專利名稱：具有超聲波發生器的超聲波系統，諧振器和光源的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種超聲波系統，其包括超聲波發生器和超聲波傳導地與超聲波發生 器連接的諧振器，用于將超聲波輸出到可流動的介質。
背景技術：
超聲波系統已廣泛使用，以產生低頻功率超聲波，以便例如使自由流動的介質，如 分散劑，溶劑，水，油，乳劑，熔化，酸，堿和其他液體霧化。為此，由從上述超聲波系統產生的 低頻超聲波功率的超聲波具有I至350微米，優選為10至80微米和例如35微米的振幅， 并且從諧振器傳輸到可流動的介質。低頻功率超聲波是超聲波，其具有工作頻率為15至 2000千赫，優選15到800千赫和例如25千赫，和超過5瓦的聲功率，優選從10 W至20000 W和例如200 W。為了產生超聲波，例如使用壓電或磁致伸縮的超聲波發生器。該諧振器例 如是聲換能器和一個平面的或彎曲的板式振蕩器或管狀諧振器。
如果超聲波檢查在敞開的容器或容器中的流動介質，那么大多數的超聲波諧振器 從上面伸入待處理的液體中。受到結構限制，在這種情況下超聲波發生器位于待超聲波檢 查的樣品上。在具有安裝在工作區域上方，如天花板上的燈的一般的工作條件下，超聲波系 統將一陰影投到待處理的樣品上。這使得工作變得困難和降低了視覺評估的超聲波檢查結 果的可能性。
超聲波通常是很困難的人耳不易察覺的振蕩。為此，通過推薦使用聽力保護和吸 收聲音的柜，例如，丙烯酸酯柜額外妨礙感知聲音。因此，在聽覺上察覺超聲波系統的工作 狀態有時可能是困難的。然而在操作過程中會由低頻功率超聲波出現危險，例如用手接觸 或在將已經振動的諧振器浸入液體時發生飛濺或氣溶膠。由諧振器的差的照明，操作員可 能不能識別，諧振器是否已經浸入在介質中。如果一個已經振動的振蕩器浸入在介質中，介 質可通過超聲波振動從它的容器中濺出和危及操作者，甚至造成傷害。發明內容
因此，根據本發明的目的是提供一種超聲波系統，它比已知的超聲波系統運作更安全。
此目的對于前述超聲波系統根據本發明由一光源解決，其中，用所述光源至少部 分地照射諧振器。
通過所述光源至少部分地照射諧振器，操縱超聲波系統的操作員的工作區域被良 好地照明，即使超聲波系統是一個手持式超聲波系統。操作者可以很容易地識別，諧振器是 否已經浸入介質中。
此外可以通過光源在操作和處理超聲波系統特別是一個手持式超聲波系統時，為 操作員產生關于超聲波系統的工作狀態的光學響應。在使用過程中，操作員的目光通常定 向到被處理的樣品和浸入到樣品中的諧振器的部分。有效視場以外的視覺顯示會妨礙工作 運行，并且是一個風險源，因為目光必須從工作的諧振器、從而從該事件的位置轉過去。
上述光源在工作中照射到操作員的視野，既能夠在那里提供超聲波系統的工作狀 態的光學響應，和/或有效地照亮視野。如果操作員的目光對準所述視野，他能夠在光源工 作中清楚地看到諧振器，因為諧振器至少部分地由所述光源照亮。
本發明的解決方案可以通過各種不同的、分別各自有利的、任意相互組合的結構 被進一步改進。這些結構形式和其相關的好處將在下面討論。
因此，在超聲波系統的操作過程中直接與可流動的介質接觸的并且將超聲波發送 到例如可流動的介質上的諧振器的至少一部分能夠被光源照射。在該超聲波系統操作時， 特別是發送超聲波和可能浸入在可流動的介質中的諧振器的部分位于操作員的視野中，其 中，操作者通過照明能夠任何時候良好地識別諧振器的這一部分。可用光源照明的諧振器 的這一部分優選是諧振器的自由端，它遠離超聲波發生器指向。
為了能夠充分地照亮或者照明所述視野，光源可以具有至少為O. 5cd的光強度， 優選超過10cd，例如為30cd。光源能夠產生所選擇的和尤其是任意波長的光線，優選在可 見光范圍內，特別是在450nm - 550nm之間。
光源尤其能夠被定向，也能夠照亮諧振器的周圍，從而至少使得待用超聲波處理 的介質至少在操作員的視野中至少局部地可被照亮。通過光源所產生的光學顯示也能夠很 容易地由操作者察覺到。
為了能夠很好地照亮位于操作員視野中的工作區域，光源可以被安裝在超聲波發 生器上，并在工作中從超聲波發生器離開地照射。安裝在超聲波發生器上的光源照亮超波 系統的工作區域，與它的取向有關，這在可用手對準的超聲波系統的情況下是特別有利的。
