● 摘要
摘 要
目前，利用超声振动能量来改变物质组织的结构、状态、功能或加速这些改变的过程的功率超声处理技术近年来得到了快速发展，其应用已涉及工业、农业、国防、医药卫生、环境保护等领域。与其它处理技术相比，功率超声处理技术通常具有能大幅度提高处理速度和效率，提高处理质量和完成一般技术不能完成的工作等许多特点，因此，也引起人们对功率超声应用技术研究的极大兴趣，并取得可喜成果。
超声换能器是超声处理设备中的核心器件。转换效率高、体积小、易加工、易接口、成本低、安装方便是换能器生产制造过程中面临的主要问题。依据超声波实现原理，超声换能器主要有压电换能器、磁致伸缩换能器、静电换能器（电容型换能器）、机械型换能器等几种类型。随着新材料的不断出现，特别是新型压电材料的不断推出，加工技术的不断改进，压电换能器表现出独特的优点，成为超声换能器的主导产品和主要研究领域。其共振频率、频带宽度、频率特性、阻抗特性、电声效率、机电耦合系数、机械品质因数、指向性、发射及接收的灵敏度等性能参数可以根据生产需要进行设计，特别是CAD技术的应用，设计多用途、多频率、大输出功率、高能量转换效率的超声换能器不再是梦想。
功率超声在清洗技术中的应用仅是超声应用的一个重要方面，伴随着应用技术的深入研究，产生了许多新的研究课题，开辟新的研究领域。近些年来，声空化及其相关效应的理论价值和巨大应用潜力，以及非线性声学、声化学的飞速发展和实验技术的进步，吸引了声学、化学物理、流体力学、等离子体、核物理等许多不同领域的科技人员参加研究，重新成为功率超声、声能学研究的热点。研究液体的各种物理参数、声场参数、环境压力因素对超声空化的影响，对进一步深化超声清洗机理的认识，为提高超声清洗效果，研究、开发超声清洗设备具有重要意义。
在不同的超声应用领域，对超声波功率有着不同的要求。在清洗技术方面通常要求用大功率来实现，这就要求超声换能器能提供足够大的功率来实现功率超声清洗的目的。而功率超声源电路是给超声换能器提供电能的电路，也是超声设备中的核心电路，它与超声换能器一起组成超声波发生器。大功率、高效率、多模式、智能型是功率源电路发展的必然，大功率器件的安全应用则是功率源电路设计的重点。
本文着重讨论了锁相环式频率跟踪技术、DDS技术、PWM技术和单片机技术在功率源电路中的应用。合理设计功率超声发生器与换能器的匹配电路，并且依靠软件来实现电路的正常工作和智能化，获得可行的功率超声发生器。使功率源电路性能得到很大提高，功率源电路与超声换能器的匹配性得到很大改进，超声设备的智能化迈上新台阶，其稳定性、安全性得到有力保障。
本文从功率超声清洗与其它清洗的比较，得到功率超声清洗独特的优点和无法替代的清洗效果。即，正确选择清洗时的功率、频率、温度等技术参数，合理配置清洗液及清洗时的温度，合理选择工作模式等均能明显提高清洗效果，降低污染排放，对环境保护起到积极的作用。也使功率超声清洗的应用领域更加开阔。
关键字：功率超声，超声清洗，换能器，超声电源，电路。