基于单片机的超声波清洗机

基于单片机的超声波清洗机技术可行性争论报告编写日期：202312月名目\l“_TOC_250016“一、技术领域及研发必要性分析 1\l“_TOC_250015“技术相关 1\l“_TOC_250014“基于单片机的超声波清洗机技术的进呈现状 1\l“_TOC_250013“技术必要性分析 2\l“_TOC_250012“二、内容与可行性分析 3\l“_TOC_250011“技术根本原理 3\l“_TOC_250010“超声波清洗的原理和特点 4超声波清洗机的构造和参数设定 5技术内容 5单片机外围电路设计 5超声波发生器的选择 13超声波振荡器设计 14高频驱动和匹配电路 16超声波换能器设计 17清洗槽的设计 19软件调试 20硬件调试 23\l“_TOC_250009“关键技术及创点 27\l“_TOC_250008“三、市场需求与风险分析 28\l“_TOC_250007“市场需求分析 28\l“_TOC_250006“风险分析与对策 29\l“_TOC_250005“风险分析 29\l“_TOC_250004“风险对策 31\l“_TOC_250003“四、经济效益与社会效益 34\l“_TOC_250002“经济效益分析 34\l“_TOC_250001“社会效益分析 35\l“_TOC_250000“五、总结 3610一、技术领域及研发必要性分析1.1技术相关技术名称：基于单片机的超声波清洗机技术技术名称：基于单片机的超声波清洗机技术持有人：北京佳和迅洁清洁效劳基于单片机的超声波清洗机技术的进呈现状目前，由于环境保护的要求，使用清洗剂渐渐成为众多厂家的首选，目前，由于环境保护的要求，使用清洗剂渐渐成为众多厂家的首选，这就需要与超声清洗协作才能取得更好的效果。的多缸或传动链式或升降式超声清洗生产线相继面市；其二是，低频超声波清洗机向高频超声波清洗机的进展。在美国、日本、欧洲以及亚太市场上，多缸式超声波清洗设备总量已呈明显上升之势，高达总量的 50％，而多工位半自动、全自动传动链式或升降式超声波清洗线体设备也已上升到总量的40％以上。我国超声波清洗技术的应用已经取得了较好的成效。一是机械零部件在电镀前后的清洗或喷涂前的清洗，拆修零部件的清洗，要求高清洗度，如油泵油嘴偶件、轴承、制动器、燃油过滤器、阀门的清洗。二是印制电路板、硅片、晶片、元器件壳、座、铁路系统用的信号掌握继电器、元器件、连接件、显像管以及电真空器件等的清洗。三是眼镜、显微镜、望远珠宝工艺品等的清洗。技术必要性分析超声波清洗的原理，在理论要加以阐述是比较简单的，里面牵涉很多超声波清洗的原理，在理论要加以阐述是比较简单的，里面牵涉很多因素和作用，可以表达超声波清洗作用的主要有以下三点。空穴作用当强力的超声波辐射到液体中，清洗液以静压 (一个标准气压)为中心进展变化，在压力到零气压以下时，溶解在液体中的氧会形成微小气泡核，进而产生很多近似真空的微小空洞(空穴)。超声波的正压力时的微小空洞，在绝热压缩状态被挤碎，这个发生在挤碎瞬间的强力冲击波，可直接破坏能在数十秒内对铝箔侵蚀成很多的小孔。加速度清洗液体经超声波辐射，液体分子发生振动，这种振动加速度在 时是重力加速度的103倍，在950kHz时将到达105倍，由这个强力加速度可以对受污物的外表实行剥离清洗。然而， 950kHz的超声波不产生空穴，不适应去油污的清洗，只能在电子工业的半导体制造中，对亚微米粒子的污染进展清洗。物理化学反响的促进作用由空穴作用使液体局部发生高温高压(1000，5500℃)，再经振动产生的搅拌，促使发生化学或物理作用，液体不断地乳化分散，进一步促进化学反响的速率。