ВВЕДЕНИЕ 10
1 ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ РЕШЕНИЙ. РАЗРАБОТКА И АНАЛИЗ
ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ 12
1.1 Обзор существующих решений 12
1.1.1 Обзор и анализ схемотехнических решений 12
1.2 Анализ технического задания 19
2 ОБОСНОВАНИЕ СХЕМОТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ И ВЫБОР
ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ 22
2.1 Описание схемы электрической принципиальной 22
2.2 Выбор элементной базы 24
2.2.1 Выбор разъемов питания 24
2.2.2 Выбор активных элементов 24
2.2.3 Выбор корпуса трансформатора 24
3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО МОДУЛЯ 26
3.1 Разработка схемы электрической принципиальной 26
3.5 Определение площади платы 30
3.6 Разработка электронного модуля 32
3.7 Расчет радиатора транзистора 33 33
3.8 Расчет надежности электронного модуля 35
3.9 Расчет частоты собственных колебаний печатной платы 39
4 ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ АППАРАТА И АНАЛИЗ ЕГО РАБОТОСПОСОБНОСТИ 42
4.1 Выбор блока питания 42
4.1.2 Выбор корпуса 43
4.1.3 Тепловой расчет. Выбор способа охлаждения устройства 45
4.2 Описание корпуса распылителя 47
5 ОХРАНА ТРУДА 49
5.1 Определение основных потенциально вредных и опасных
производственных факторов 49
5.2 Технические решения и организационные мероприятия по безопасности
и гигиене и производственной санитарии 50
5.2.1 Электробезопасность 50
5.2.2 Требования к освещенности рабочих мест при работе с
измерительными приборами и электронно-вычислительной техникой 52
5.2.3 Пожарная безопасность и профилактика 54
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 56
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 58
Ультразвуковое распыление вызывает интерес как метод распыления жидкости благодаря его преимуществу электрической управляемости. В настоящей работе экспериментальное исследование проводится для улучшения понимания характеристик ультразвукового распыления. Параметрический анализ выполняется, чтобы понять влияние различных рабочих параметров, таких как скорость потока газа-носителя и высота столба жидкости над распылителем. Также изучено влияние свойств жидкости на высоту факела и скорость распыления. Нестабильные поверхностные волны, которые ответственны за образование капель, визуализируются с помощью метода задней подсветки с использованием ПЗС-камеры с большим увеличением, чтобы получить хорошее представление о высоте плюма, и скорость распыления определяется с изменяющейся скоростью потока газа-носителя. Схема течения (визуализация полос) в жидкости также анализируется путем введения частиц в среду. Результаты экспериментов показывают, что высота струи для этанола является самой высокой среди исследованных жидкостей, а минимальная высота струи для водного раствора мочевины. Высота шлейфа максимальна для высоты столба жидкости 10 мм над распылителем. Скорость распыления для исследованных жидкостей показывает, что скорость распыления максимальна для высоты колонки 20 мм, а максимальная скорость распыления достигается там, где высота струи меньше.
Ультразвуковые газоанализаторы осуществляют слежение за процессами накопления опасных примесей. Зависимость скорости УЗ от температуры используется для бесконтактной термометрии газов и жидкостей. На измерении скорости звука в движущихся жидкостях и газах, в том числе неоднородных (эмульсии, суспензии, пульпы), основаны ультразвуковые расходомеры, работающие на эффекте Допплера.
Аналогичная аппаратура используется для определения скорости и расхода потока крови в клинических исследованиях. Большая группа методов измерения основана на отражении и рассеянии волн ультразвука на границах между средами. Эти методы позволяют точно определять местонахождение инородных для среды тел и используются в таких сферах как
Ультразвуковой распылитель это устройство, которое превращает нормальный поток жидкости в очень тонкий туман. Он состоит из генератора и зонда. Генератор создает вибрации и фокусирует их на конце зонда. Когда жидкость проходит через зонд, она превращается в мелкие частицы. Ультразвуковой распылитель часто используется в производственных приложениях, таких как покрытие тканей, добавление влаги в газовый поток и впрыскивание небольших количеств жидкости в реактор.
Распылитель состоит из распылительного элемента на основе пьезокерамики и генератора, предназначен для пробуждение этого элемента. Ультразвуковые высокочастотные распылители используются (УВР) для образование капель жидкости малого диаметра в воздухе. Малый размер капель необходим для образования тумана высокой плотности. Длительный контакт пьезокерамики и жидкости значительно уменьшает время безотказной работы УВР, поэтому необходимо обеспечить изоляцию распылителя от жидкости. Устройство должно иметь низкую себестоимость и высокий КПД. Целью дипломной работы является разработка корпуса для распылителя и создание генератора ультразвуковых колебаний.
При ультразвуковом распылении определяющим является отрыв капелек жидкости от гребней стоячих капиллярных волн на поверхности полусферических выступов. Образованных парогазовыми пузырьками, пульсирующими у поверхности жидкости и остроконечных вспучиваний, образованных подповерхностными ударными волнами, полученными в результате захлопывания кавитационных пузырьков при условии возникновения на поверхности излучателя кавитационных пузырьков.
В дипломном проекте был разработан ультразвуковой генератор и конструкция распылителя. Особенностью данного прибора является большой коэффициент полезного действия и низкая стоимость ультразвукового генератора. Проведен анализ схемотехнических решений и рынка. Выбрано направление разработки схемотехнического решения. Выполнено разработки структурной и электрической принципиальной схемы, выбрана элементная базы, разработана печатная платы и конструкцию распылителя, проведены расчеты, подтверждающие его работоспособность. Согласно выбранного направления разработано схемотехническое решение и спроектирована печатная плата. Ее габариты: ширина: 30 мм, длина: 60мм. Выбран материал для изготовления печатной платы — стеклотекстолит СФ1-35Г толщиной 1,5 мм. Проанализировав техническое задание, выбрана элементная база, которая соответствует заданным условиям эксплуатации. Проведены расчеты надежности печатного узла. Суммарная вероятность безотказной работы при указанном в ТЗ времени P=67%. Рассчитана собственная частота колебаний электронного модуля: f0~66 кГц Полученное значение удовлетворяет технической задаче. Таким образом, требования технического задания выполнены.
