[实用新型]基于数字脉冲驱动的变频超声波装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及数字变频技术领域，尤其是基于数字脉冲驱动的变频超声波装置。

背景技术

在利用超声波进行乳化、脱气、除尘、除垢、清洗、灭菌过程中，需要用到超声波装置。包括超声波发生器和超声波换能器，其超声波发生器和超声波换能器均为定频结构，不能满足工程应用对超声波连续变频的需要。在对其进行变频改进时，需要同时对超声波发生器和超声波换能器同时改进，使其均具备可连续变频功能，同时需要降低故障率，增强输出的稳定性，满足适应范围广、体积小、重量轻、功率连续可调、控制灵活等要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服上述技术缺点提供基于数字脉冲驱动的变频超声波装置。

本实用新型解决技术问题采用的技术方案为：基于数字脉冲驱动的变频超声波装置，包括超声波发生器、超声波换能器和超声波波场作用槽，所述超声波换能器固定在底座上，且与超声波发生器电性连接，所述超声波波场作用槽置于超声波换能器上端，槽内装有溶剂和实验杯。

所述超声波发生器为基于DDS技术的变频超声波发生器，包括电源、单片机、频率生成模块和功率放大模块，所述电源分别连接单片机、频率生成模块、功率放大模块和PLL频率反馈模块，所述单片机与输入输出模块、频率生成模块、功率放大模块电性连接，并通过PLL频率反馈模块连接外部超声波换能器。

所述超声波换能器为多组超声波换能单元的换能模组，超声波换能单元包括压电片、导电胶、吸声材料、导电柱、接线板、挡圈和外壳，所述外壳内部分隔为上端的接线腔和下端的压电腔，压电腔底部设有导电胶，导电胶上端连接压电片，所述压电片周围包裹有吸声材料，压电片通过导电柱连接接线腔内的接线板，所述接线板上端设有挡圈，通过导线连接外部信号电缆。

所述单片机为基于DDS且带通滤波器电路的ACR芯片集成块，DDS根据输入数字量生成相对于参考频率的频率且相位可调，通过在输出端加入滤波模块，降低DDS的杂散信号，提高信噪比。

所述导电柱与压电片的轴心线呈垂直状态且彼此重合。

所述接线板为经孔化、镀金、布线处理的双面覆铜板。

所述挡圈为跟接线腔内壁螺纹相适配套的垫圈标准件。

本实用新型所具有的有益效果是：本实用新型结构设计合理，超声波发生器采用数字脉冲方式驱动，实现频率自动追踪，频率无级可调，控制灵活，功率损耗低，输出稳定可靠，适用于多种超声波应用环境，具有极佳的推广应用前景。

附图说明

附图1为本实用新型的结构示意图。

附图2为本实用新型的超声波发生器结构示意图。

附图3为本实用新型的超声波换能单元结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1、附图2、附图3对本实用新型做以下详细说明。

如图1、图2、图3所示，本实用新型包括超声波发生器1、超声波换能器3和超声波波场作用槽5，所述超声波换能器3固定在底座2上，且与超声波发生器1电性连接，所述超声波波场作用槽5置于超声波换能器3上端，槽内装有溶剂4和实验杯。

所述超声波发生器1为基于DDS技术的变频超声波发生器，包括电源11、单片机12、频率生成模块15和功率放大模块16，所述电源11分别连接单片机12、频率生成模块15、功率放大模块16和PLL频率反馈模块18，所述单片机12与输入输出模块13、频率生成模块15、功率放大模块16电性连接，并通过PLL频率反馈模块18连接外部超声波换能器17。

所述超声波换能器3为多组超声波换能单元的换能模组，超声波换能单元包括压电片38、导电胶39、吸声材料37、导电柱36、接线板33、挡圈34和外壳31，所述外壳31内部分隔为上端的接线腔和下端的压电腔，压电腔底部设有导电胶39，导电胶39上端连接压电片38，所述压电片38周围包裹有吸声材料37，压电片38通过导电柱36连接接线腔内的接线板33，所述接线板33上端设有挡圈34，通过导线连接外部信号电缆35。

所述单片机12为基于DDS且带通滤波器电路的ACR芯片集成块。

所述导电柱36与压电片38的轴心线呈垂直状态且彼此重合。

所述接线板33为经孔化、镀金、布线处理的双面覆铜板。

所述挡圈34为跟接线腔内壁螺纹相适配套的垫圈标准件。

运行过程中，超声波发生器1负责生成频率可调的超声波，超声波换能器2与超声波发生器1的频率匹配，并扩大超声波功率。