專利名稱：超聲波發生器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬一種超聲波發生器。
超聲波發生器可用于清洗、洗浴、液體霧化等多種場合，現有的超聲波發生器通常是采用LC自激振蕩電路，在這種結構的電路里，超聲波換能器與自激振蕩電路存在正反饋電連接關系，所以超聲波換能器既是將電信號轉換為聲波信號的換能部件，又是直接影響自激振蕩電路振蕩頻率的的容性負載，作為負載的一部分，如果并聯的換能器過多，換能器并聯后的總電容則增大，影響振蕩電路的頻率，從而限制了換能器的并聯數量，影響了一個振蕩電路的輸出功率，如果為了提高輸出功率將多個振蕩電路并聯在一起，又必須用同步信號同步，使電路變得復雜，成本提高，易出故障，而且自激振蕩電路的諧振頻率不能任意調節，否則會失諧或使輸出功率大大下降。
本實用新型旨在提供一種效率高，輸出功率大，結構簡單的超聲波發生器。
實現上述目的的技術方案是本實用新型包括直流電壓電路、振蕩電路，振蕩功率放大電路，與振蕩功率放大電路相聯的超聲波換能電路，超聲波換能電路里接有超聲波換能器，其特征在于所述的振蕩電路是與超聲波換能電路沒有正反饋關系的他激振蕩電路，所述的超聲波換能電路里串聯有能使超聲波換能電路實現串聯諧振或接近串聯諧振的電感線圈。
本超聲波發生器采用的是與超聲波換能電路無反饋關系的他激式振蕩電路，故并聯多少個超聲波換能器對他激振蕩電路的頻率沒有影響，從而可降低對換能器功率變化范圍的限制，而超聲波換能器電路里串聯的電感線圈使換能器容性負載回路實現諧振或接近諧振狀態時，總阻抗大為降低，呈純電阻或接近純電阻狀態，電流提高，又可提高超聲波換能器的利用效率和輸出功率，同時當把該電感線圈與超聲波換能器安裝在一起時，還可降低與其連接的傳輸導線的電壓，提高了使用的安全性，本實用新型還具有結構簡單的優點。
圖1、本實用新型實施例電路圖A-可調直流電壓電路 B-方波信號發生器 C-方波功率放大電路
D-超聲波換能電路圖2、本實用新型方框原理圖圖3、本實用新型實施例超聲波換能電路輸入端P、Q兩點電壓波形圖圖4、本實用新型實施例超聲波換能器R、S兩點電流波形圖實施例說明本例的他激振蕩電路是由方波信號發生器B，方波功率放大電路C組成，方波信號發生器輸入端2接有可調整方波占空比的可調電阻器VR3，方波信號發生器B由集成塊SG1525組成，方波信號功率放大電路由三極管Q4～Q11及場效應管Q12、Q13組成的半橋式開關電路構成。
本例在方波信號發生器輸入端6與地之間接有由定時電子開關SW3控制的能夠改變方波發生器頻率的可調電阻電路，該可調電阻電路是由R39、R3939組成的并聯電路，所述的定時電子開關SW3串聯在R3939支路里，當電子開關關斷時，電阻R39接在方波信號發生器輸入端6與地之間，當電子開關定時閉合時，由R39和R3939并聯的電阻接在輸入端與地之間，阻值不同，方波信號發生器信號的頻率就不同，這樣在電子定時開關的作用下，方波發生器可自動周期性地產生兩種不同的頻率，當本裝置用于人體洗浴時，兩種不同頻率可提高人體的舒適感，用于金屬清洗時，可提高清洗效率，自動電子開關不僅能自動轉換頻率，而且因為是無觸點開關，所以使用壽命長。本例設有一雙聯開關SW2A和SW2B，其中之一的SW2A接在SG1525第12腳與地之間的電阻回路里，SG1512第8腳與地之間接有并聯的C27、R40，當SW2A斷開時，可使輸出的方波寬度經一定時間才能達到預定值，防止雙倍磁通效應損壞后級功率放大電路的Q12及Q13管。
方波信號發生器輸出端11、14接變壓器TR9初級線圈，TR9次級線圈接方波功率放大電路輸入端，經該電路放大的方波信號通過變壓器TR8輸入到超聲波換能電路D。