二、内容与可行性分析技术根本原理超声清洗是利用超声波在清洗液中的空化作用、加速度作用及直进流超声清洗是利用超声波在清洗液中的空化作用、加速度作用及直进流作用，产生的冲击，将浸没在清洗液中的工件内外外表的污物震落剥离下作用，产生的冲击，将浸没在清洗液中的工件内外外表的污物震落剥离下来。目前常用的超声波清洗机中，以空化作用和直进流作用为主。超声波来。目前常用的超声波清洗机中，以空化作用和直进流作用为主。超声波清洗机主要应用于电子、光学和医疗领域，用来清洗半导体器件、印制电清洗机主要应用于电子、光学和医疗领域，用来清洗半导体器件、印制电路板玻璃器具等超声波清洗机由超声波发生器、超声波换能器、超声清洗路板玻璃器具等超声波清洗机由超声波发生器、超声波换能器、超声清洗槽及掌握电路组成。超声波清洗机主要利用超声波发生器产生超声波信号槽及掌握电路组成。超声波清洗机主要利用超声波发生器产生超声波信号并传入超声波换能器，超声波换能器将超声波电能转换为高频机械振动并并传入超声波换能器，超声波换能器将超声波电能转换为高频机械振动并传入清洗液中，在清洗液中产生空化作用，从而到达超声波清洗的目的。和换能器频率全都，这样才能形成共振，使换能器处于最正确工作状态，清洗效果最好。目前，常用的频率跟踪技术承受锁相环方式，该方法简洁易实现，跟踪效果好，但功能单一。本文承受单片机实现全数字掌握，以便于设置相关参数。该机的主要功能有频率自动跟踪、功率调整、振荡工作方式、扫描工作方式、定时功能。穿透力量强等特点，广泛应用于清洗、距离测量、医学等领域。超声清洗2050项有用性很强的技术，其应用场所广泛，涉及到大的机械零部件，小半导体器件的清洗等，常常称作“无刷清洗”。超声波清洗的主要特点是速度快、效果好、简洁实现工业掌握等针对简单工件外表，如空穴、凹凸处，一般清洗方法很难实现，而承受超声波就可以获得很好的效果。随着声化学的消灭与应用，再协作使用适当的溶液，调整清洗液酸碱度等，清洗效果更好。超声波清洗的原理和特点超声波清洗的换能器将超声频电能转换成机械振动并通过清洗槽壁向超声波清洗的换能器将超声频电能转换成机械振动并通过清洗槽壁向盛在槽中的清洗液辐射超声波。存在于液体中的微气泡盛在槽中的清洗液辐射超声波。存在于液体中的微气泡波的作用下振动，当声压或声强到达肯定值时，气泡快速增长，然后突然波的作用下振动，当声压或声强到达肯定值时，气泡快速增长，然后突然闭合。在气泡闭合时，产生冲击波，在气泡四周产生很大的压力及局部高闭合。在气泡闭合时，产生冲击波，在气泡四周产生很大的压力及局部高温，这种物理现象称为超声空化。空化所产生的巨大压力能破坏不溶性污温，这种物理现象称为超声空化。空化所产生的巨大压力能破坏不溶性污物而使它们分散于溶液中。蒸汽型空化对污垢层的直接反复冲击，一方面物而使它们分散于溶液中。蒸汽型空化对污垢层的直接反复冲击，一方面破坏污物与清洗件外表的吸附，另一方面也会引起污物层的疲乏破坏而脱破坏污物与清洗件外表的吸附，另一方面也会引起污物层的疲乏破坏而脱离。气体型气泡的振动对固体外表进展擦洗，污层一旦有缝可钻，气泡还离。气体型气泡的振动对固体外表进展擦洗，污层一旦有缝可钻，气泡还能“钻入”裂缝作振动，使污垢脱落。由于空化作用，两种液体在界面迅能“钻入”裂缝作振动，使污垢脱落。由于空化作用，两种液体在界面迅速分散而乳化，当固体粒子被油污裹着而附在清洗件外表时，油被乳化，速分散而乳化，当固体粒子被油污裹着而附在清洗件外表时，油被乳化，固体粒子自行脱落。超声在清洗液中传播时会产生正负交变的声压，冲击固体粒子自行脱落。