonics公司在发电机技术方面的新发展，有望提高超大声速发电机的效率和可靠性，同时减小其尺寸。新的发电机技术还可以在多个频率下有效地操作传感器，从而延长其工艺效率。

高频电力传输

在频率高达约350kHz的超声波系统中，使用屏蔽电缆可以很容易地将电能从电源或“发电机”传递到超声波换能器。然而，随着频率的增加和驱动电信号的波长变得越来越短，有效地将电力输送到超声速换能器变得越来越成问题。源的阻抗匹配，从换能器到发电机的传输线中的负载和功率反射成为重要的问题。直流电，称为DC，频率为“零”，没有波长，因为根据定义，电压除了由于导线的电阻在其长度上的变化外，不会发生变化。然而，交流电，即AC，电压随时间而变化，如果没有调频，则以特定的速率或频率变化。任何波形的一致交流信号都具有波长，其定义为电流通过导体的传播速度除以信号的频率。在低频时，波长很长。因此，即使是相对较长的传输线，当信号沿导体向下传递时，电压的变化也非常微小。然而，随着频率的增加和波长的变短，就会出现这样一种情况:沿电线长度的电压不是恒定的，就会产生“驻波”。当达到这个条件时，在传输线中发生反射，导致功率从换能器反射回发电机。 Furthermore, the impedance of the transducer may no longer be matched to the generator or the transmission line resulting in additional losses. The condition described above can be avoided by keeping transmission lines very short or by careful “matching” of the complex impedance of the signal source and the load to that of the transmission line at the operating frequency. This solution is effective as long as the impedance of the load or transducer remains constant. Any variation in the impedance of the transducer will upset what is often a delicate balance. Unfortunately, even if one manages to stabilize and match the transmission cable, variations in the impedance characteristics of the transducer are inevitable in almost every application as the transducer temperature, liquid depth and cleaning load vary in normal use.

兆声速发电机形态

早期的超声速技术发生器不过是由信号发生器驱动的线性放大器。然而，由于频率的增加，为了适应较高频率下的操作条件，进行了某些修改和妥协。在许多情况下，在超声波频率下运行良好的设备和组件必须降级，以考虑阻抗不匹配和功率反射问题。一个不可避免的结果是超大声速技术发电装置的物理增长，以至于许多装置甚至需要大量电力效率低下的发电机来为中等大小的处理罐提供动力。新Megasonic

发电机技术

另一种解决方案是设计兆声速发生器，使其能够快速有效地调整输出，以优化可变阻抗条件下的复杂阻抗匹配。blackstone ney Ultrasonics在他们的新一代megasonic发生器中解决了这些问题，该发生器具有以下特点-

• 自动复阻抗补偿在不到3微秒，高达300%的传感器不匹配。从负载反射的功率不会在发电机中消散，而是被反射回负载。
• 自动复阻抗补偿在不到3微秒的电缆长度从0.1米到50米。
• 自动复阻抗补偿槽工作温度从20至90℃。
• 自动频率补偿高达±10kHz(正常换能器频率变化约为7kHz)，使用锁相环，带宽大于20kHz，工作频率为430kHz。当频率增加到3MHz时，捕获带宽逐渐增加。
• 真正的输出幅度功率控制从0到100%的完整发电机能力到任何传感器负载使用0到5伏直流输入控制信号。

blackstone ney Ultrasonics公司新提供的超声速发电机额定总输出能力为1800瓦，内置在一个方便安装在19“2U机架上的包中。发电机由两个内部模块组成，每个模块产生高达900瓦的连续波输出。每个模块提供独立的阻抗和频率补偿，以优化整体附加传感器阵列的性能。输入控制电压从0到5伏直流设置两个内部模块的输出。发电机内的真实功率输出计算公式为:

与监测输出1伏特直流每200瓦功率交付到换能器。由于其通过自动阻抗匹配和其他变量的补偿来高效地使用功率，发电机包能够在200至240伏交流，50或60 Hz市电供电时以超过80%的效率运行。它拥有最高的输出功率每单位体积的任何兆声速发电机可用。此外，这种新型发电机包括有效范围从9kHz到30MHz的整体FCC过滤，这可能是也可能不是竞争设备的标准功能。

程序化和多频率超声速操作

从20世纪80年代中期开始，人们证明了一些以前没有探索过的超声波过程变量可以控制在超声波系统中，以显著提高其清洗性能。江南娱乐app官方版下载国际1991年，J. M. NEY公司的一个部门NEY Ultrasonics(现在与Blackstone Ultrasonics合并为Blackstone-NEY Ultrasonics)首次推出了具有可编程操作模式的超声波设备，多达20个过程“方案”存储在外部控制器存储器中。变量包括:

• 频率(超声频率)
• 扫频带宽(扫频偏离中心频率)
• 扫描时间Up(频率从低到高扫描的时间)
• 下扫时间(频率从高到低扫的时间)
• “列车”时间(调幅方案或“列车”的时间持续时间)
• 德加时间(在“火车”之间释放气泡的时间)
• 爆破时间(超声波到站时间占列车时间的一部分)
• 安静时间(超声波关闭时间占列车时间的一部分)

该设备于1991年以compuSONIK的名称首次制造和销售。compuSONIK系统是NEY proSONIK™系列的升级版，该系列具有内部电阻式(电位器)可设置存储器，用于扫描带宽和扫描速率等参数，并于1988年开始以NEY Ultrasonics和blackstone NEY Ultrasonics的名称销售。后来的开发工作确定了在超声波清洗过程中连续使用多个超声波频率的好处，以加强从表面去除各种大小的颗粒。江南娱乐app官方版下载国际这一需求最初通过使用一系列工艺罐来解决，每个工艺罐都以不同的频率工作。十多年后，blackstone ney Ultrasonics提供的成熟multisonic™技术在单个工艺罐中使用单个超声波发生器提供相同的能力。具有多频率功能的换能器由内部存储器或外部PLC控制的超声波发生器供电，它调用过程变量，包括超声波频率(或在预定频率和过程时间序列中的离散频率)，超声波功率，频扫带宽和频扫速率以及振幅调制，具有可编程的幅度和波形模式。在传统超声波系统中，在多个过程点操作的能力已被证明是有价值的，并且在兆声频上也显示出前景。为此，blackstone ney Ultrasonics的新型兆声速发生器/换能器系统还提供频率和功率选择，作为兆声速发生器的理想属性。目前可用的频率是430kHz和1.3MHz，计划进一步增强。