随着现代工业的迅速发展,工业生产中需要大量的水用于换热设备。然而换热设备的水垢沉积会给工业设备及工业生产带来严重的危害。水溶液在工业设备中受热使溶液中的钙镁离子加速形成难容解的垢盐,并附着在管道及容器壁上形成水垢。不仅降低热传导效率,还会腐蚀设备造成能源资源浪费。因此,研制一套安全高效节能的防垢除垢装置对工业生产具有重大意义。本文针对现有的电磁水处理器频率单一、频谱范围窄、不能对不同环境进行频率自动选择及处理效果差等缺点,设计了一种扫频电磁场除垢装置。利用单相全桥逆变电路将控制器产生的单极性PWM波转换成双极性脉冲信号,通过感性负载RL将双极性脉冲信号调制成正负对称的三角波。利用含有大量高次谐波的三角波,结合扫频方式产生的扫频电磁场对水垢进行处理,并且根据不同的水体环境自动选择输出最佳的扫频范围。首先,介绍扫频电磁场除垢机理,通过对三角波进行傅里叶级数展开分析以及Matlab建模仿真,分析三角波的频谱图,得出扫频三角波产生的扫频电磁场对除垢的影响效果。利用ANSYS磁场分析软件,分别从电磁转换装置的线圈匝数、管道材料及管道内径等参数对磁场强度的影响进行仿真分析,优选出本装置最合适的绕线匝数和管道。其次,设计三角波发生装置的硬件电路,利用MC9S12XS128单片机设计控制部分的频率自动选择系统,根据采样信号选择输出最佳扫频信号。最后,搭建扫频磁场除垢装置的实验平台,验证除垢系统的实际效果。通过测量各个固定频率和不同扫频范围下的除垢效果,验证了本文设计的扫频电磁场除垢装置具有良好的防垢除垢效果,相比于固定频率的水处理器有更好的环境适应性。