超声在清洗液中传播时会产生正负交变的声压，冲击清洗件，同时由于非线性效应会产生声流和微声流，而超声空化在固体和清洗件，同时由于非线性效应会产生声流和微声流，而超声空化在固体和液体界面上会产生高速的微声流，全部这些作用能够破坏污物，除去或削液体界面上会产生高速的微声流，全部这些作用能够破坏污物，除去或削弱边界污层，增加搅拌、集中作用，加速可溶性污物的溶解，强化化学清弱边界污层，增加搅拌、集中作用，加速可溶性污物的溶解，强化化学清洗剂的清洗作用。洗剂的清洗作用。由此可见，但凡液体能浸到声场存在的地方都有清洗作用，而且清洗如布料、橡胶以及粘度大的污物清洗效果差。超声波清洗机的构造和参数设定(1)(1)超声波清洗机构造设计超声波清洗机主要由超声波发生器、超声换能器和清洗槽组成。超声波发生器将50Hz声换能器。清洗槽是盛放清洗液和被清洗零部件的容器。(2)参数设定为了实现超声波清洗的高效率，应中选择最正确的声强、频率及清洗槽声场分布等参数。工作频率选在20—50kHz之间。低频声波的空化气泡大、数量少，易于清洗较粗糙物品。高频声波空化气泡小、数量多，易于清洗精细且外形简单的物品。本超声波清洗机用于清洗较粗糙的生活用具，所以承受低频洗性能好，蒸发损失小，无毒，材料相容性好，不破坏环境，价格廉价。技术内容依据设计要求，超声波清洗机系统的硬件电路主要包括超声波放射电依据设计要求，超声波清洗机系统的硬件电路主要包括超声波放射电路，超声波接收电路，换能电路和键盘掌握电路等，各模块有它特定的功路，超声波接收电路，换能电路和键盘掌握电路等，各模块有它特定的功能，这些电路性能的好坏直接影响系统的稳定性。能，这些电路性能的好坏直接影响系统的稳定性。单片机外围电路设计STCSTCPIC51因此我在在单片机外围电路设计前对各种单片机方案进展了比较：单片机的选择有多种方案可供参考，例如单片机的选择有多种方案可供参考，例如AVRTIAVR单片机司挪威设计中心的A先生与V先生利用ATMEL公司的Flash技术,共同研发出RISC精简指令集的高速8位单片机。其特点是：简洁易学，AVR程序写入是直接在电路板上进展程序修改、烧录等操作，这样便于产品升级；费用低廉，高速，低耗， I/O口功能强,具有A/D转换等电路，有功能强大的定时器/计数器及通讯接口。TI德州仪器供给了两大系列通用单片机。TMS370单片机是8CMOS简单的实时掌握场合；MSP430系列单片机是一种超低功耗、功能集成度较16STC单片机STC8051令代码完全兼容传统80518~12ADC，4PWM，双串口，有全球唯一IDPIC单片机公司的产品，其突出的特点是体积小，功耗低，精简指令集，抗干扰性好，牢靠性高，有较强的模拟接口，代码保密性好，大局部芯片有其兼容的FLASH5151些列单片机是在一块芯片中集成了 CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和多功能I/O等一台计算机所需要的根本功能部件。把握起来比较简洁，且本钱低，牢靠性高。数据处理量不是很大，所以，本次设计选定以51系列单片机为掌握核心的STC89C52单片机来进展。STC89C52单片机的特点STC89C52STC89C5251STCSTC89C52是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器〔RAM〕，器件承受STC指令系统，片内置通用8FlashSTC89C52单片机可为您供给很多较简单系统掌握应用场合[1]。STC89C524032/输出〔I/O〕端口，同时,22STC89C52可以依据常规方法进展编程。其将通用的微处理FlashFlash地降低开发本钱。