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图5-1 干簧管结构示意图
水位感应器外部套有一个带磁铁的浮力小球，当水位上升下降的时候，浮力小球会随之升降，当浮力小球到达高低水位开关的时候会使干簧管中的两个簧片接触导通，从而导通开关，触发下一步。当浮力小球第一次到达高水位开关时，会接通高水位开关的干簧管簧片，使其导通，从而触发控制系统使加热器工作。排水时，当浮力小球到达低水位开关时，会接通低水位开关的干簧管簧片，使其导通，从而触发控制系统使喷臂泵工作。其示意图如下
图5-2 水位感应器结构示意图 5.2.4 喷臂系统
管道用PVC材料的管和接头，并用PVC胶进行密封。PVC也称为聚氯乙烯，它的特点是造价低、可回收利用、强度高、性能稳定、安
湘潭大学兴湘学院毕业论文 全卫生。
超声波结束后的喷臂清洗是很重要的一个步骤。可以将超声清洗后残留的油污彻底清除。当水在喷臂泵的带动下会从喷臂孔中喷出，水流冲击到碗具上，利用水的冲击对残留进行冲洗。喷臂系统参照淋浴喷淋头进行设计，采用圆形喷头，喷孔密集排布于喷头之上。喷臂水管与进水管之间采用水管接头连接，连接处采用尼龙挡水圈密封，防止水露出。清洗槽内焊接有凸台，用于固定喷臂与进水管。
图5-3 喷臂结构示意图 5.2.5 超声波发生器
超声波最主要的两个部分就是超声发生器和超声换能器。其中超声发生器是产生电磁振荡信号并提供能量的工作部分，而超声换能器才是最终实现超声振动的工作部分。超声发生器是一个大功率的信号发生器，它的作用就是给超声换能器一个一定频率的电磁振荡能量，当此频率与超声换能器的谐振频率相等时，就产生共振。为了能让超声发生器更好的为超声换能器提供频率准确、功率较高的信号和能量。为了使超声波发生器发挥最大效能，需注意以下几个问题:
(1)频率自动跟踪问题:因为换能器的谐振频率会随着工作过程发生变化，所以发生器的输出电信号的频率必须具有跟随其变化而变化的特点，这就要求发生器具有频率自动跟踪功能。
(2)配备末级放大器，将微小的信号转化为大功率的信号。
(3)功率合成器:单个放大器不足以满足需要时，利用功率合成器将单一的放大信号相加，获得远远大于单个的功率输出。
(4)功率放大器的保护:由于受电源电压、外界干扰脉冲及换能器负载、回路参数等影响，末级功率放大器电路往往会失效。针对不
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同的故障原因，末级功放保护措施有:过压保护，过流保护，负载开路，短路保护，双管导通保护，激励信号源的误触发保护等。
(5)与换能器匹配:一是通过匹配使超声发生器向换能器输出额定的电功率，这是由于发生器需要一个最佳的负载才能输出额定功率所致，把换能器的阻抗变换成最佳负载，也就是阻抗变换作用;二是通过匹配使发生器功率效率最高，这是由于换能器静电抗的原因，造成工作频率上的输出电压和电流有一定的相位差，从而使输出功率得不到期望的最大输出，使发生器的输出效率降低。因此在发生器输出端并上或串上一个相反的抗，使发生器负载为纯电阻，也就是谐调作用。所以匹配的好坏直接影响到功率超声源的产生和效率。
根据要求，确定超声波设计参数:
保险座:在输出过载或超声换能器工作异常时及时断开电源，保护超声波发生器; 频率微调:超声波输出频率为28K，但在一定范围内连续可调，在不同的工况条件下调整微调使换能器始终工作在最佳状态下，换能效率达到最大;
扫频:在清洗过程中使超声频率在合理范围内往复扫动，带动清洗液形成细微回流，使工件污垢在被超声剥离的同时迅速带离工件表面，大大缩短工件清洗时间，提高清洗效率，以达到快速清洗的目的。
功率可调:根据所确定的清洗槽的尺寸，确定最大功率为800W，可实现本机输出功率的10%一100%连续可调(但通过试验，选择洗碗机的功率为30OW)。
根据以上要求，综合考虑选用东莞科美达公司生产的KMD—300型超声波发生器，其规格为220×210×100mm，功率为300W，清洗温度50?，频率可调28Khz
5.2.6 超声波换能器
超声波换能器是一种将机械能，高频电能转化为声能的装置。超声发生器产生的的高频电信号引起换能器内换能材料中电磁场的变化，对换能器的机械振动部分产生一个推动力，使之进入振动状态，接着导致与机械振动系统相连的介质振动，向介质中辐射声波。换能器一般分成两个部分，第一部分是换能器材料部分，第二部分是机械振动放大部分，又叫变幅杆。变幅杆的作用是将比较小的机械振动幅度转化为较大的振幅，提高振速比，减少换能器的谐振阻抗，有效地提高效率，降低发热量，延长换能器寿命，可固定整个机械系统从而
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尽可能的减少机械能量的损失，能使换能器和工作媒质之间获得热学和化学上的隔绝。换能器示意图如图5-4:
图5-4 超声波换能器结构示意图
换能器有电动式、电磁式、磁致伸缩式、电容式、压电式等，其中，压电式因其转换效率高，功率容量大以及结构形状等可以根据实际要求自行设计等优点而广泛使用。
超声波振子参数设定:根据清洗槽侧面积为400×
222430=172000mm=1720cm，由于功率密度应在0.35—1W/cm，所以在侧面安装9个超声波振子，振子功率选择100W。功率密度可达
22900W/1720cm=0.52W/cm。 频率选28Khz。
综上，这里选择东莞科美达公司生产的HS—3828型超声波换能器，其规格为:59×68mm，阻抗?20Ω，频率28Khz正负0.5Khz可调，功率为100W，最高可用温度120?。
分别将换能器和清洗槽壁粘结处进行喷沙处理，清洗干净后，按一定工艺进行粘结，要求粘合平整，粘合面有足够的强度。
5.2.7 加热系统
在清洗槽底部均匀布置加热器，在自来水进入清洗槽后，控制面板控制加热器启动，通过实验测定加热器功率加热到50?的时间为4分钟左右，所有加热4分钟后加热器停止工作。加热器内有电阻丝构成，上面用不锈钢辐射板遮盖，下面设置一层陶瓷纤维隔热层。其结构示意图如图
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图5-5 加热器结构图
机械毕业设计439超声波洗碗机毕业设计说明书
