專利名稱：全方位超聲波除藻儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種超聲波除藻儀，尤其是涉及一種全方位變頻輻射超聲波除藻 儀。
背景技術：
目前，日趨嚴重的水體富營養化(藻類大量繁殖而使水體水質惡化的一種現象) 已成為全球性的環境問題。藻類在大量死亡分解時不僅散發惡臭，還會大量消耗水中的氧 氣，引起水質惡化，導致大量魚類死亡，被稱為“生態癌癥”，是水體污染治理中的世界級難 題。尤為嚴重的是某些藻類會產生藻毒素，威脅人民的身體健康。因此提高水處理工藝對 藻類的去除率已成為日益迫切的問題。治理藻類泛濫方法，大體可概括為物理法、化學法和生物法。使用化學藥劑除藻 法是需要向水中引入新的化學成分，對水體產生二次污染。使用生物法飼養一定的魚 類，放養大型菌類和水生植物等，但如果投放的菌種稍有不當，也就會引起其它生態污染。 物理方法除藻儀有很多種如機械撈藻法、換水法、活性炭吸附法等等都需要花費大量人力 物力，開支十分巨大。而超聲波除藻技術是近年來發展起來的治理環境的一種新型除藻技 術。超聲波滅除藻具有操作方便、高效、無污染或減少污染的特點。超聲波泛指頻率在16kHz 以上的聲波，是一種彈性機械波，能在水中產生一系列接近于極端的條件，如超過重力加速 度幾萬倍的質點加速度，空化泡破裂產生的瞬間高溫和高壓(4000K、500大氣壓)、急劇的 放電，以及強烈的沖擊波和射流等。由此衍生的二次波、輻射壓、聲捕捉、自由基、氧化劑等 也可能較大程度地改變介質性質。超聲波抑藻殺藻機理有破壞細胞壁、破壞氣胞、破壞活性酶。高強度的超聲波能 破壞生物細胞壁，使細胞內物質流出。藻類細胞的特殊構造是一個占細胞體積50%的氣胞， 氣胞控制藻類細胞的升降運動。超聲波引起的沖擊波、射流、輻射壓等可以破壞氣胞。水是 聲波的良導體，這種高頻波在水中傳布，衰減很少，可以穿得很遠。藻類細胞在超聲波特定 頻率作用下，產生共振，使細胞膜振裂，藻類即自行衰退滅亡，先上浮后下沉。同時，空化產 生的高溫高壓和大量自由基，可破壞藻細胞內活性酶和活性物質，從而影響細胞的生理生 化活性。此外，超聲波引發的化學效應也能分解藻毒素等藻細胞分泌物和代謝產物。與傳統常規的水處理裝置與技術相比，超聲波除藻儀設備簡單，使用方便，效果持 久，能耗低。修復環境所需時間短；修復技術資金需要最小；不產生二次污染；原位修復可 使污染物在原地被清除，操作簡便；運行成本很低，只要傳統治污方法的8%左右。但是它 還有改進提高的地方。
實用新型內容本實用新型的目的在于解決上述的技術問題，提供一種可在大型水域中全方位去 除和控制多種藻類的裝置，尤其是也能分解藻毒素等藻細胞分泌物和代謝產物的超聲波除藻儀。[0007]本實用新型的目的通過以下技術方案來實現一種全方位超聲波除藻儀，包括超聲波發生器，用于輸出高頻信號；超聲波換能 器，用于將所述高頻信號轉化為超聲波信號發射；其中超聲波換能器包括超聲頭，所述超 聲頭為中空的不銹鋼圓管，具有底壁，側壁和頂壁；連接線纜，穿過所述超聲頭的頂壁進入 中空部分，一端連接所述超聲波發生器以輸送高頻信號，另一端分為正負兩極，分別連接第 一電極片和第二電極片；壓電陶瓷片，被所述第一電極片和第二電極片的高頻信號驅動產 生超聲波；超聲波反射塊；緊固螺栓，用于將壓電陶瓷片和超聲波反射塊壓緊在超聲頭的 底壁；所述超聲頭跟隨壓電陶瓷片的超聲波信號，在超聲頭的徑向全向范圍內產生均勻的 超聲波。