兼容MCS51指令系统8k(>1000次〕FlashROM32I/O,256x8bitRAM316/0-24MHz2UART282,3低功耗空闲和掉电模式,软件设置睡眠和唤醒功能STC89C52STC89C52各引脚功能及管脚电压如图2.12.1STC89C52引脚图STC89C52为40脚双列直插封装8标准的C51内核，在内部功能及管脚排布上与通用的8xc52一样，其主要用于会聚调整时的功能掌握。功能包括对会聚主IC内部存放器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整掌握，会聚测试图掌握，红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPUXTAL1〔19脚〕XTAL2〔18脚〕为振荡器输入输出端口，外接12MHzRST/Vpd〔9脚〕为复位输入端口，外接电阻电容组成的复位电路。VCC〔40脚〕VSS〔20脚〕+5VP0~P3为可编程通用I/O脚，其功能用途由软件定义，在本设计中，P0端口〔32~39脚〕被定义为N1功能掌握端口，分别与N113脚定义为IR10脚和11I2CN1SDAS〔18脚〕和SCLS〔19脚〕12脚、27脚及28脚定义为握手信号功能端口，连接主板CPU的相应功能端，用于当前制式的检测及会聚调整状态进入的掌握功能。P0口:P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位能吸取电流的方式驱动8TTL电路，对端口P0写“1”时，可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址〔低8位〕和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。P1口:P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输出缓冲级可驱动〔吸取或输出电流〕4个TTL规律门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，由于内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)P2口:P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2的输出缓冲级可驱动〔吸取或输出电流〕4TTL规律门电路。对端口P2写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用(IIL)P3口:P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。P3口输出〕4TTLP3口写入“1”P3口将用上拉电阻输出电流〔IIL〕。RST平将使单片机复位。XTAL2:STC89C52片内存储器中，80H-FFH共128个单元为特别功能存放器〔SFE〕。有个字节的内部高个〔SFR128字节的RAM和特别功能存放器的地址是一样的，但物理上它们是分开的。波特率发生器:当T2CON中的TCLK和RCLK置位时定时/计数器2作为波特率发生器使用。假设定时/计数器2作为发送器或接收器，其发送和接收的波特率可以是不同的，定时器 1用于其它功能，其引脚与其次功能如下。2.1STC89C52P3口的其次功能引脚P3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7

