一種基于數(shù)字寬頻信號的導(dǎo)管式便攜超聲清洗裝置與方法
【專利摘要】本發(fā)明提出基于數(shù)字寬頻信號的導(dǎo)管式便攜超聲清洗裝置與方法，裝置包括人機交互模塊、數(shù)字清洗控制模塊、寬頻超聲換能器、超聲導(dǎo)管、電源和位置固定模塊。由數(shù)字清洗控制模塊產(chǎn)生寬頻電信號，可以是連續(xù)變頻或者是離散變頻信號。寬頻超聲換能器將寬頻電信號轉(zhuǎn)換為寬頻超聲信號發(fā)出，寬頻超聲換能器連接多路超聲導(dǎo)管，通過超聲導(dǎo)管將超聲信號導(dǎo)入清洗溶液中各個不同的位置和方向，實現(xiàn)均勻清洗。本發(fā)明利用寬頻超聲信號，涵蓋各種清洗頻率，發(fā)揮不同頻率超聲信號的清洗優(yōu)勢，清洗更全面徹底；導(dǎo)管將超聲信號傳輸至被清洗件周圍，清洗更均勻；清洗裝置主體置于清洗溶液外，使用方便安全。
【專利說明】
一種基于數(shù)字寬頻信號的導(dǎo)管式便攜超聲清洗裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于超聲清洗領(lǐng)域，具體涉及一種基于數(shù)字寬頻信號的導(dǎo)管式便攜超聲清 洗裝置與方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 超聲波清洗技術(shù)是指向被清潔物件發(fā)射超聲波，超聲波經(jīng)過清洗溶液時產(chǎn)生空化 作用和直進(jìn)流作用，使得被清潔物件表面的污物層被分散、乳化、剝離而達(dá)到清洗目的?？?化作用是指超聲波以每秒兩萬次以上的壓縮力和減壓力交互性的高頻變換方式向液體進(jìn) 行透射，在減壓力作用時，會在液體中產(chǎn)生一個很大的撕裂力，將液體分子拉裂成空洞形成 氣泡，這些空洞為真空或非常接近真空的狀態(tài)，即液體中產(chǎn)生真空核群泡；在壓縮力作用 時，真空核群泡受壓力壓碎時，液體分子激烈碰撞會產(chǎn)生非常強大的沖擊力從而剝離被清 洗件表面的污垢。這種空化作用非常容易在固體與液體的交界處產(chǎn)生。而直進(jìn)流作用是指 清洗溶液沿著超聲波振子振動的方向流動，使得溶液與被清潔物件的表面產(chǎn)生相對運動， 從而使得污染層剝離。超聲波清洗技術(shù)清洗程度高、不損傷被清洗件，廣泛應(yīng)用于貴重金 屬、光學(xué)儀器、光電子玻璃器件、半導(dǎo)體材料與器件等工業(yè)零件的精密清洗。然而，現(xiàn)在的超 聲波清洗技術(shù)雖然在零件清洗等工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，但是在人們的日常生活中，比如清洗 水果、蔬菜、碗碟、衣物等很多方面，使用得還比較少，將超聲波清洗設(shè)備推向家用是其進(jìn)一 步發(fā)展的一個方向。歸納現(xiàn)有的超聲波清洗技術(shù)，還存在以下一些問題：