進一步的，所述超聲頭的側壁和壓電陶瓷片之間設置有高溫絕緣薄膜。進一步的，所述超聲頭的頂壁具有開口，開口中設有硅膠錐形密封塞，開口通過螺 紋結構配接有用于壓緊硅膠錐形密封塞的緊固密封螺帽，所述連接線纜穿過硅膠錐形密封 塞和緊固密封螺帽進入超聲頭中空部分。本實用新型的有益效果主要體現在超聲波除藻儀可向多個方向發出變頻的超聲 波信號，讓單元變頻超聲波輻射范圍更廣更均勻，使其更有效地對大型水域的各種藻類進 行快速處理和控制，同時也能對水域中的多種細菌、病毒，有機物進行有效的處理和降解作用。
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方案作進一步說明 圖1為本實用新型的具體實施方式
的超聲波發生器的電路圖。 圖2為本實用新型的具體實施方式
的超聲波換能器結構圖。 圖3為本實用新型的具體實施方式
的超聲波換能器工作示意圖。1超聲頭6高溫絕緣薄膜 2壓電陶瓷片7硅膠錐形密封塞 3電極片 8緊固密封螺帽 4超聲波反射塊9連接線纜5緊固螺栓 10超聲波換能器
具體實施方式
有關本實用新型之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較 佳具體實施方式
的詳細說明中，將可清楚的呈現。然而本領域技術人員將意識到此處的參 考了附圖的具體描述僅僅用于示例目的，本實用新型并不局限于此。通常，超聲波除藻儀包括超聲波發生器和超聲波換能器兩個部分。超聲波發生器 連接外部電源，產生高頻信號；超聲波換能器將高頻的電信號轉化為超聲波發射出去。目前 市場上所用超聲波除藻儀的發射聲波模式為縱向振動發射，存在使用范圍的局限性。在本 實用新型的一種具體實施方式
中，其超聲換能器設計成圓管形復合超聲換能器，其可以在 徑向全向范圍內產生均勻的聲輻射，達到有效地對大型水域的各種藻類進行快速處理和控 制。具體的，超聲波換能器的超聲頭用不銹鋼體加工成特定尺寸的圓管形體。由于聲波在金屬材料中的聲速較高，金屬(不銹鋼)材料發射聲波時幅度大和信號強，該超聲頭能徑向 全向范圍內產生均勻的聲輻射，具有功率密度大、輻射效率高的特點；并且，由于不銹鋼在 惡劣的水域中不易老化，壽命長，在本實用新型的一種具體實施方式
中，超聲頭既是多種超 聲波諧振頻率的發射源，又是作為密封和保護超聲波壓電陶瓷片，電極等的外殼。市場上所用超聲波除藻儀的外部電源為市電，在本實用新型的一種具體實施方式中，超聲波除藻儀的外部電源同時也能用太陽能或蓄電池，這樣可節約能源，而且更適合在 大型水體中心和無電源供應的水體中使用。參照圖1，超聲波發生器是為超聲波換能器提供變頻信號的信號源，使超聲波換 能器在諧振點產生不同的震蕩頻率，不同頻率的高頻波向水中傳布從而對不同藻類產生共 振，裂解，和衰退死亡。該超聲波發生器連接外部電源，由24V/3A的穩壓電源、時鐘控制器、 變頻信號源、功率放大器和高頻輸出變壓器等組成，其設計能滿足220V電壓或IlOV電壓 供電或室外的蓄電池供電和太陽能供電等。在圖1中，連接好超聲波換能器后連接外部電 源，(可選擇供電電源220V/AC或24V/DC電源)，經穩壓電源給時鐘控制器、變頻信號源供 電，時鐘控制器控制變頻信號的周期，變頻信號源為功率放大器提供變頻信號，經高頻輸出 變壓器隔離輸出給超聲波換能器，交變的高頻信號，使換能器發出多頻超聲波。