《工业超声波清洗机的优化设计》开题报告2700字

PAGE毕业设计(论文)题目工业超声波清洗机的优化设计一、课题来源、研究的目的和意义、国内外研究现状及分析在最近的几十年中，超声加工技术得到了迅速的发展。超声波清洗就是其中发展的比较快的一种方式。而且，超声波清洗是在目前所有的清洗方法中，其清洗效率最高、清洗效果最好。超声波清洗可以达到这样效果的原因，是清洁方法和其工作原理相互作用下的结果。在我们日常生活和生产当中，需要清洁的东西有很多，分类清洗和清洗的环节也很复杂，手工清洗的方法往往不能满足这些共同的需求，有些情况中，如在对清洁度要求比较高的清洗时，蒸汽清洗和高压水射也往往无法满足这些要求，超声波清洗具有清洁度高、清洗速度快、安全性好等优点。其能够利用其在介质中传播时产生的穿透性和空化冲击波有效清洗外形复杂的零部件，无论在结构上的外表，细孔，甚至内腔，还是工艺流程中的除油、防锈和磷化等操作，其比传统方法效率高出数十倍。配合当今先进的化学试剂调节溶液的酸碱度，可以达到意想不到的效果，更适合应用于要求较高的工艺生产当中。国内外超声波清洗研究现状经过多年超声波清洗技术的发展，目前超声波清洗设备逐渐趋于两个方向：其一是各种类型的多缸、传动链式或升降式超声波清洗生产线持续上市；其二是，低频超声波清洗机向高频超声波清洗机转变。纵观国内外市场，美国、日本、欧洲以及亚太区域，多缸式超声波清洗设备销量增加，占销售总量的50％，而多工位半自动、全自动传动链式或升降式超声波清洗设备占到总量的40％以上。我国超声波清洗技术炙手可热，超声波清洗应用也凸显成效，证明了其技术优越性：首先，机械工业方面，机械零部件电镀前后或在喷涂前需要清洗；机器维修过程中零部件需要清洗；诸如油泵油嘴偶件、轴承、制动器、燃油过滤器、阀门等高清洗度要求的器件在装配过程中需要清洗。其次，印制电路板、硅片、晶片、信号控制级别的继电器、元器件、连接件、显像管以及电真空器件等在安装过程中需要清洗。第三，眼镜、显微镜、望远镜、瞄准镜等具有光学系统及取样玻璃片的清洗。第四，医用器具、食品、医药等试验中所用各种瓶罐器皿使用后的清洗。第五，喷丝头、精密模具、精密橡胶件、珠宝工艺品等的清洗。以上列举了主要的超声波清洗的应用途径，此外还有古董文物等方面。伴随着超声波清洗设备的应用范围的拓展，超声波清洗设备更新换代速度，新型产品雨后春笋般地涌现，从而新技术也推陈出新——高频超声波清洗技术。高频超声波清洗技术中兆赫超声波清洗技术应用较多，其采用频率700kHz—2MHz的超声波进行清洗。兆赫超声波清洗技术有以下的主要优点：一是避免了对高光洁度物体表面清洗时带来损伤；二是更加精准地去除附着在器件表面的亚微米级的污垢。兆赫超声波清洗产品在目前市场上已经存在，国外市场上有售商用的兆赫超声波清洗设备。美国的Verteq、Imtec、ProSys公司开发的兆赫超声波清洗设备主要应用在半导体生产线，旨在对100—300mm硅片的清洗。产品清洗效果既可以除去硅片表面上的最小达到0.15μm级别的颗粒，又可以阻止漂洗过程中粒子的重新附着。可见，兆赫超声波清洗设备已经是国外大规模集成电路制造商在生产过程中不可或缺的生产线装配设备。二、主要研究内容本文设计电路主要是在超声波清洗机的基础上使用UC3875芯片在超声波电源功率控制中的应用。通过使用UC3875芯片控制全桥移相电路的移相角来改变输出信号功率，通过控制移相角的大小，就可以控制输出信号的占空比，以此来达到调节负载上输出功率的目的。文中使用大功率IGBT设计全桥电路，并对IGBT设计了基于KA962芯片的驱动电路。而且还对换能器进行匹配电路设计，使超声波清洗机能够高效的进行清洗工作。