[0003] 首先，大多數(shù)超聲波清洗技術(shù)還是用模擬的超聲信號發(fā)生器產(chǎn)生一個或者多個頻 率的超聲波信號，未見連續(xù)掃頻的超聲清洗。超聲波清洗的效果與超聲波的頻率設(shè)定有關(guān)。 超聲波頻率越低，液體受到壓縮作用的時間更長，氣泡可以生長到較大的尺寸才破裂，可增 強空化強度，清洗大部件表面、污物與清洗件表面結(jié)合度高的場合。超聲波頻率越高，產(chǎn)生 的空化泡數(shù)量越多，穿透力較強，適合清洗表面形狀復(fù)雜的清洗件，可穿達(dá)凹槽、細(xì)縫、深孔 等細(xì)微結(jié)構(gòu)，但空化強度較低，適合清洗污物與被清洗件表面結(jié)合力較弱的場合。作為清洗 用途的超聲波頻率一般在25KHZ~130KHZ之間，現(xiàn)有超聲清洗設(shè)備設(shè)定一個或者幾個固定 的超聲波頻率點，由模擬發(fā)生器產(chǎn)生信號，由一個或者幾個不同中心頻率的超聲探頭發(fā)出 超聲信號。如果能夠發(fā)送一個頻率連續(xù)變化或者頻率離散變化的寬頻超聲信號進(jìn)行清洗， 則能實現(xiàn)更好的清潔作用，比如對于清洗蔬菜，低頻超聲信號可以增強清洗強度，高頻超聲 信號有利于清洗蔬菜葉表面不平整處的污垢。
[0004] 第二，現(xiàn)有的槽式結(jié)構(gòu)超聲清潔設(shè)備體積大，超聲換能器固定安裝，集中發(fā)射。槽 式結(jié)構(gòu)是在槽中盛滿清洗溶液，將待清洗物件擺放在槽中，這種結(jié)構(gòu)的超聲波清洗機體積 較大，不便于攜帶和家用。且超聲換能器在清洗槽的周圍固定安裝，超聲信號集中發(fā)射。超 聲換能器發(fā)出超聲信號時，具有較強的方向性，因此如果超聲換能器固定安裝，經(jīng)過多個反 射面后，信號大幅衰減，不便清洗結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、多層次的物體，比如蔬菜。
[0005] 第三，出現(xiàn)了一批便攜式的超聲清洗設(shè)備，利用已有的水池或者盆代替清洗槽，以 減小設(shè)備體積，增強移動性，比如德國的Dolfi便攜式洗衣設(shè)備，制作成肥皂盒大小，超聲信 號從其四周發(fā)出，需把整個工作電路置于清洗溶劑中，連接電源的電纜進(jìn)入清洗溶液中為 其供電，要做很好的防水來保證使用安全性。另外，越靠近設(shè)備的地方超聲波強度越大，遠(yuǎn) 離設(shè)備的地方超聲波變?nèi)酢τ谀承┒鄬哟蔚奈矬w，經(jīng)過多面反射后超聲信號逐漸變小，清 洗程度不均勻。另有一些將清潔設(shè)備做成長筒狀，將超聲波換能器浸入清洗溶液，電路部分 在清洗溶液外面，超聲信號只能從一個方向進(jìn)入清洗溶液，同樣存在清洗不均勻的現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了克服現(xiàn)存的便攜式超聲清洗設(shè)備的清洗不均勻等缺點，提升其清洗均勻性、 安全性，本發(fā)明提出一種基于數(shù)字寬頻信號的導(dǎo)管式便攜超聲清洗裝置與方法。
[0007] 本發(fā)明的目的至少通過如下技術(shù)方案之一實現(xiàn)。
[0008] 基于數(shù)字寬頻信號的導(dǎo)管式便攜超聲清洗裝置與方法，其產(chǎn)生數(shù)字寬頻電信號， 是頻率連續(xù)變化的寬頻電信號或頻率離散變化的寬頻電信號，所述的頻率變化可以是線性 變化，也可以是非線性變化。由寬頻超聲換能器將寬頻電信號轉(zhuǎn)換為寬頻超聲信號發(fā)出，寬 頻超聲換能器連接一路或者多路超聲導(dǎo)管，由超聲導(dǎo)管將超聲信號導(dǎo)入清洗溶液中各個不 同的位置和方向，實現(xiàn)寬頻超聲信號的均勻清洗。為了提高便攜性，本發(fā)明裝置中不包含盛 裝清洗溶液的容器，用戶可自行使用已有的水池、盆等盛裝清洗溶液和待清洗物件。