參照圖2，超聲波換能器10包括超聲頭1，該超聲頭1為中空的不銹鋼圓管，具有 底壁，側壁和頂壁；連接線纜9，穿過所述超聲頭1的頂壁進入中空部分，一端連接所述超聲 波發生器以輸送高頻信號，另一端分為正負兩極，分別連接一個電極片3，即第一電極片和 第二電極片；壓電陶瓷片2，被所述第一電極片和第二電極片的高頻信號驅動產生超聲波， 在本實施方案中壓電陶瓷片2為兩片；超聲波反射塊4;緊固螺栓5，用于將壓電陶瓷片2和 超聲波反射塊4壓緊在超聲頭1的底壁；超聲頭1跟隨壓電陶瓷片2的超聲波信號，在超聲 頭1的徑向全向范圍內產生均勻的超聲波。所述超聲頭1的側壁和壓電陶瓷片2之間設置有高溫絕緣薄膜6。所述超聲頭1的頂壁具有開口，開口中設有硅膠錐形密封塞7，開口通過螺紋結構 配接有用于壓緊硅膠錐形密封塞的緊固密封螺帽8，所述連接線纜9穿過硅膠錐形密封塞7 和緊固密封螺帽8進入超聲頭1的中空部分。參照圖3，本實用新型的超聲波除藻儀能進行全方位的除藻，尤其能將位于水面之 下的藻類清除。盡管為示例目的，已經公開了本實用新型的優選實施方式，但是本領域的普通技 術人員將意識到，在不脫離由所附的權利要求書公開的本實用新型的范圍和精神的情況 下，各種改進、增加以及取代是可能的。
權利要求一種全方位超聲波除藻儀，其特征在于，包括超聲波發生器，用于輸出高頻信號；超聲波換能器，用于將所述高頻信號轉化為超聲波信號發射；其中超聲波換能器包括超聲頭，所述超聲頭為中空的不銹鋼圓管，具有底壁，側壁和頂壁；連接線纜，穿過所述超聲頭的頂壁進入中空部分，一端連接所述超聲波發生器以輸送高頻信號，另一端分為正負兩極，分別連接第一電極片和第二電極片；壓電陶瓷片，被所述第一電極片和第二電極片的高頻信號驅動產生超聲波；超聲波反射塊；緊固螺栓，用于將壓電陶瓷片和超聲波反射塊壓緊在超聲頭的底壁；所述超聲頭跟隨壓電陶瓷片的超聲波信號，在超聲頭的徑向全向范圍內產生均勻的超聲波。
2.根據權利要求1所述的全方位超聲波除藻儀，其特征在于，所述超聲頭的側壁和壓 電陶瓷片之間設置有高溫絕緣薄膜。
3.根據權利要求1所述的全方位超聲波除藻儀，其特征在于，所述超聲頭的頂壁具有 開口，開口中設有硅膠錐形密封塞，開口通過螺紋結構配接有用于壓緊硅膠錐形密封塞的 緊固密封螺帽，所述連接線纜穿過硅膠錐形密封塞和緊固密封螺帽進入超聲頭中空部分。
專利摘要本實用新型提供了一種全方位超聲波除藻儀，包括超聲波發生器和超聲波換能器，其中超聲波換能器包括超聲頭，所述超聲頭為中空的不銹鋼圓管，具有底壁，側壁和頂壁；連接線纜，穿過所述超聲頭的頂壁進入中空部分，一端連接所述超聲波發生器以輸送高頻信號，另一端分為正負兩極，分別連接第一電極片和第二電極片；壓電陶瓷片，被所述第一電極片和第二電極片的高頻信號驅動產生超聲波；超聲波反射塊；緊固螺栓，用于將壓電陶瓷片和超聲波反射塊壓緊在超聲頭的底壁；所述超聲頭跟隨壓電陶瓷片的超聲波信號，在超聲頭的徑向全向范圍內產生均勻的超聲波。本實用新型的有益效果是超聲波除藻儀可向多個方向發出變頻的超聲波信號。
文檔編號C02F1/36GK201729686SQ20102016437
公開日2011年2月2日 申請日期2010年4月21日 優先權日2010年4月21日
發明者蘭昌文, 徐家發, 趙春生, 邱占成, 錢德初 申請人:蘇州市華興天和科技有限公司