2功能〕TXD〔串行口输出端〕〕〕定时器/记时器0计数脉冲输入端〕定时器/1计数脉冲输入端〕RD〔外部数据存储器读选通信号输出端，低电平有效〕STC89C52的程序存储器阵列是承受字节写入方式编程的，每次写入一STC89C52的程序存储器阵列是承受字节写入方式编程的，每次写入一个字节，要对整个芯片内的个字节，要对整个芯片内的PEROM程序存储器写入一个非空字节，必需使用片擦除的方式将整个存储器的内容去除。用片擦除的方式将整个存储器的内容去除。显示与键盘电路的设计显示器是一个典型的输出设备，而且其应用是极为广泛的，几乎全部显示器是一个典型的输出设备，而且其应用是极为广泛的，几乎全部的电子产品都要使用显示器，其差异仅在于显示器的构造类型不同而已。的电子产品都要使用显示器，其差异仅在于显示器的构造类型不同而已。最简洁最直观的显示器可以使用最简洁最直观的显示器可以使用LED发光二极管，而简单的比较完整的显示器应当是CRT监视器或者屏幕较大的LCD液晶屏。垂直(相交成90度)。也就是说，假设一个平面上的分子南北向排列，则另一平面上的分子东西向排列，而位于两个平面之间的分子被强迫进入一种90度扭转的状态。由于光线顺着分子的排列方向传播，所以光线经过液晶时也被扭转光线能直射出去，而不发生任何扭转。LCD散的。极化滤光器实际是一系列越来越细的平行线。这些线形成一张网，光线本身已扭转到与其次个极化滤光器相匹配，光线才得以穿透。LCD正是由这样两个相互垂直的极化滤光器构成，所以在正常状况下应当阻断全部试图穿透的光线。但是，由于两个滤光器之间布满了扭曲液晶，所以在光线穿出第一个滤光器后，会被液晶分子扭转 滤光器中穿出。另一方面，假设为液晶加一个电压，分子又会重排列并完光线阻断，不加电则使光线射出。显示电路如图2.22.2LCD显示电路连接图在外围的键盘掌握电路中，设置了四个独立按键，分别与单片机的停顿放射超声波，即停顿机器；S3路发出警告，此时按下S3键，即可停顿报警，S4为预留出来的按键，当需要的时候可以实行编程掌握。电路设计如图2.32.3键盘掌握电路超声波发生器的选择超声波发生器也称作超声电源，它是一种用以产生超声频电能并向超超声波发生器也称作超声电源，它是一种用以产生超声频电能并向超声换能器供给的装置。依据所承受的工作原理，可以把超声波发生器分为声换能器供给的装置。依据所承受的工作原理，可以把超声波发生器分为模拟电路和数字电路两大类。模拟电路超声波发生器又分为振荡一放大型模拟电路和数字电路两大类。模拟电路超声波发生器又分为振荡一放大型和逆变型两种。本设计承受振荡一放大型超声波发生器，其构造框图如图和逆变型两种。本设计承受振荡一放大型超声波发生器，其构造框图如图3.43.4源组成。振荡器产生肯定频率的信号，放大器将其放大到肯定的功率输出。源组成。振荡器产生肯定频率的信号，放大器将其放大到肯定的功率输出。振荡条件：正反响放大器。表示接正反响时放大器在输入信号显示时的输出。可知，假设在放大器输入端1外接肯定频率，肯定幅度的正弦波信号 Xa，经过根本放大器和反响网络所构成的环路输出后，在反响网络的输出端 2得到反响信号Xf与Xa在大小和相位上都全都，则可以除去外接信号 Xa，将1、2两端连接在一起(如图中虚线所示)而形成闭环系统，其输出端可连续维持和a+f=2n n=0,1,2,3…… 相位平衡条件 (2.1)相位平衡条件打算的。一个正弦波振荡器只在某一个频率下满足相位平衡f0,