超聲波換能電路由壓電陶瓷換能器TRANSDUCER與電感線圈L3串聯組成，接在變壓器TR8次級。電感線圈L3的感抗為能使該超聲波換能器電路產生諧振或接近諧振的感抗值，根據串聯諧振時感抗等于容抗，本例選定L3約等于1/4π2F2CX，其中F為由他激所產生的方波頻率，CX為振頭靜電電容量，從而使超聲波換能電路為諧振或接近諧振狀態，使換能器能從電源吸取更大電流，提高換能器的利用率和輸出功率，使一個振蕩電路可并聯多個換能器振頭，同時可降低與換能器電路相連的傳輸導線的電壓。見圖3，超聲波換能電路輸入端P、Q兩端電壓波形為方波，在換能器電路處于接近諧振的狀態下，再通過調整VR3使方波信號有一個適當的占空比，就可使流過超聲波換能器的電流接近圖4所示的正弦波。本例的他激振蕩電路采用方波信號發生器，是因為產生一個大功率方波要比產生一個大功率正弦波效率高得多。
本例的直流電壓電路中設有一具有直流調壓、穩壓功能的獨立直流調壓電路，與方波功率放大電路輸出級相聯，用以調節方波功率放大電路的輸出功率。該直流調壓電路采用雙向可控硅交流調壓側調壓，在UA741集成塊輸入端設有YR1可調電阻器，調整該電阻可使UA741輸出0～60mv連續可調的基準電壓，在UA741輸入端與輸出端之間接有積分電容C6，前述雙聯開關SW2中的SW2B閉合時，基準電壓立即降到0，SW2B斷開時，UA741輸出端又慢慢升到預定的基準電壓值，從而可保障直流電源末級的整流橋D7輸出的直流電壓經L2向C19緩慢充電，以免形成過大的瞬間沖擊電流而損壞雙向可控硅TRAIC及整流橋D7。調整VR1，設定不同的基準電壓，可設定末級直流電壓的上限，此基準電壓設定后再經VR2輸入到CA3140與從直流電壓輸出電路R33取的負反饋電壓進行比較，經Q1反相放人可輸出0～6V連續可調的控制電壓，用該電壓控制NE556產生的50HZ同步脈沖信號的脈沖寬度，控制電壓連續可調，同步脈沖信號寬度即連續可調，NE556產生的同步脈沖信號通過U4光隔離集成塊耦合，經三極管Q2、Q3放大，再經脈沖變壓器TR4輸入到雙向可控硅TRA1C的控制極，調整該脈沖寬度，即可改變雙向可控硅的導通角，從而改變其交流平均輸入功率，再經整流橋D7整流，L2,C19濾波，為方波功率放大電路輸出級提供一個穩定、可調的直流電壓，該直流電壓高，超聲波換能器的輸出功率大，直流電壓低，輸出功率就小，從而滿足不同場合的需要。
本例沒有采用通常常用的調節方波占空比的形式調節換能器輸出功率，是因為這種方法調節范圍很小，當占空比很小時，超聲波換能器電路的波形偏離正弦波波形，會使換能器噪聲增大，而且占空比很小時，功率放大電路輸出級的Q12、Q13兩場效應開關管的峰值電流也很大，易損壞這兩個開關管。采用本例獨立直流調壓電源向方波功率放大電路輸出級供電的結構則能克服上述不足。
權利要求1.超聲波發生器，包括直流電壓電路、振蕩電路，振蕩功率放大電路，與振蕩功率放大電路相聯的超聲波換能電路，超聲波換能電路中接有超聲波換能器，其特征在于所述的振蕩電路是他激振蕩電路，所述的超聲波換能電路里串聯有能使超聲波換能電路實現串聯諧振或接近串聯諧振的電感線圈。
2.根據權利要求1所述的超聲波發生器，其特征在于所述的他激振蕩電路是由方波信號發生器(B)，方波功率放大電路(C)組成，方波信號發生器輸入端接有由定時電子開關(SW3)控制的能夠改變方波發生器頻率的可調電阻電路。
3.根據權利要求1或2所述的超聲波發生器，其特征在于所述的直流電壓電路中設有一具有直流調壓、穩壓功能的獨立直流調壓電路，與方波功率放大電路輸出級相聯。
專利摘要超聲波發生器,現有的同類裝置通常多采用自激振蕩電路組成,存在輸出功率受到限制等不足,本實用新型由直流電源電路、他激振蕩電路、振蕩功率放大電路,超聲波換能電路組成,超聲波換能電路里串聯有能使該電路產生諧振或接近諧振的電感線圈,從而可提高超聲波換能器的利用效率和輸出功率,還可降低與超聲波換能器電路連接的傳輸導線的電壓,提高使用的安全性。
文檔編號B06B1/02GK2437418SQ00228438
公開日2001年7月4日 申請日期2000年6月9日 優先權日2000年6月9日
發明者左自強 申請人:左自強