Ультразвуковое устройство
Полезная модель относится к области ультразвукового приборостроения, может использоваться для очистки от отложений теплопередающих поверхностей теплообменного оборудования, а также для ускорения перемешивания растворов, окрашивания нитей, промывки печатных плат и другой интенсификации процессов происходящих в жидкости. Расположение обмотки возбуждения магнитострикционного преобразователя в диагонали полумоста, состоящего из двух коммутирующих элементов и двух коммутирующих конденсаторов, выполнение блока управления на микроконтроллере с дополнительным входом предназначенным для подключения пульта управления с элементами индикации и клавиатурой позволило сократить число дискретных элементов и упростить конструкцию устройства, расширить его функциональные возможности, снизить габариты, улучшить эксплуатационные характеристики, обеспечить высокую надежность.
Полезная модель относится к области ультразвукового приборостроения, может использоваться для очистки от отложений теплопередающих поверхностей теплообменного оборудования, а также для ускорения перемешивания растворов, окрашивания нитей, промывки печатных плат и другой интенсификации процессов происходящих в жидкости.
Известно устройство для ультразвуковой очистки теплоагрегатов от отложений (RU 
2141877 с приоритетом от 13.03.1997), содержащее силовой трансформатор; диод; накопительный конденсатор; тиристоры; коммутирующие конденсаторы; обмотки возбуждения магнитострикционных преобразователей; датчики производной тока; блок частоты следования импульсов; блок управления тиристорами; делитель частоты; дифференцирующий каскад; формирователь длительности импульсов; триггер; задающий генератор; трансформаторы; усилители мощности; формирователи длительности импульсов прерывания; элементы <И>.
Недостатком указанного устройства является сложность схемы и конструкции, высокие массогабаритные показатели, высокая сложность настройки устройства, низкая надежность работы.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является устройство (RU 2287381 с приоритетом от 04.10.2004), принятое за прототип, содержащее источник питания, состоящий из сетевого фильтра, двухполупериодного выпрямительного моста и накопительного конденсатора, датчик тока короткого замыкания, коммутирующие элементы, обмотки возбуждения магнитострикционных преобразователей, коммутирующие конденсаторы, блок управления, источник постоянного тока подмагничивания, дроссели. Блок управления, выполнен в виде задающего генератора на дискретных элементах и состоит из устройства управления, элементов контроля и устройства формирования выходных импульсов.
Недостатком прототипа является большое количество дискретных элементов, низкая надежность, ограничение функциональных возможностей, сложность конструкции, высокие массогабаритные показатели, недостаточное удобство в эксплуатации.
Техническим результатом полезной модели является уменьшение числа дискретных элементов, повышение надежности работы, расширение функциональных возможностей, упрощение конструкции, снижение массогабаритных показателей.
Технический результат достигается тем, что ультразвуковое устройство, содержащее источник питания, состоящий из сетевого фильтра, двухполупериодного выпрямительного моста и накопительного конденсатора, датчик тока короткого замыкания, коммутирующие элементы, обмотку возбуждения магнитострикционного преобразователя, коммутирующие конденсаторы, блок управления, обмотка возбуждения магнитострикционного преобразователя расположена в диагонали полумоста, состоящего, по крайней мере, из двух коммутирующих элементов и двух коммутирующих конденсаторов, а блок управления содержит дополнительный вход, предназначенный для подсоединения пульта управления. Блок управления выполнен, по крайней мере, на микроконтроллере. Пульт управления выполнен, по крайней мере, с элементами индикации и клавиатурой.
Сущность полезной модели заключается в том, что расположение обмотки возбуждения магнитострикционного преобразователя в диагонали полумоста, состоящего из двух коммутирующих элементов и двух коммутирующих конденсаторов, выполнение блока управления на микроконтроллере, и содержащего дополнительный вход для подсоединения пульта управления с клавиатурой и элементами индикации позволило сократить число дискретных элементов и упростить конструкцию устройства, расширить его функциональные возможности, снизить габариты, улучшить эксплуатационные характеристики, обеспечить высокую надежность.
На фиг. представлена функциональная схема заявляемого устройства, где приняты следующие обозначения:
1 - источник питания,
2 - сетевой фильтр,
3 - двухполупериодный выпрямительный мост,
4 - накопительный конденсатор,
5 - датчик тока короткого замыкания,
6, 7 - коммутирующие элементы,
8 - обмотка возбуждения магнитострикционного преобразователя,
9, 10 - коммутирующие конденсаторы,
11 - блок управления,
12 - пульт управления,
13 - элементы индикации,
14 - клавиатура.