环路中包含一个具有选频特性的网络。它可以设置在放大器C元件组成，也可以用L、C＞1趋于稳态平衡。超声波振荡器设计TL494TL494成的振荡器。成的振荡器。TL4945(CT)6(RT)接定时元件电阻RC，即可起振。如图2.4所示。2.4TL494的引脚图由于频率选为20kHz由上公式得RC=0.5958×106S1,振荡器输出方波的占空比是换能器产生的超声波强度的打算因素。通过给TL4944以肯定的直流电压就可实现占空比调整。定时元件由电容CR1R2构成，调整电位器R212V，R3(10kΩ)和电位器R4(10kΩ)构成分压电路，死区时间掌握端的电位应界于2．5～5V之间。调整电位器R4声波的强度调整。〔1〕超声波放大器的选择单级的，也可以是多级的，主要看输出功率的需要。早期的超声波发生器〔三极管、场效应管和IBGT器件〕。近年来越来越多的厂家承受功率集成电路做超声波发生器的放大器件。目前工业上广泛使用的超声波发生器根本上被晶体管电路垄断。率高。但从另一方面讲由于受到方向击穿电压、最大集电极电流、最大集电极耗散功率参数的限制，通常一对晶体管的最大输出功率只能到达百瓦级。要提高晶体管发生器的输出力量，除了有赖于搞性能器件外，还必需承受高效率的电路。传统的甲类、乙类、丙类放大器是把有源器件作为电流源工作。在这些放大器中，晶体管工作在伏安特性曲线的有源区。集电极电流受基极鼓励信号掌握作相应变化。低压驱动电路了避开两只功放管同时导通，导致内部功耗增加，两管的导通时间必需错开，使它们在交替工作时有一段同时截止的时间。为此，三极管 P1和P2对振荡器的输出作反相处理，三极管选用 用的电源是直流12V，而功放电路的电源是沟通220V，在三极管后参加一个耦合变压器，完成凹凸压隔离的任务。功放匹配电路功放电路电路由两个VMOS功率场效应管2SK791应好、开关速度快等优点，是抱负的开关元件。但其关断特性在电流小时并不抱负，下降沿有拖尾。高频驱动和匹配电路超声发生器与一般放大器的一个重要区分在于它的匹配电路局部。一超声发生器与一般放大器的一个重要区分在于它的匹配电路局部。一般放大器与负载之间的匹配只牵涉到阻抗变换，而超声波发生器与负载之般放大器与负载之间的匹配只牵涉到阻抗变换，而超声波发生器与负载之间的匹配则除了阻抗变换之外，还有一项很重要的内容—调谐，即选用一间的匹配则除了阻抗变换之外，还有一项很重要的内容—调谐，即选用一定值的阻抗元件，使之在工作频率上与负载中的电抗成分谐振。只有在同定值的阻抗元件，使之在工作频率上与负载中的电抗成分谐振。只有在同时进展了阻抗变换和调谐之后，整个系统才算是到达了匹配，换能器才能时进展了阻抗变换和调谐之后，整个系统才算是到达了匹配，换能器才能超声波清洗机中的匹配电路是将发生器输出的电能送往换能器的通道。匹配电路虽然构造简洁(通常只有一个匹配电感)，却具有重要作用。一样型号的清洗机，匹配调得好的清洗效果好；匹配调得差的则清洗效果清洗机的匹配除了要解决变阻问题(即变换负载的阻值，使之与发生器的最正确容抗，使换能器呈纯阻性。技术人员通常是依据各自的阅历进展匹配。例的。但在已有阅历的根底上，再把握匹配的原理，就可以在匹配时有的放矢，更加主动，从而收到事半功倍的效果。其驱动电路如图2.52.5清洗机的高频驱动电路超声波换能器设计用于超声清洗的换能器有两种类型．一是磁致伸缩换能器，另一种是用于超声清洗的换能器有两种类型．一是磁致伸缩换能器，另一种是压电换能器，磁致伸缩换能器这种换能器的电声效率比较低．而且金属镍压电换能器，磁致伸缩换能器这种换能器的电声效率比较低．而且金属镍材料价格昂贵，制造工艺简单，所以目前很少承受。还有一种用铁氧体材材料价格昂贵，制造工艺简单，所以目前很少承受。还有一种用铁氧体材料做成的磁敛伸缩换能器，虽然其电声效率比较高，但机械强度低，所能料做成的磁敛伸缩换能器，虽然其电声效率比较高，但机械强度低，所能承受的电功率容量小，因而目前我国也很少应用目前我国主要承受压电换承受的电功率容量小，因而目前我国也很少应用目前我国主要承受压电换能器，由于这种换能器的电声转换效率高，原材料价格廉价，而且便于制能器，由于这种换能器的电声转换效率高，原材料价格廉价，而且便于制造不同的构造，以适应不同的清洗要求。压电换能器又有很多种如圆柱形、造不同的构造，以适应不同的清洗要求。压电换能器又有很多种如圆柱形、喇叭形等。经过比照最终确定选用喇叭形夹心压电换能器作为此次的换能喇叭形等。经过比照最终确定选用喇叭形夹心压电换能器作为此次的换能器。器。换能器是用来进展能量转换的器件，是将一种形式的能量转换为另一它能实现电能和声能之间的转换。 (N1)2

