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超声波加湿器的工作原理

[日期:2011-08-24] 来源:  作者:刘运洪 [字体: ]

  超声波加湿器为空气增加湿度,其工作是靠加湿器中的“超声波换能器”器件。该器件是一种“压电陶瓷晶体”,类似压电蜂鸣器中的压电陶瓷片,只是其固有频率比蜂鸣器要高得多,在超声频以上。

  当有超声频以上的高频电压加到“换能器”两端时,因“压电效应”,由电振荡变换为机械振荡,其金属片的一端(与水池接触的那一端)将产生超声波,作用于水中,“换能器”附近的水在超声波的作用下沸腾,并在风扇的作用下,通过水箱上的蒸发口,将雾汽吹到空气中,为空气加湿。

 

  那么,加在“换能器”两端的高频电压又是如何产生的呢?上图是北京产亚都YC—D22型超声波加湿器电路(按照实物绘出)。

  该电路类似于电视机的行振荡与行扫描电路,只是电视机的行振荡是独立设置的,而加湿器的振荡是靠电路的正反馈形成的。振荡管BU406如同电视机的行管,D5等同于电视机的阻尼二极管.C2、C4、C5(及换能器)为逆程电容.L2等同于电视机的行输出变压器初级线圈。

  高频振荡的形成见右图所示的交流等效图。振荡管BU406因电源供电正常、偏置齐全,将导通,有交流电流IC产生,致使L2产生上负下正的自感电势。正反馈电容C3,形成正反馈电压给BU406的b极,使UB406通导加剧,直至饱和。L2在此刻储能,磁芯“吸”足磁能很快达到“磁饱和”。L2磁饱和后,两端自感电势极性反转,变为上正下负,C2也将其正反馈至BU406的b极,使其迅速截止,L2上的上正下负的自感电势对C2、C4、c5及换能器充电,当电容充到最大值时,L2恰好“泄”

  磁完毕,且成为充电后电容器的放电路径,并使L2产生上负下正的自感电势。因此时BU406还处在截止状态,所以,自感电势便通过D5阻尼二极管将磁能回归于电源,一个振荡周期就完成了。

  因L2上负下正的自感电势消失,BU406的e极电位降低,所以BU406再次通导,又重复上述过程,形成振荡。这样,在振荡电容两端,也可说成是在换能器两端,形成了振荡电压,波形类似于单个二极管的半波整流波形——脉冲振荡波,频率高于声频。

  该机还设有无水保护电路。BU406的偏置电路为:电源+38V→R3→VR1→干簧管→VR2→L3→R2→R1。其中,干簧管置于水池中的一个竖直的空心立柱内,立柱上套有一个环形浮漂,漂内为永久性磁铁。加水后,水池内带磁铁的浮漂受浮力的作用,上升到立柱的中腰处,即为柱内干簧管的半中腰处。干簧管两簧片闭合,BU406偏置电路接通,加湿器正常使用。如水耗干,浮漂落下,干簧管两簧片断开,偏置电路断路,则电路停振,达到保护BU406与换能器的目的。

  另外,亚都YC-D22还有自动恒湿控制电路,如下图所示。它以LM324N四运算放大器为主体,传感器为“湿度感应头”,组成比较电路。湿度感应探头根据空气中的湿度得到湿度电信号,与基准电压相比较,得出“比较电压”,去控制调整管C9014的偏置电流,也就是控制C9014内阻的大小,经拔插线排中的蓝线,去控制振荡管BU406的B极偏置电流,即控制换能器的振荡幅度,也就是控制了蒸发量,达到温度自控的目的。


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