[实用新型]一种具有自诊断功能的超声波除垢装置

说明书

一种具有自诊断功能的超声波除垢装置，超磁致伸缩棒组件组成为：励磁线圈绕制在超磁致伸缩棒上，两个永磁片分别吸附在超磁致伸缩棒上、下端面上，波导杆固定在上面一个永磁片的上表面上，电容下极板从上向下套装在波导杆上、并固定在该上面一个永磁片的上表面上；外壳的顶部和底部分别固定有上端盖和下端盖，电容上极板固定在上端盖的底面上，该伸缩棒组件置于圆筒形的外壳之中，且波导杆能从外壳上端盖的孔中伸出；还具有超声波电源以及电容测量电路、自诊断电路、故障指示电路。本装置具有磁致伸缩应变大、响应速度快、机电转换效率高、居里温度高等特点，能实时对超磁致伸缩棒的伸缩量进行检测，并对超声波除垢装置的工作状态进行实时诊断。

技术领域

本实用新型涉自动诊断领域，尤其涉及一种具有自诊断功能的超声波除垢装置。

背景技术

近年来，为了实现对机械设备、锅炉等的快速、有效清洁，超声波除垢技术得到了迅速的发展。超声波除垢装置主要由超声波换能器及超声波电源组成，其中超声波换能器主要有压电换能器和超磁致伸缩换能器两类。超磁致伸缩换能器由于其所使用的磁致伸缩材料输出应变大、机电转换效率高、响应速度快等特点，被广泛用于超声波除垢领域。然而，一方面为了让超声波除垢装置达到更好的清洁效果，超磁致伸缩换能器中的超磁致伸缩棒需要产生较大的振动位移，这可能导致其出现机械断裂；另一方面超声波电源受工作时间和环境以及制作工艺影响也可能会出现问题；以上情况都会影响超声波除垢装置的除垢效果，所以有必要对超声波除垢装置的损坏情况进行诊断。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种集成度高的具有自诊断功能的超声波除垢装置。

本实用新型的目的是这样实现的：一种具有自诊断功能的超声波除垢装置，包括自诊断电路，超磁致伸缩棒组件组成为：励磁线圈绕制在超磁致伸缩棒上，两个永磁片分别固定在超磁致伸缩棒上、下端面上，波导杆固定在上面一个永磁片的上表面上，电容下极板从上向下套装在波导杆上、并固定在该上面一个永磁片的上表面上；外壳的顶部和底部分别固定有上端盖和下端盖，电容上极板固定在上端盖的底面上，该超磁致伸缩棒组件置于圆筒形的外壳之中，且波导杆能从外壳上端盖的孔中伸出；上述电容上、下极板为镀锌铁板；

还具有用作对励磁线圈供电的超声波电源，由整流电路，变频逆变电路和阻抗匹配电路构成，整流电路将输入的220V工频电压整成直流电压，通过高频逆变电路将直流逆变成高频方波，经过阻抗匹配电路提高电源的功率因数并且将方波滤成正弦波即高频正弦信号；

电容测量电路组成为：由频率是100KHz的正弦信号U_i连接固定电容C₀后接于型号为LM318的运算放大器的正输入端，运算放大器的负输入端接地，运算放大器的输出端接至所述自诊断电路，由上述电容上极板和电容下极板组成的电容C的两端分别接于运算放大器的正输入端和输出端。

所述电容C上、下极板间距离变化的大小与超磁致伸缩棒的伸缩量相等，电容C有以下关系式C＝εS/4πkd，式中，ε为电容C的介电常数，S为电容上、下极板的正对面积，d为电容上、下极板之间的垂直距离，k是静电力常数。

所述电容测量电路中，运算放大器输入阻抗很高，增益很大，其输出电压U_o为：式中，C电容，C₀串联电容，U_i输入电压，根据此式，运算放大器的输出电压和电容极板之间的垂直距离d成比例关系。

还具有故障指示电路；所述自诊断电路为：接收电容测量电路输出的电压信号，当接收到的电压信号幅值变化不正常或者变化的频率不正常，自诊断电路判断出超磁致伸缩棒伸缩幅度不正常或者伸缩的频率不正常，进而判断出超声波除垢装置工作故障，自诊断电路输出故障信号给故障指示电路，当故障信号为超磁致伸缩棒伸缩幅度不正常时，故障指示电路中的红色指示灯亮，当故障信号为超磁致伸缩棒伸缩频率不正常时，故障指示电路中的绿色指示灯亮。