(N1)2

bj1

N2

sinN

cjn

〔2.2〕dcos

N1sin

〔2.3〕且 N(s/s1/2 且 1 2阻抗的反变换为dWbZcWa 〔2.4〕节面在前后盖板长度满足：wl wl Ztan(

3)tan( 2) 2c c Z3 2 3

〔2.5〕tan NN1 〔2.6〕由上式得2S 60mm2

l 20mm l3

10mm l1

37.25mm

d17.5mm致伸缩的有镍片换能器和铁氧体换能器。铁氧体换能器的电声转换效率比较低。一般使用一、二年后效率下降，甚至几乎丧失电声转换力量。镍片换能器的工艺简单，价格昂贵所以至今很少使用。目前，广泛使用压电晶体换能器。这种换能器电声转换效率高，原材料价格廉价，制作便利，也不简洁老化。常用的材料有石英晶体、钛酸钡〔BaTiO3〕和锆钛酸铅〔PbTiZrO3PZT3000V电压才产生0.01μ20～30倍，但效率和机械强度不如石英晶体。锆钛酸铅具有二者的优点，一般可用作超声波清洗，探伤和小功率超声波加工的换能器。清洗槽的设计清洗槽由内槽和外壳组成．内槽的外外表清洗槽由内槽和外壳组成．内槽的外外表换能器，槽内盛清洗液。槽一般用耐腐蚀的不锈钢板制成，过于厚会影响换能器，槽内盛清洗液。槽一般用耐腐蚀的不锈钢板制成，过于厚会影响声的辐射．槽的内壁，尤其是粘有换能器的辐射板要平坦抛光，不能有伤声的辐射．槽的内壁，尤其是粘有换能器的辐射板要平坦抛光，不能有伤痕，否则易产生空化腐蚀，缩短使用寿命．为避开被清洗工件直接与槽壁痕，否则易产生空化腐蚀，缩短使用寿命．为避开被清洗工件直接与槽壁篮的骨架应尽可能地小而轻，一般用不锈钢丝编成或用其它反射槽的尺寸要依据清洗件的大小和外形而定．清洗件的总外表积不应大于内槽的体积．粘有换能器的辐射板(如槽底板)所承受的电功率强度一般低于1．5W／cm2(0．5～1w／cm2之间)．过高的强度会加速辐射板外表的空化腐蚀，同时由于过猛烈的空化所产生的气泡会影响能量传递，使远离辐射面的液体空间声强变弱而达不到均匀清洗使得在液体空间有些区域声压最小(波节处)，有些地方声压最大(波腹处)而造成清洗干净程度不均匀．为削减驻波的形成，有时清洗槽的外形要特超声波功率为500W；外槽尺寸为420×490×380mm；超声波发生器电路箱为 224×100×135mm，由六个直径为4.5毫米的螺纹固定。其构造如图2.6所示.2.62.6清洗槽构造系统软件设计承受模块化设计，主要包括中断主程序、入口程序、定系统软件设计承受模块化设计，主要包括中断主程序、入口程序、定报警子程序设计等。〔1〕主程序流程图主程序首先要对系统环境初始化，设置定时器T0工作模式为16时/计数器模式，置位总中断允许位EA子程序送出一个超声波脉冲。2.7程序主流程图为了避开超声波放射器引起的直射波，需要延时0.1ms部中断0的超声波信号。由于承受的是0.5μs，所以当主程序检测到标志位后，调用振动子程序最终显示在LED上，主程序流程图如图2.7所示。〔2〕中断子程序及流程图当超声波发送脉冲波后，在程序中定义为外部中断0，INT0序中的作用是形成中断进展跳转进入中断子程序，能够实现在程序设计上的思维，使整个程序符合规律设计。中断子程序流程图如图4.2程序中应留意进中断时变量的保存及出中断时变量的恢复。当有外部中断时，为避开进入中断死循环，必需在退出中断子程序时用软件去除该标志读取定时器值，设置标志位。关闭定时器关闭定时器关闭中断读取定时器值设置标志位返回2.8中断子流程图(3)按键扫描程序流程图按键扫描程序流程图如图2.9所示，该程序局部完成对按键的扫描，组合键码值返回，由于按键的公共端接低电平，所以当按键I/O寻常，证明有按键按下，所以进入程序后先将P1口即按键的接口，全部置1，然后通过if((P1&0xff)!=0xff)；来推断是够有按键动作，将P10XFF0XFF20ms的延时，再次使用该语句进展一次推断，假设确实有按键按下，则此语句成立，将进入键码值提取提取，参加按键1按下则编码值为01111111，为0X7F便于观看与调试将该键码值取反，则为0X80行查询程序进展按键的查询，查询后进展按键执行程序的执行。2.9按键扫描流程图硬件调试本系统主要依据显示设置，来推断清洗的功率及倒计时的设定，来进本系统主要依据显示设置，来推断清洗的功率及倒计时的设定，来进行相应的清洗操作。其按键操作如下：上排四个按键由左至右依次为设置行相应的清洗操作。