目前超声处理在食品行业中获得了广泛的应用,但超声处理多停留在工业级阶段。本文从商用设备出发,设计了一整套使用的超声波处理设备。本设备所依赖的原理为超声波的“空化效应”。空化效应为通过超声波处理在液体中产生局部的超高温超高压,液体媒介中发生一系列的物理化学反应的现象。该效应能够引起饮料微观构成,改变添加物的细胞结构,因此能较为明显的改善饮料口味。利用空化效应处理饮料食品无需加热,能对红酒类对温度敏感的饮料做最大限度的保护,能够在不破坏原有风味的基础上改善所处理酒类等饮料的口感。本文对超声技术在国内外发展现状作了说明,并对一系列超声空化理论做出探讨。文中用数据的方式对超声的相关理论作了一系列研究,并推算了影响超声处理的部分参数,同时对超声空化气泡的运动作了数学建模。通过理论分析,最终确定了使用20 k Hz声强为100 w的超声对待处理介质进行处理,此时能够取得最佳效果。本文研制的超声处理机采用的电声转换设备是夹心式压电陶瓷换能器。夹心式压电陶瓷换能器具有功率大、效率高以及频率可选等特性。本文分析了对比了压电陶瓷与压电薄膜等其他材料的优劣,并最终选定压电陶瓷作为换能器材料。论文分析了夹心式压电换能器的受力情况,并在第三章中给出了换能器的外形设计的具体参数。本课题采用的超声波驱动放大电路是基于E类放大器所设计。E类放大器利用开关管的开闭,将开关管的损耗降到最低,因此E类放大器比传统的放大器的效率有明显提高。本文根据E类放大电路的原理图设计了E类放大电路,并在PSPICE中进行仿真,获得较好的效果。随后,本文将电路图画板制作成实物,并进行了一系列的调试与改进,取得了一些实验的数据,最终获得较为理想的效果。综上,本文对超声食品处理机的原理理论、电路的设计与仿真以及电声转换部分做了介绍与设计。