[0009] 所述的基于數(shù)字寬頻信號的導(dǎo)管式便攜超聲清洗裝置，包括人機交互模塊、數(shù)字 清洗控制模塊、寬頻超聲換能器、超聲導(dǎo)管、電源和位置固定模塊。人機交互模塊與數(shù)字清 洗控制模塊相連，數(shù)字清洗控制模塊與寬頻超聲換能器相連。人機交互模塊、數(shù)字清洗控制 模塊、寬頻超聲換能器、電源是一個整體，以防水材料的外殼封裝。超聲導(dǎo)管的一端與寬頻 超聲換能器緊密耦合相連。
[0010] 上述基于數(shù)字寬頻信號的導(dǎo)管式便攜超聲清洗裝置的人機交互模塊用于用戶設(shè) 定清洗參數(shù)，包括清洗時長、清洗頻率、清洗強度。人機交互模塊包含屏幕、按鍵等輸入輸出 設(shè)備。
[0011] 所述的基于數(shù)字寬頻信號的導(dǎo)管式便攜超聲清洗裝置的數(shù)字清洗控制模塊用于 產(chǎn)生寬頻電信號以及控制整個清洗裝置各個模塊的工作，包含信號產(chǎn)生單元、存儲單元、控 制單元、數(shù)模轉(zhuǎn)換單元和功率放大單元?？刂茊卧c人機交互模塊相連，根據(jù)用戶輸入的清 洗頻率控制信號產(chǎn)生單元生成相應(yīng)頻段的寬頻信號，根據(jù)用戶輸入的清洗強度設(shè)定產(chǎn)生的 寬頻信號的幅度，并將產(chǎn)生的寬頻信號存儲在存儲單元中?？刂茊卧€需要根據(jù)用戶輸入 的清洗時長反復(fù)讀取存儲單元中的寬頻信號并輸出給數(shù)模轉(zhuǎn)換單元，數(shù)模轉(zhuǎn)換單元將寬頻 數(shù)字電信號轉(zhuǎn)換為寬頻模擬電信號并輸出給功率放大單元，經(jīng)過功率放大單元放大功率 后，輸出給寬頻超聲換能器。
[0012] 所述的基于數(shù)字寬頻信號的導(dǎo)管式便攜超聲清洗裝置的寬頻超聲換能器可以用 現(xiàn)有的寬頻超聲換能器，需保證帶寬能夠覆蓋清洗應(yīng)用中所需要的超聲頻段，可以是一個 或者多個超聲換能器并列布置。
[0013] 所述的基于數(shù)字寬頻信號的導(dǎo)管式便攜超聲清洗裝置的超聲導(dǎo)管是柔軟長管，所 述軟管的管壁由很薄的柔軟材料制作。整個軟管分為兩段，上面一段管壁是柔軟的、聲阻抗 很大的材料制作，下面一段管壁以及軟管的底部是柔軟的、聲阻抗很小的導(dǎo)聲材料制作，兩 段的長度可以根據(jù)實際應(yīng)用而定。整個軟管內(nèi)部由聲阻抗很小的導(dǎo)聲材料填充。超聲導(dǎo)管 的上面一端緊密耦合在寬頻超聲換能器上，另一端要浸入清洗溶液中，用于將寬頻超聲換 能器產(chǎn)生的寬頻超聲信號導(dǎo)入清洗溶液中。一個寬頻超聲換能器，可以配置一個或者多個 超聲導(dǎo)管，當(dāng)配置一個超聲導(dǎo)管時，超聲導(dǎo)管的面積與寬頻超聲換能器的面積一致，當(dāng)配置 多個超聲導(dǎo)管時，多個超聲導(dǎo)管的面積應(yīng)能完整覆蓋該寬頻超聲換能器的面積。軟管橫截 面的形狀可根據(jù)具體應(yīng)用而定。多個寬頻超聲換能器，需配置多個超聲導(dǎo)管。
[0014] 所述的基于數(shù)字寬頻信號的導(dǎo)管式便攜超聲清洗裝置的電源，是為整個裝置供電 的，可以經(jīng)過電源適配器直接接入家用電源，也可以用充電電池。
[0015] 所述的基于數(shù)字寬頻信號的導(dǎo)管式便攜超聲清洗裝置的位置固定模塊是用于固 定整個超聲清洗裝置的，可以是一個支撐底座，也可以是夾具或者掛鉤。
