超声波催化设备是一种利用高频超声空化效应强化化学反应速率与效率的绿色化工装备，广泛应用于有机合成、纳米材料制备、废水处理、生物柴油制取及药物提取等领域。其通过超声波在液体中产生瞬时高温高压微环境，显著提升传质效率、活化反应物并促进催化剂分散。
超声波催化设备性能的优劣，高度依赖于多个关键部件的协同设计与功能集成。
一、超声波发生器
作为系统控制核心，超声波发生器将工频交流电转换为20–100kHz高频电信号，具备频率自动跟踪、功率闭环调节及过载保护功能。部分机型支持数字PID控幅，确保输出振幅稳定（±1%），适应不同反应体系的阻抗变化，避免因负载波动导致空化效率下降。
二、换能器（超声波振子）
通常采用压电陶瓷（如PZT）堆叠结构，将电能高效转化为机械振动。其谐振频率与发生器匹配，能量转换效率＞85%。工业级换能器具备高功率密度（可达200W/个）、耐腐蚀不锈钢外壳及水冷通道，可连续工作数十小时不衰减。
三、超声波变幅杆
连接换能器与反应容器，通过几何锥形设计将微小振幅（几微米）放大至数十甚至上百微米，增强空化强度。材质多为钛合金（如Ti-6Al-4V），兼具高强度、耐蚀性与声学传导性，适用于强酸、强碱或有机溶剂环境。
四、反应釜/槽体
密闭式高压反应釜：用于高温高压合成，配备压力/温度传感器及安全泄压阀；
开放式循环槽：适用于连续流处理，如废水降解，常集成冷却盘管控温；
内衬防腐层：PTFE或玻璃内胆，防止金属离子污染敏感反应。
五、温控与冷却系统
超声空化虽局部高温，但整体溶液易因能量输入而升温。设备标配PT100温度探头与PID控温模块，联动外置冷水机或内置盘管，将反应温度稳定在±1℃范围内，避免热敏物质分解。
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