Устройство содержит источник питания 1, состоящий из сетевого фильтра 2, двухполупериодного выпрямительного моста 3 и накопительного конденсатора 4, датчик тока короткого замыкания 5, коммутирующие элементы 6, 7, обмотку возбуждения магнитострикционного преобразователя 8, коммутирующие конденсаторы 9, 10, блок управления 11, выполненный, по крайней мере, на микроконтроллере и содержит дополнительный вход для подсоединения пульта управления 12 с элементами индикации 13 и клавиатурой 14. Обмотка возбуждения магнитострикционного преобразователя 8 расположена в диагонали полумоста, состоящего из двух коммутирующих элементов 6, 7 и двух коммутирующих конденсаторов 9, 10.
Пульт управления 12 может быть расположен как в самом устройстве, так и вне его.
Устройство функционирует следующим образом. Источник питания 1 подключен к питающей однофазной сети переменного тока, напряжение которого выпрямляется двухполупериодным выпрямительным мостом 3. Между двухполупериодным выпрямительным мостом 3 и сетью включен сетевой фильтр 2, предотвращающий попадание в сеть высокочастотных коммутационных помех. Выходное напряжение двухполупериодного выпрямительного моста 3 заряжает накопительный конденсатор 4. Питание обмотки возбуждения магнитострикционного преобразователя 8 осуществляется от накопительного конденсатора 4 через датчик тока короткого замыкания 5. Датчик тока короткого замыкания 5 выдает сигнал на блок управления 11 при превышении током допустимого значения. Блок управления 11 с заданной частотой поочередно отпирает и запирает коммутирующие элементы 6 и 7. При открытом коммутирующем элементе 6 ток протекает через него, обмотку возбуждения магнитострикционного преобразователя 8 и заряжает коммутирующий конденсатор 10; после этого коммутирующий элемент 6 запирается. Затем отпирается коммутирующий элемент 7, ток протекает через него, обмотку возбуждения магнитострикционного преобразователя 8 в противоположном направлении и заряжает коммутирующий конденсатор 9; при этом коммутирующий конденсатор 10 разряжается через коммутирующий элемент 7 на обмотку возбуждения магнитострикционного преобразователя 8, после чего коммутирующий элемент 7 запирается.
Описанный процесс циклически повторяется с частотой задаваемой блоком управления 11. Частота ультразвуковых колебаний подбирается по условию обеспечения резонанса механических колебаний сердечника преобразователя с приводимой нагрузкой. Удобство изменения частоты в широком диапазоне с малой дискретностью обеспечивает клавиатура 14 пульта управления 12. Элементы индикации 13 обеспечивают оператору устройства высокую информативность о его работе благодаря тому, что на нем высвечивается частота токовых импульсов преобразователя, количество импульсов в пачке и время работы устройства в часах.
Применение новой элементной базы и оригинальных заявляемых схемных решений в предлагаемой полезной модели позволило достичь технического результата, а именно повысить надежность, упростить конструкцию, снизить массогабаритные показатели устройства и увеличить его сервисные возможности, связанные с индикацией частоты настраиваемого канала и удобством ее регулирования.
1. Ультразвуковое устройство, содержащее источник питания, состоящий из сетевого фильтра, двухполупериодного выпрямительного моста и накопительного конденсатора, датчик тока короткого замыкания, коммутирующие элементы, обмотку возбуждения магнитострикционного преобразователя, коммутирующие конденсаторы, блок управления, отличающееся тем, что питание обмотки возбуждения магнитострикционного преобразователя осуществляется от накопительного конденсатора через датчик тока, при этом она расположена в диагонали полумоста, состоящего, по крайней мере, из двух коммутирующих элементов и двух коммутирующих конденсаторов, блок управления выполнен с возможностью поочередного отпирания и запирания коммутирующих элементов с заданной частотой, при открытии которых ток протекает через обмотку возбуждения магнитострикционного преобразователя и заряжает коммутирующие конденсаторы, дополнительно блок управления содержит вход, предназначенный для подсоединения пульта управления, а пульт управления выполнен с элементами индикации и клавиатурой.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок управления выполнен, по крайней мере, на микроконтроллере.