[0016] 所述的基于數(shù)字寬頻信號的導(dǎo)管式便攜超聲清洗方法，其特征在于，寬頻超聲換 能器發(fā)送的清洗超聲波是寬頻信號，是頻率連續(xù)變化的寬頻信號或者是頻率離散變化的寬 頻信號，所述頻率變化可以是線性變化也可以是非線性變化。
[0017] 所述的基于數(shù)字寬頻信號的導(dǎo)管式便攜超聲清洗方法，工作過程包含以下步驟：
[0018] 步驟1.參數(shù)設(shè)置。使用者用容器盛裝清洗溶液，將待清洗物件浸入清洗溶液中，使 清洗溶液淹沒待清洗物件，將超聲導(dǎo)管的下面一段，即管壁為透聲材料的一段，放入清洗溶 液中清洗物件的周圍或內(nèi)部，多個超聲導(dǎo)管可根據(jù)需要放入不同的位置，置于不同的方向。 使用者通過人機交互界面輸入清洗參數(shù)，包括清洗時長、清洗頻率、清洗強度。
[0019] 步驟2.產(chǎn)生信號。數(shù)字清洗控制模塊的信號產(chǎn)生模塊根據(jù)用戶輸入的清洗頻率、 清洗強度產(chǎn)生寬頻電信號，并將寬頻電信號存儲在存儲單元。
[0020] 步驟3.發(fā)送超聲信號。數(shù)字清洗控制模塊的控制單元讀取存儲單元中的寬頻電信 號，并經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換單元、功率放大單元后輸入到寬頻超聲換能器。寬頻超聲換能器輸出寬 頻超聲信號。
[0021 ]步驟4.清洗。寬頻超聲信號經(jīng)過超聲導(dǎo)管進(jìn)入清洗溶液中，實現(xiàn)清洗目的。當(dāng)達(dá)到 清洗時長后，控制單元控制整個裝置停止工作。使用者將超聲導(dǎo)管從清洗溶液中取出即可。 如沒有達(dá)到清洗時長，則回到步驟3。
[0022]本發(fā)明的有益效果是：
[0023] 1、利用寬頻數(shù)字信號實現(xiàn)寬頻超聲信號的發(fā)生，取代傳統(tǒng)模擬的單頻或者多頻點 超聲信號發(fā)生。頻率越高，越有利于清洗表面不平整處的污垢，頻率越低，越有利于提升清 潔度，寬頻超聲信號有利于提升整體清潔度。
[0024] 2、清洗裝置主體部分置于清洗溶液外面，使用更安全。
[0025] 3、清洗裝置的超聲導(dǎo)管的下面一段均能發(fā)出超聲信號，將若干超聲導(dǎo)管置于被清 洗物件的周圍或者內(nèi)部，超聲信號從超聲導(dǎo)管下面一段管壁發(fā)射出來，使得各個位置、各個 方向都能有超聲源，清洗更均勻，尤其適合于一些比較復(fù)雜多層次的物件清洗，比如蔬菜。
[0026] 4、清洗裝置體積小、便攜性好，適合于家用和旅行，可用于清洗果蔬、衣物、碗碟等 很多方面。
【附圖說明】
[0027] 圖1是本發(fā)明所述的基于數(shù)字寬頻信號的導(dǎo)管式便攜超聲清洗裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0028] 圖2是本發(fā)明所述的基于數(shù)字寬頻信號的導(dǎo)管式便攜超聲清洗裝置的示意圖；
[0029] 圖3是本發(fā)明實施例的清洗步驟流程圖。
【具體實施方式】
[0030] 本實施例結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的實施不限 于此。
