在發(fā)明專(zhuān)利"全自動(dòng)大功率超聲波換能裝置"(專(zhuān)利號:2014103417581)中，其結構己有介紹。從圖1 B 看出，該換能器是多模態(tài)復合振動(dòng)，故在結構、材料、各部件尺寸作了反復調整，特別是工藝上做了長(cháng)期的摸索，并通過(guò)工程實(shí)際應用進(jìn)行了多次的改進(jìn)。目前能穩定、可靠地工作在十余千瓦（電功率）。圖2為不同結構型號的圓管換能器，它的工作狀態(tài)下面有視頻展示。

  圖2 不同結構型號的圓管換能器        圖3 德國十余千瓦換能器圖片展示 
2. 5kw“多反”組合型縱振換能器
 功率超聲目前國內大多采用結構簡(jiǎn)便、堅固耐用、效率較高的復合棒換能器，通過(guò)變幅桿、工具頭不同組合己得到廣泛的應用。由于受到機械極限及熱極限等對功率容量的限制，單個(gè)換能器一般可用電功率在3kw范圉內。
 在2007年度深圳功率超聲會(huì )議上我們曾介紹過(guò)圖3所示的圖片。為德國8-16kw帶有強致冷換能器，當時(shí)有人表示質(zhì)疑。后有原715所胡青博士提出“反向”的概念，采用多反組合來(lái)提高功率容量，通過(guò)試驗已能將電功率提升到8kw，由于溫升和材料強度的問(wèn)題，需要在結構、材料、工藝及負載上進(jìn)一步優(yōu)化，故目前在一定的空度比下，能實(shí)際應用在4-6kw。圖4為目前在研的多反縱振換能器。圖5為美國在數年前給出此類(lèi)型換能器的圖片。
 
   圖 4 在研多反縱振換能器                 圖5 美國3kw同類(lèi)型的換能器                                                                            
3. 全實(shí)時(shí)多路監控智能超聲電源（20-100kw）
 高功率換能器隨激勵電功率的增加，換能器振幅加大，其機械和電損耗將大幅增加。它就是一個(gè)“熱源”，即使采用多網(wǎng)孔匹配調諧、提高功率因數、以及最佳負載設計，換能器的電聲效率也難超過(guò)80%（后有評估）。假若一個(gè)15kw的超聲振動(dòng)系統，有3kw之多轉換成熱能，如此像大電爐那樣快速升溫，會(huì )導致?lián)Q能器性能參數急驟變化，阻抗匹配失調，虛功加大，當溫升到120℃以上時(shí)，壓電元件退極化，性能下降，這種負反饋效應，會(huì )致使換能器損壞。對智能化超聲電源的要求，除有足夠的功率容量的輸出，最佳網(wǎng)絡(luò )阻抗匹配外，應在高功率工作狀態(tài)下實(shí)時(shí)監控換能器主要的性能參數，并設定安全范圍，在此范圍內最大限度發(fā)揮換能器的工作潛能。圖6為某工程配套的電源顯示屏，一臺機柜可控5條不同諧頻20kw 換能器，能實(shí)時(shí)顯控在高功率下主要的性能參數。圖6-A和6-B為二條換能器工作時(shí)的實(shí)拍照片。

圖6-A 和6-B
 圖例屏顯示了二條換能器的諧頻、工作電壓、電流、功率因數、有功電功率及動(dòng)態(tài)電導值等，并由圖6-B給出換能器兩端的瞬時(shí)電流、電壓波形及其相位關(guān)系，一目了然地監控換能器工作狀態(tài)。同時(shí)，根據溫度的實(shí)時(shí)檢測結果，通過(guò)自動(dòng)調控脈寬和占空比實(shí)現對換能器發(fā)熱量的調節，確保安全工作溫度并能預判換能器即將出現的故障和損壞。
 除上述功能外，電源的自動(dòng)頻率跟蹤，實(shí)時(shí)的頻率和功率矯正，遠程數據傳輸，遠程設備操控等功能均由軟件獨立的算法實(shí)現。電源已初步具備高功率阻抗儀的功能。                                                      
4.工作狀態(tài)展示
A圓管工作狀態(tài)：   y-合成視頻
-圓管 16-20kw 51秒合成.mp4
                                                                                        
B“多反”換能器在5Kw下工作影像 y-合成視頻-5kw 49秒 合成.mp4
                          y-合成視頻-圓環(huán).mp4
   C 美國3Kw  y-合成視頻-美國-3000w.wmv
5.工程應用
我司經(jīng)多年的技術(shù)探索和反復的工藝實(shí)踐，應用上述換能器及電源，開(kāi)發(fā)研制出可滿(mǎn)足大型工業(yè)生產(chǎn)級的超大功率超聲波裝備，目前這些裝備已在石油化工、環(huán)保、食品等多個(gè)領(lǐng)域展開(kāi)商業(yè)應用。
 
A含油污泥無(wú)害化處理利用      y-合成視頻-油污泥處理.mp4
我司研制并投入使用的超大功率超聲波處理含油污泥系統（輸出功率0～300KW）。經(jīng)本系統處理后的泥中含油率不超過(guò)1%，遠遠低于國家標準2%要求。圖7、圖8為我司研制的系統設備的車(chē)載型實(shí)物裝備和示意圖。
 
圖7  超聲波處理罐車(chē)內部示意圖              圖8 超大功率超聲波油污泥處理裝備
 
B電脫鹽廢水減量
采用我司的大功率超聲處理系統可有效的解決石油煉化工藝中電脫鹽廢水的減量問(wèn)題，目前該技術(shù)已在部分煉化廠(chǎng)推廣應用。表1為我司設備在某煉化廠(chǎng)商業(yè)生產(chǎn)時(shí)的實(shí)測參數。
表1 超聲波電脫鹽廢水減量工藝中的幾個(gè)主要實(shí)測指標

電脫鹽廢水減量處理后污泥含水率	低于50%
減量處理期間產(chǎn)生的水中cod	低于300mg/L
減量處理期間產(chǎn)生的油中水含量	低于8%
減量處理工藝中回收并進(jìn)入煉化系統油品的閉口閃點(diǎn)	高于80
減量處理期間產(chǎn)生的水中油含量	低于50mg/L
其他	無(wú)二次污染，無(wú)異味，不產(chǎn)生煙塵等有害物質(zhì)

C原油降黏解堵增產(chǎn)技術(shù)
在利用超大功率超聲波可以降低原油黏度，同時(shí)對井下的解堵增產(chǎn)也具有顯著(zhù)的效果。近年來(lái)我司采用大功率超聲波處理油井兩百多口，有效率接近80%。
 
圖9 大功率超聲波原油降黏解堵示意圖及現場(chǎng)作業(yè)實(shí)錄
 
d白酒的醇化技術(shù)   y-合成視頻-做酒-5kw.mp4
利用大功率超聲波可以有效優(yōu)化白酒的發(fā)酵條件，對縮短白酒的老熟
周期和勾調效果也具有立竿見(jiàn)影的作用。圖10是我司研制并投入使用的日
處理量4-100噸的商業(yè)應用超聲設備。
 
圖10 大功率超聲波白酒醇化設備