其按键操作如下：上排四个按键由左至右依次为设置键、确认键、加操作键、减操作键。键、确认键、加操作键、减操作键。2.10上电显示图刚开头上电操作如图2.10当将输入端分别连接直流5V1602显示器会显示“welcome pleasesetup”,就可以开头设置清洗功率及倒计时时间了。2.1135w档位初始化5序设置档位，在系统自动初始化完毕之后便会消灭该窗口显示，如选择默认设置程序，可点击确认键直接开头工作。2.1235w档位开头倒计时如图2.12所示，选择默认设置后，计时器会间隔 完毕后系统自动停顿工作，左侧35W功率指示灯发光显示系统开头工作。2.13倒计时时间设置2.13键，会消灭时间设置菜单，有1分钟、1.5分钟、5分钟、10分钟四种选择，依据所需时间，点击相应加减操作键进展设定。2.14功率设置当进展完倒计时设置后，点击确认按键，连续设置功率档位，该档位有35W2.14功率设置当进展完倒计时设置后，点击确认按键，连续设置功率档位，该档位有35W60W60W在工作。超声波清洗始于超声波清洗始于2050目前已广泛地用于各类生活用品清洗，清洗半导体器件、电子管零件、印刷电路、继电器、开关和滤波器等；机械工业中用于清洗齿轮、轴承、油小如手表零件；再如光学和医疗器械方面用于清洗各种透镜、眼镜及框、医用玻璃器皿、针管和手术器具等。医用玻璃器皿、针管和手术器具等。此次设计的超声波清洗机计以单片机为核心器件，可以通过按键对清LED定的使用价值和意义。三、市场需求与风险分析市场需求分析我国现有各类超声波清洗设备制造企业近我国现有各类超声波清洗设备制造企业近40东南沿海地区。据统计资料，沿海地区的厂家占全国总数的东南沿海地区。据统计资料，沿海地区的厂家占全国总数的85％，可见经济兴旺地区对超声波清洗技术的应用不但在先，而且广泛，普及程度高，济兴旺地区对超声波清洗技术的应用不但在先，而且广泛，普及程度高，同时，这又证明超声波清洗技术在中西部地区推广普及的前景格外宽阔。同时，这又证明超声波清洗技术在中西部地区推广普及的前景格外宽阔。就产品水平而言，当代产品与就产品水平而言，当代产品与2070—80也格外明显。也格外明显。近年来，由于对汽车制动器生产线、冰箱压缩机生产线的传统清洗工洗处理完成，烘干后即可喷漆等都有了的应用和进展。反响罐或化学处理桶壳外表的污物，比用一般方法节约能源，费用低且减少环境污染，清洗过程简洁，只要在容器中灌满水，加热到65℃，并参加2％的外表活性剂，进展处理2—4h，即可清洗干净。欧洲的一些厂家曾清洗过各种的罐，以前用甲醇加热到沸点一次处理5清洗设备正在取代已面市的老式设备。兆赫超声波清洗技术是指承受频率700kHz2MHz清洗系统一般由压电换能器、清洗容器和清洗液、高频电功率发生器及控洗。目前，国外市场上已有商用的兆赫超声波清洗设备。美国 Verteq、Imtec、ProSys公司已开发出这类设备用于半导体生产线上，在对100—300mm硅片的清洗中，可除去硅片外表上小到 0．15μm的微小颗粒，而且可加快漂洗过程并有效地阻挡粒子在硅片外表上重附着。兆赫超声备。风险分析与对策风险分析⑴投资风险投资工程治理水平低，企业经营治理不善等缘由。⑵技术风险需求的变化，竞争对手的消灭，企业生产条件的变化等。⑶商务风险整工艺设计购置设备供给准确依据；二是要确定合理的原料、动力等消耗参数；三是要组织连续的、规模化生产。只有创技术本身具有可行性、适用性、先进⑷市场风险险，即技术开发是成功的，但产品投放市场后未收到预期回报。⑸决策风险方在竞争中面临较大的风险。⑹财务风险治理和掌握是掌握财务风险关键。⑺对市场开发人员依靠的风险的损失。风险对策⑴投资风险防范担当主体向另一个担当主体转移，有利于充分有效地利用有限的资金和技术力气。其方式包括：技术转让、托付开发、联合开发等。⑵技术风险对策资产的监视治理。⑶商务风险对策品在生产阶段失败时，可将技术卖给有力量生产的企业。⑷市场风险对策的技术产品在短周期内实现市场优势。⑸决策风险对策风险损失。⑹财务风险生。⑺对市场开发人员依靠的风险消灭的依靠的风险。⑻其他风险对策①建立有效的风险掌握的组织机构2—3适合。②建立有效的风险掌握治理过程打算等活动，有效的风险治理过程应是学习型的、持续的和不断改进的。③建立畅通的沟通渠道和沟通策略译。④配备高素养的工程治理人员的可控性。四、经济效益与社会效益经济效益分析基于单片机的超声波清洗机技术广泛应用于各类生活用具的清洗，凭