自制超声波加湿机

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近来,市场上流行的超声波加湿机,都是采用超声波压电陶瓷换能器(俗称“振子”)把电振荡信号转换为机械能,利用1.7MHz左右的超声波把水激发成直径10μm左右的微小水滴,然后用风扇吹出,形成水雾,起到改善环境的作用。

现将超声波加湿机的原理及安装、调试方地介绍如下,以便读者安装时参考。

电路工作原理

附图为电原理图。V1为水位控制开关管,当水位探针P与水面接触时,通过水与电源正极接通,V1饱和导通。振荡管V2的基极也与电源正极接通,使V2得到基极偏置电压。当水位下降时,水位探针P与水面离开,V1的基极开路,V1由原来的饱和状态进入截止状态,集射极断开,振荡管V2的直流偏置消失,振荡停止,可以保护振子不被损坏。

图1
图1 🔍原图 (1211×402)

V2为振荡管。B为振子,它的谐振频率在1.7MHz。为了防止振荡电压把V2击穿,二极管VD5起保护作用。

元器件选择与调试

给本机供电的电源变压器,应选择功率大约为40VA,次级电压42~45伏,供电电流大于0.8安培。VD1~VD5可选用IN4004。R1、R3、R5采用1/2W金属膜电阻,其余电阻均可采用1/8W碳膜电阻。电容C4、C5、C6、C7要求较高,均应采用CBB电容,耐压在250状以上,尤其是C4、C5应经过仔细筛选,选择损耗小的电容。C1、C2、C3的耐压均应大于100伏。L1用Ф0.44mm漆包线在Ф8×10mm的工字形磁芯上绕25匝,外面套热缩管,L2是空心线圈,用Ф0.65mm漆包线在Ф4mm的圆棒上绕3匝,脱胎而成,L3采用色码电感,由于它起滤波作用,所以可在80~120μH之间选择。

为使水位控制可靠,V1应采用β>200,BV\(_{ceo}\)>80V,ICM=50mA的小功率硅NPN三极管,可选用ITT1943等。V2的作用很关键,它关系到制作的成败,应严格按以下要求选用,BV\(_{ceo}\)>200V,β≥50,Vces≥1.5V(I\(_{c}\)=2A时),fT≥10MHz,I\(_{CM}\)=6A,可选用BU406、BU407等。

也不要追求大的喷雾量,把电流调到0.8安培以上,否则会大大缩短振子的寿命。在一般情况下,喷雾量最大时,每小时喷出水量在350~400毫升为正常情况。

当调节RP1到最小位置时,稍有水雾喷出,此时电流在0.2~0.3安培左右比较合适。

通电后,把喷雾量控制电位器RP1旋到最大位置,应看到水雾喷出量很大,同时观察电流表指示,不应超过0.65安培,也不应小于0.5安培,否则应调节RP2半可调电阻,使电流合适。但须注意,在加湿机通电工作状态下,水槽内不能无水或水量过少,否则振子在几十秒内会彻底损坏。(张燕杰)