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《哈尔滨理工大学》 2010年
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基于嵌入式系统控制的超声波除垢器的研究

李贺来  
【摘要】: 随着电子技术和计算机技术的迅猛发展,功率超声的应用已在工业和民用的许多领域得到了广泛的应用。工业生产中,管道结垢普遍存在,它轻的影响生产,浪费能源,重的则造成管道报废。传统的防垢除垢方法成本高,劳动强度大,污染也比较严重。近年来为了提高除垢的效率人们正在不断探索新的除垢方法,超声波除垢也是在这种背景下应运而生的。超声波除垢器是利用超声波在液体传播过程中产生的空化效应,剪切效应和抑制效应等物理特性,来达到防垢、除垢的效果。它具有节能、免拆卸、绿色无污染、使用方便等特点。目前,超声波除垢己经获得了社会广泛的认可,并在石油、电力、供暖等领域得到应用,现正向人们息息相关的生活领域拓展。因此本课题研究具有非常广泛的实际意义及应用前景。 文中首先对超声波防垢除垢的机理理论和现阶段的研究状况进行了介绍,并分析了它的发展趋势。在此基础上,对超声波除垢系统的结构进行了深入的分析,确定了系统中各个组成部分的设计参数,然后制定方案。超声波除垢器可分为控制和执行两部分,控制部分主要是单片机及其外部扩展电路组成的单片机控制系统。系统利用PWM脉宽调制技术和智能控制策略来满足超声电源输出功率恒定;同时对输出频率进行跟踪,保证除垢效果。执行部分是超声波换能器,这里对磁致伸缩换能器的材料、原理和结构进行了分析,结合磁致伸缩换能器的等效电路及其电特性,对超声波换能器参数的匹配进行了电学设计。 最后,对超声波除垢器的除垢效果做了测试和实验,即利用超声波作用下的水泥和无超声波作用下的水泥进行对比实验。通过实验最终验证了超声波除垢的良好效果,实现了超声除垢的目的。
【学位授予单位】:哈尔滨理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP368.12

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