綜述：超聲波清洗機(jī)技術(shù)分析（二）

5、IGBT恒功率超聲波清洗機(jī)： 
    這是以目前流行的新一代電力電子元件——IGBT（絕緣柵雙極型大功率晶體管一模塊）為高頻功率器件、軍用級(jí)集成控制芯片（PWM而非CPU）和具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新電路、配以換能器組合而成，采用模塊化設(shè)計(jì)，積木式安裝工藝的新一代超聲波清洗機(jī)。 
    該機(jī)具有三個(gè)顯著的特點(diǎn)：A：恒功率輸出。所謂“恒功率”就是說(shuō)在清洗缸中，不同高度的水位和不同大小的工件進(jìn)行清洗，其清洗效率不變。（反映出輸出功率不變）從而具有穩(wěn)定、、長(zhǎng)壽等特點(diǎn)。 
    要達(dá)到恒功率輸出，*的辦法是采用頻率自動(dòng)跟蹤電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，有關(guān)專業(yè)雜志的專家論壇zui近也就此作了論述和分析，并介紹了多種頻率跟蹤電路，遺憾的是大多理論上講得通，在工藝上卻難以實(shí)現(xiàn)。所以說(shuō)頻率跟蹤電路要實(shí)用、簡(jiǎn)潔、低成本。否則不可能形成工業(yè)化的產(chǎn)品。 
    B：該機(jī)的第二個(gè)特點(diǎn)足能做成＜99℃的加溫機(jī)型，這在行業(yè)中也是不小的突破。 
    C：工藝性的簡(jiǎn)潔，是該機(jī)的第三個(gè)特點(diǎn)。三個(gè)部件，就組成了可以適應(yīng)各種不同頻率和功率的超聲功率發(fā)生器，簡(jiǎn)潔就意味著可靠、造價(jià)低和使用維護(hù)的方便。 
    一個(gè)好的超聲功率發(fā)生器同樣要一個(gè)好的換能器（清洗缸）與之相匹配，否則也難以達(dá)到預(yù)期的效果。換能器（超聲波振子）在超聲波清洗機(jī)中扮演著一個(gè)非常重要的角色，是個(gè)很關(guān)鍵的執(zhí)行元件機(jī)構(gòu)。在目前一般中小型生產(chǎn)超聲波清洗機(jī)的企業(yè)中，換能器都是外購(gòu)成品，不大注意其質(zhì)量，或是無(wú)設(shè)備能力測(cè)試其主要的技術(shù)參數(shù)，比如阻抗的大小，頻率的一致性等等，心中無(wú)數(shù)，買(mǎi)來(lái)上機(jī)就用，這就給整機(jī)的效率、壽命埋下質(zhì)量的隱患。進(jìn)一步說(shuō)，即使檢測(cè)，也是小功率的一般工藝性的檢測(cè)，很難反映出真正在實(shí)際工作中的技術(shù)參數(shù)。為此，根據(jù)我們多年來(lái)生產(chǎn)換能器的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，總結(jié)了一套生產(chǎn)換能器的完整工藝，再加上自己研發(fā)的大功率換能器測(cè)試儀，模擬檢測(cè)出換能器在實(shí)際工作中的真實(shí)技術(shù)參數(shù)，如阻抗均控制在20Ω以下，頻率的一致性保持在90％以上，從源頭上保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。 
    根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，壓電陶瓷換能器在工作中晶片極易發(fā)生破裂、極片易斷、接線易脫焊的機(jī)理類型（這些都是行業(yè)中一直存在的通?。?，究其發(fā)生上述故障的原因，除了換能器的本身質(zhì)量外，主要因?yàn)楣β拾l(fā)生器沒(méi)有能很好跟蹤換能器在工作中由于受水位、溫度、工件大小的變化而影響其頻率的變化，二者之間處于失諧狀態(tài)的結(jié)果。在這點(diǎn)上頻率的自動(dòng)跟蹤顯得尤為重要。另一個(gè)不被人們所忽視的原因，則是缸內(nèi)多個(gè)換能器在工作時(shí)產(chǎn)生的各不相同頻率的反峰電壓，沒(méi)有被有效抑制所產(chǎn)生的后果。 
    另外超聲波發(fā)生器輸出給換能器的高頻電壓高低也是個(gè)重要參數(shù)，但是不能認(rèn)為“不同電路的超聲波發(fā)生器，其輸出電路、電壓的不同足導(dǎo)致傳播效率的重要原因”“輸出電壓低，發(fā)生器消耗的電能就大，同時(shí)振子還容易發(fā)熱，產(chǎn)生的感應(yīng)電場(chǎng)強(qiáng)，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整電路，增大輸出給振子的電壓可能會(huì)取得很好的效果”。 
    我們認(rèn)為這種提法有待商榷、探討，發(fā)生器輸出給換能器的電壓高低足影響效率的一個(gè)重要原因，但它不是個(gè)固定不變的參數(shù)，要根據(jù)換能器頻率的高低和換能器的多少（功率）作相應(yīng)調(diào)整，換能器頻率高則電壓相應(yīng)要低，而換能器頻率低，同樣電壓應(yīng)相應(yīng)提高。此外，振子發(fā)熱的主要因素一是發(fā)生器的頻率和振子的實(shí)際諧振頻率處于失諧狀態(tài)，二是發(fā)生器的輸出阻抗和負(fù)載振子的整體阻抗不相匹配。如果滿足了上述兩個(gè)條件，就是說(shuō)頻率既不失諧，阻抗又相匹配，那才是效率，溫升zui低的狀態(tài)。如果單純?cè)龃筝敵鲭妷旱褂锌赡茉龃罅斯亩鹫褡影l(fā)熱。