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超声波加湿器的工作原理

时间:2019-01-15 13:35:58来源:网络 作者:电子爱好者 点击:
在空气非常干燥的时候,我们的皮肤就会出现龟裂的现象,这时就需要增加空气的湿润度,保持一个湿润的环境来进行改善,加湿器就是最佳的选择。超声波加湿器主要是采用高频的震荡,再通过雾化片的高频震动使得加湿器中的水被抛离水面产生飘逸的水雾,达到空气加湿的目的。一般加湿器都带有软化水湿度显示的辅助功能,对于加湿器中的软水器规定经过软水器的水,水的硬度不能超过100mg/L,水的湿度被规定在30%—70%的范围之内。

  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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