三、研究方案、研究方法及预期达到的目标UC3875芯片控制电路，匹配电路，IGBT驱动电路，频率自动跟踪电路等进行了设计与实现。然后在参考文献以及一些其他资料的基础上，确定了电路的整体方案并提出了一些解决方法，优化了整个系统。在这个系统中，由UC3875芯片控制输出信号的功率，调控方便，易于实现；并且通过控制移相角的大小，就可以改变输出信号的占空比，以此来达到控制负载上输出功率的目的。当占空比为0时，输出信号的功率为0，当占空比为50%时，输出信号的功率为最大。此框图带有换能器匹配电路和频率自动跟踪系统，使换能器能够高效稳定的工作。四、完成课题所需的条件、主要困难及解决办法得保证系统换能器能够始终工作在谐振状态，为此就得保障换能器的工作频率不变，这就要求超声清洗机得具有频率调节的功效；当清洗的物品器件不一样的时候，要求超声波清洗机能够输出不一样的功率，这些要求超声波发生器带有功率输出控制系统。五、参考文献[1]陈金忠,温暖,孙江,等.超声波空化作用对ICP光源辐射强度的影响[J].光谱学与光谱分析,2013(5):1338-1341.[2]闫广钱.超声波清洗技术及应用[J].现代物理知识,2004,4:23-25.[3]邓晓,李勤奋.产后果蔬农药残留降解技术研究[J].安徽农学通报,2007,13(18):34-37.[4]马坤.超声波在清洗技术中的研究[D].山东大学,2008.[5]王兴润,张艳霞,王琪,等.铬污染建筑废物不同清洗剂的作用效果比较[J].化工学报,2012,63(10):3255-3261.[6]沈一鸣.柴野佳英与新超声波清洗技术[J].苏南科技开发,2005(8):30-31..[7]杨柳.纳米PZT颗粒的兆赫超声制备及压电力显微研究[D].南京航空航天大学,2012.[8]张石磊,王连吉,李国超.精密零件清洗工艺研究及应用[J].2008.[9]林书玉.功率超声技术的研究现状及其最新进展[J].陕西师范大学学报(自然科学版),2001,29(1):101-106.[10]张石磊,王连吉,李国超.精密零件清洗工艺研究及应用[J].2008.[11]王红,王军芳,蔡小娟.浅谈消毒供应中心工作人员的职业防护[J].中华现代护理杂志,2008.[12]闫广钱.超声波清洗技术及应用[J].现代物理知识,2004,4:23-25.[13]王冬雷.便携式洗涤器：中国，D06F.[P].2006-09-20.[14]杜丹丹.氙灯用软开关电源研究[D].哈尔滨工程大学,2009.[15]聂开俊.基于UC3875的ZVZCS-PWM全桥变换控制器的研究[J].通信电源技术,2008,25(6):33-34.[16]刘星桥,张继来,谭俐,等.零电压,电流PWMDC/DC全桥变换控制器设计[J].微计算机信息,2007(12Z):297-299.[17]牟翔永,陈庆川,朱明.基于UC3875的ZVZCSPWM软开关直流电源的研制[J].真空,2008,45(4):101-105.起止日期论文工作进度（主要内容、完成要求）开始选题，在实践中与指导老师商讨，确定毕业论文题目及写作方向。通过查询资料并结合写作方向，完成论文开题报告。完成论文初稿，期间在图书馆及网上查阅并参考了大量相关资料。完成论文初稿第一次修改。根据指导老师针对文章论点、论据的阐述以及论文逻辑性等方面问题提出的修改意见进行修改。完成论文第二次修改。根据指导老师针对论文表述不清晰，论点阐述不够深入等问题提出的修改意见进行修改。最后一次修改并定稿，准备论文答辩。指导教师意见指导教师（签字）：年月日所在系意见系主任（签字）：年月日学院审核意见