随着全球经济和科技的不断发展,各种污染问题接踵而至,相应的去污技术研究也成为了热点问题。超声去污作为去污技术大家庭中的一员,以其清洁、高效的特点而备受青睐,已经在诸多去污场所得到了应用。超声去污装置作为超声去污技术的前提条件,目前仍存在性能较差、无法满足多样性去污要求的状况。本文设计了一种大功率、功率可调且频率自动跟踪的超声去污装置,并对更为高效的超声联用去污技术进行研究,可以应用到核设施退役过程中的放射性去污环节。主要研究内容如下:(1)对超声发生器的主电路部分进行设计,确定主电路中各子电路的整体架构。各子电路主要有整流滤波电路、高频逆变电路、功率调节电路、调谐匹配电路和频率自动跟踪电路,分别对其现有电路拓扑结构进行调研分析,选择出满足设计要求的各子电路最优拓扑结构。(2)依据选择的电路拓扑结构,对各子电路中的诸多元器件参数进行计算和选型。其中,整流滤波电路主要包括整流桥和LC匹配,高频逆变电路中主要包括逆变管、驱动电路和缓冲电路,功率调节电路中主要包括开关管和相关元器件,调谐匹配电路主要包括高频变压器和LC匹配,而频率自动跟踪电路主要包括采样电路和锁相环。(3)在发生器主电路设计的基础上,对其软件系统进行设计。一是对主程序的设计,保证去污装置在上电后能够正常运行并实现预期功能,二是在锁相环的基础上设计实现其频率自动跟踪功能。同时,利用Keil软件、Proteus软件和Simulink工具对发生器电路进行仿真验证,仿真结果表明其设计都达到了整体要求。(4)对超声声场分布进行研究,分别基于MATLAB平台建立了单个换能器的轴向声场、截面声场和声场空化效应的数学模型,并通过软件计算分析后得到了其可视化的数据,对声场分布和其空化效应强度的影响因素做了进一步的研究。(5)对超声/电化学联用去污技术进行研究,分别在相同条件下对单一电化学去污和超声/电化学联用去污进行了正交实验,实验结果得到了其相应的最佳影响因素水平,并表明超声联用去污技术的去污效率明显高于单一去污技术。