如果諧振器從超聲波發生器向前突出，那么所述光源能夠被定向為，在工作期間 沿著諧振器照射，以便也能夠照明與超聲波發生器最大間隔開地設置的諧振器的部分和圍 繞這一部分布置的工作區域。
諧振器可以形成為棒狀，以便能夠簡單地到達待用超聲波處理的介質。在形成為 桿狀的諧振器中，光源優選被定向為，在其工作中平行于諧振器照射。
所述光源例如是LED、激光或燈，其優選定位，使得它的光大部分沿著諧振器落在 待處理的介質上或在待處理的介質中。因此，由光源所產生的光信號在操作員的視野內在 用超聲波系統工作期間是可見的。
在一個實施例中，光源被定位，使得光至少部分地落在諧振器上，從而使得被照明 的諧振器作為光信號可以被識別。
尤其是在相同形狀的諧振器中，所述諧振器例如沿其縱向軸線沒有任何顯著的直 徑變化或標記，就很難估計在可流動的介質中的諧振器的浸沒深度。為了產生在諧振器上 的標記，可以將光源配置成，諧振器被部分有陰影地照亮或其相對于其它被照區域諧振器 被視覺更亮地照亮，其中，所述陰影或更亮的區域可以是相對于諧振器位置固定的。因此由 陰影或光點組成的標記可以被用于允許用戶來估計到樣品材料的距離或浸入深度。
超聲波系統可被構造成根據超聲波系統的工作狀態不同地操作光源。由此向操作 者光學地顯示超聲波系統的工作狀態，同時操作人員看著工作區域。為了能夠確定超聲波 系統的工作狀態，因此操作者不再將他的目光從工作或操作區域轉開，以便例如觀察超聲 波系統的控制單元。
如果要顯示超聲波系統是否在工作，超聲波系統能夠被構造成為光源提供工作電源，例如，當超聲波系統產生超聲波時。對于一個簡單實施例，一個連續的光信號，例如隨著超聲波開始和終止。
為了能夠識別不同的工作狀態，該超聲波系統能夠被構造成，可以不同地運行光源，這與工作狀態有關。例如，光源的工作模式可以包括向光源周期地供給工作電流、改變光源的工作電源，或者改變光源的取向或顏色，如果是一個選定的工作狀態。因此，光源例如可以使用三色LED。在使用多個光源時，由每個光源輸出的光具有一個與其他光源不同的波長。這使得更多的信號信息(例如，“工作”，“故障”或“報警”)可傳遞給用戶。為了借助于光信號通知或者警告操作者，光源的工作的多種可能性(也包括相互組合)可供選擇，包括 連續運行； 脈沖運行或脈沖序列； 亮度的變化； 發光顏色的變化； 光的方向的變化，或 投影的圖形和圖像的變化。
因此可以使用這些光信號的可能性，例如，傳達給用戶以下信息中的一個或多個 超聲波啟用/停止； 超聲波強度； 振動幅度； 超聲波功率； 介質溫度； 危險； 故障； 介質壓強； 超聲波檢查的時間(例如每秒的閃爍)； 累積的能量輸入，或 實際的或最佳的浸入深度。
為了能夠向操作者提供更多的信息，或者能夠產生陰影的和更亮的區域或標記， 超聲波系統能夠具有一個可用光源的照射的圖像生成器，它能夠與超聲波系統的工作狀態有關地產生不同的圖像。光源，例如一個激光或LED的光可以落在遮光板或有源矩陣例如 LCD或TFT上，或者通過位于前面的掩模落在遮光板或有源矩陣例如LCD或TFT上，由此將一形狀或者圖案投影到操作者的視野中。
為了能夠盡可能均勻地照亮諧振器或者說視野或工作區域，而沒有超聲波系統的組件、尤其是諧振器遮擋工作區域，超聲波系統可以具有多個光源。優選地，諧振器設置在光源之間并從多個側面照明。為了避免部分或完全遮光，例如，由諧振器，例如能夠將至少兩個光源定位在諧振器的周圍。這些光源優選這樣布置，從而在很大程度上或完全避免形成陰影。
下面例如借助于實施例參照附圖來說明本發明。其中圖1示出本發明的超聲波系統的示意圖。
附圖標記說明 I超聲波系統；2超聲波發生器；3諧振器；4光源；5具有諧振器的超聲波發生器的側面；6,6’的光源的光束。
具體實施方式
首先參照圖1所示的實施例說明按照本發明的超聲波系統的結構和功能。
圖1示出了超聲波系統I的示意性側視圖。超聲波系統I具有一個超聲波發生器 2和一個傳輸超聲波地與超聲波發生器2連接的諧振器3，用于將由超聲波發生器2產生的 超聲波傳輸到要用超聲處理的介質上。另外，超聲波系統I被構造為具有光源4。
諧振器3從超聲波發生器2沿著方向R延伸離開。特別是諧振器3在圖1的實施 例中從超聲波發生器2的一側5突出，使得它能夠簡單地與一要用超聲波處理的介質接觸， 而超聲波發生器2本身不接觸介質。
