超聲波清洗設備是以超聲波作用于清洗工件，使得附著(zhù)在工件上的顆粒、油污等隨超聲波的機械振動(dòng)而脫落或溶解或乳化等，達到洗凈工件的目的。從原理上說(shuō)，超聲波清洗設備中核心部分應該是超聲波的作用。
超聲波清洗設備中的超聲波部分分為兩大部件；一個(gè)是超聲波換能器{或稱(chēng)超聲波振頭)；另一個(gè)是超聲波發(fā)生器，超聲波換能器是將超聲波發(fā)生器提供的電信號轉換為機械振動(dòng)．這篇文章只討論超聲波發(fā)生器，不對超聲波換能器作討論．
超聲波發(fā)生器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)發(fā)生器)實(shí)質(zhì)是一個(gè)功率信號發(fā)生器，它產(chǎn)生一定頻率的正弦(或類(lèi)似正弦)信號，超聲波發(fā)生器的發(fā)展與電力電子器件發(fā)展密切相關(guān)，一般可分為電子管、模擬式晶體管．開(kāi)關(guān)式晶體管這幾個(gè)階段，下面分別敘述。
超聲波清洗設備的原理
首先由信號發(fā)生器來(lái)產(chǎn)生一個(gè)特定頻率的信號，這個(gè)信號可以是正弦信號，也可以是脈沖信號，這個(gè)特定頻率就是換能器的頻率，一般在超聲波設備中使用到的超聲波頻率為25KHz、28KHz、35KHz、40KHz；1OOKHz或以上現在尚未大量使用．但隨著(zhù)以后精密清洗的不斷發(fā)展。相信使用面會(huì )逐步擴大．
功率放大器可有多種形式，如電子管甲類(lèi)放大器．甲乙類(lèi)放大器；晶體管甲類(lèi)或乙類(lèi)放大器（均屬于模擬式)：晶體管開(kāi)關(guān)式放大器等，功率一般從50W到5000W不等，由信號發(fā)生器產(chǎn)生的頻率信號經(jīng)過(guò)功率放大器后需經(jīng)過(guò)阻抗匹配，使得輸出的阻抗與換能器相符，推動(dòng)換能器將電信號轉換為機械振動(dòng)．
比較完善的超聲波發(fā)生器還應有反饋環(huán)節，主要提供二個(gè)方面的反饋信號：個(gè)是提供輸出功率信號，我們知道當發(fā)生器的供電電源（電壓）發(fā)生變化時(shí)．發(fā)生器的輸出功率也會(huì )發(fā)生變化，這時(shí)反映在換能器上就是機械振動(dòng)忽大忽小，導致清洗效果不穩定．因此需要穩定輸出功率，通過(guò)功率反饋信號相應調整功率放大器，使得功率放大穩定。
第二個(gè)是提供頻率跟蹤信號．當換能器工作在諧振頻率點(diǎn)時(shí)其效率，工作穩定，而換能器的諧振頻率點(diǎn)會(huì )由于裝配原因和工作老化后改變，當然這種改變的頻率只是漂移，變化不是很大，頻率跟蹤信號可以控制信號發(fā)生器，使信號發(fā)生器的頻率在一定范圍內跟蹤換能器的諧振頻率點(diǎn)．讓發(fā)生器工作在狀態(tài)。當然隨著(zhù)現代電子技術(shù)，特別是微處理器(uP)及信號處理器(DSP)的發(fā)展，發(fā)生器的功能越來(lái)越強大，但不管如何變化，其核心功能應該是如上所述的內容，只是每部分在實(shí)現時(shí)技術(shù)不同而已。
發(fā)生器發(fā)展的幾個(gè)階段
發(fā)生器發(fā)展可以分為三個(gè)大的階段；個(gè)階段是采用電子管放大器；第二個(gè)階段是采用晶體管模擬放大器；第三個(gè)階段是采用晶體管數字(開(kāi)關(guān))放大器。
3.1電子管放大器
在早期上世紀80年代前，信號的功率放大還采用電子管．采用電子管的好處呈它的動(dòng)態(tài)范圍較寬．這個(gè)好處對于音頻放大器致關(guān)重要，但對超聲波發(fā)生器沒(méi)有什么用處，因此一旦功率晶體管出現后即遭淘汰．電子管的缺點(diǎn)很多，例如，功耗大。體積大、壽命短，效率低。
3．2晶體管模擬放大器
上世紀80年代到90年代中旬，功率晶體管發(fā)展已非常成熟，各種OCL及OTL電路均適用于發(fā)生器．它的原理圖如圖2所示．
信號發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)特定頻率的正弦波，經(jīng)前置放大器進(jìn)行信號放大，推動(dòng)功率放大器進(jìn)行功率放大。再經(jīng)阻抗變換，提供給換能器，其中VCC，VEE是通過(guò)變壓．整流、濾波后的直流電源。
但模擬功率放大器有幾個(gè)缺點(diǎn)：
(1)功耗較大。由于OTL，OCL電路理論效率只有78％左右，實(shí)際效率更低，功耗大，導致功率管發(fā)熱嚴重，需要較大的散熱功率．功率管的發(fā)熱導致工作不太穩定．
(2)體積大、重量重．由于功率管輸出的功率受到
限制，要輸出較大的功率需要更多的功率管，況且發(fā)生器所需求的直流電源是通過(guò)變壓器降壓。整流。濾波后得到的．大功率的變壓器比較重，效率也比較低．
(3)不易使用現代的微處理器來(lái)處理，由于該電路呈現一個(gè)比較典型的模擬線(xiàn)路特征，用數字處理比較復雜，涉及到A／D(模擬轉數字)和D／A(數字轉模擬)，成本比較高，可靠性低