光源4如同諧振器3 —樣在超聲波發生器2的同一側5上安裝和取向，用于至少 部分地在方向R 5照射。在光源4工作時從光源4發出的光束6大致沿著方向R或至少部 分并行于諧振器3延伸。其中光束6至少局部地照射到諧振器3，從而尤其是諧振器3的遠 離超聲波發生器2的、可能是自由的端部7被光束6照亮。至少諧振器3的端部7被構造 成與介質直接接觸并且傳輸超聲波到介質上。
光源4橫向于方向R設置在諧振器3的前面或后面，因此在只用光源4照明諧振 器3時，諧振器3在其背離光源4的一側上蒙有陰影。為了防止這樣的陰影，圖1所示的實 施例的超聲波系統I具有另一個光源8，它相對于諧振器3與光源4彼此相對布置。通過 將諧振器3設置在光源4，8之間，光源4，8也能夠通過分別由另一光源4，8產生的陰影照 亮，從而超聲波系統I的用戶能夠很好地看到諧振器3的所有側面，尤其是在諧振器3工作 時從所有側面清楚地看到其端部7。
特別是在諧振器3周圍被照亮的區域可以稱為作為工作區域A。如果在諧振器3 的區域內，特別是在其端部7的區域內的工作區域A被照亮，那么超聲波系統I的操作員能 夠可靠地操作并用視覺簡單地檢查諧振器3是否正確地與介質10接觸。
在圖1中示出了超聲波系統I以及一個容器9，其中，在所述容器9中設置有要用 超聲波處理的可流動的介質10。至少諧振器3的端部7浸入可流動介質10中，以便將超聲 波傳輸到可流動的介質10上，例如為將其霧化。
通過用光源4和選擇地也用光源8照亮諧振器3，超聲波系統I的操作員不僅能夠 識別諧振器3在什么位置浸入可流動介質10中，而且也能夠識別諧振器3浸入可流動介質 I中的程度。如果如在圖1中所示的實施例中的可流動介質10是透光的介質，那么兩個光源4，8的光束 6，6’不僅延伸到可流動介質10的表面，而且也延伸到可流動介質10內部， 并可能到達容器9的底部。如果可流動介質10不是透明的，那么光束6，6’基本上是在可流動介質10的表面終止。
權利要求
1.超聲波系統(I)，具有一超聲波發生器(2)和一超聲波傳輸地與超聲波發生器(2)連接的諧振器(3)，用于將超聲波發送到可流動的介質(10)，其特征在于光源(4，8)，用所述光源至少局部地可照亮諧振器(3 )。
2.根據權利要求1所述的超聲波系統(I)，其特征在于，所述光源(4，8)安裝在超聲波發生器(2)上，并在工作時從超聲波發生器(2)離開地照射。
3.根據權利要求1或2所述的超聲波系統(1)，其特征在于，所述諧振器(3)構造成從超聲波發生器(2)突出，并且光源(4，8)被定向為沿著諧振器(3)照射。
4.根據權利要求1至3中之一所述的超聲波系統(1)，其特征在于，所述諧振器(3)成形為棒狀，并且所述光源(4，8)被定向為在它們工作時平行于諧振器(3)照射。
5.根據權利要求1至4中之一所述的超聲波系統(1)，其特征在于，所述光源(4，8)被構造成，有局部陰影地照亮諧振器(3)或者相比較其它照明區顯然更亮地照亮諧振器(3)。
6.根據權利要求1至5中之一所述的超聲波系統(I),其特征在于,超聲波系統(I)被構造成，使光源(4，8)根據超聲波系統(I)的工作狀態不同地工作。
7.根據權利要求1至6中之一所述的超聲波系統(I),其特征在于,超聲波系統(I)被構造成，光源(4，8)被供以工作電源，當超聲波系統(I)產生超聲波時。
8.根據權利要求6或7所述的超聲波系統(I)，其特征在于，該超聲波系統(I)的工作模式包括向光源(4，8 )周期地供給工作電流、改變光源(4，8 )的工作電流或者改變光源(4，8)的取向或顏色。
9.根據權利要求1至8之一所述的超聲波系統(I)，其特征在于，超聲波系統(I)具有一可用光源(4，8)照明的成像器，該成像器產生不同的圖像，視超聲波系統(I)的工作狀態而定。
10.根據權利要求1至9之一所述的超聲波系統(I)，其特征在于，超聲波系統(I)具有多個光源(4，8)，其中，所述諧振器(3)被設置在所述光源(4，8)之間。
全文摘要
本發明是具有超聲波發生器的超聲波系統，諧振器和光源。其涉及一種用于產生低頻功率超聲波的超聲波系統(1)，具有用于傳輸超聲波到介質(10)上的諧振器(3)。為了能夠安全地操作超聲波系統(1)，按照本發明規定，超聲波系統(1)具有光源(4，8)，它照亮超聲波系統(1)的工作區域(A)。
文檔編號B06B1/02GK103028537SQ20121037396
公開日2013年4月10日 申請日期2012年10月5日 優先權日2011年10月5日
發明者哈拉德赫爾休厄, 托馬斯赫爾休厄, 霍爾格赫爾休厄 申請人:赫爾休厄博士有限公司