[0031] 如圖1所述，是本發(fā)明所述的基于數(shù)字寬頻信號的導(dǎo)管式便攜超聲清洗裝置的結(jié) 構(gòu)框圖，包括人機交互模塊、數(shù)字清洗控制模塊、寬頻超聲換能器、超聲導(dǎo)管、電源和位置固 定模塊。人機交互模塊與數(shù)字清洗控制模塊相連，數(shù)字清洗控制模塊與寬頻超聲換能器相 連。人機交互模塊、數(shù)字清洗控制模塊、寬頻超聲換能器、電源是一個整體，以防水材料的外 殼封裝。上述基于數(shù)字寬頻信號的導(dǎo)管式便攜超聲清洗裝置的人機交互模塊用于用戶設(shè)定 清洗參數(shù)，包括清洗時長、清洗頻率、清洗強度。人機交互模塊包含屏幕、按鍵等輸入輸出設(shè) 備。
[0032] 所述的基于數(shù)字寬頻信號的導(dǎo)管式便攜超聲清洗裝置的數(shù)字清洗控制模塊用于 產(chǎn)生寬頻電信號以及控制整個清洗裝置各個模塊的工作，包含信號產(chǎn)生單元、存儲單元、控 制單元、數(shù)模轉(zhuǎn)換單元和功率放大單元?？刂茊卧c人機交互模塊相連，根據(jù)用戶輸入的清 洗頻率控制信號產(chǎn)生單元生成相應(yīng)頻段的寬頻信號，并存儲在存儲單元中。寬頻信號可以 是連續(xù)變頻信號也可以是離散變頻信號，可以是線性變頻信號，也可以是非線性變頻信號。 本實施例中產(chǎn)生的是線性連續(xù)調(diào)頻信號，設(shè)定的信號起始頻率和截止頻率為f〇 = 40KHz至 =lOOKHz、清洗時長為Ta = 5分鐘，那么數(shù)字清洗控制模塊可設(shè)定調(diào)頻信號的時長為T= Is， 信號的幅度可根據(jù)用戶輸入的清洗強度來確定，本實施例中設(shè)置信號幅度A=l。產(chǎn)生寬頻 離散信號表達(dá)式為：
[0033] .v(/?)- Acos((〇i}n-\-7rhr , n = 0J,.t..A;-l
[0034] 其中，是線性調(diào)頻信號的起始角頻率，o〇 = 2Jifc)/fs，fs為采樣率，k為調(diào)頻率，k = (fi-f〇)/(fs2T)，N為數(shù)字信號的樣本數(shù)，N=fsT，為相位，可以取隨機的初始相位。A為幅 度?？刂茊卧€需要根據(jù)用戶輸入的清洗時長控制反復(fù)讀取存儲單元中的寬頻電信號并輸 出給數(shù)模轉(zhuǎn)換單元，在本實施例中，產(chǎn)生的寬頻數(shù)字信號的時長為T=ls，用戶設(shè)定的清洗 時長為T a = 5分鐘，因此需反復(fù)讀取Ta/T = 300次寬頻數(shù)字信號。數(shù)模轉(zhuǎn)換單元將寬頻數(shù)字信 號轉(zhuǎn)換為寬頻模擬信號輸出給功率放大單元，經(jīng)過功率放大單元放大功率后，輸出給寬頻 超聲換能器。
[0035] 如圖2所示，是本發(fā)明所述的基于數(shù)字寬頻信號的導(dǎo)管式便攜超聲清洗裝置的示 意圖，圖中包括數(shù)字清洗控制模塊201，人機交互模塊202，寬頻超聲換能器203，電源204，防 水材料外殼205，位置固定模塊(掛鉤)206，超聲導(dǎo)管207，水池208。寬頻超聲換能器可以用 現(xiàn)有的寬頻超聲換能器，需保證帶寬能夠覆蓋清洗應(yīng)用中所需要的超聲頻段，本實施例中 是需要覆蓋40KHZ-100KHZ頻段，可以是一個或者多個超聲換能器并列布置，本實施例中布 置了 3個寬頻超聲換能器。電源為整個裝置供電，可以經(jīng)過電源適配器直接接入家用電源， 也可以用充電電池。上述幾個模塊整體以防水材料外殼205封裝。位置固定模塊用于固定整 個超聲清洗裝置，可以是一個支撐底座，也可以是夾具或者掛鉤，本實施例中使用的是掛 鉤。超聲導(dǎo)管是柔軟長管，管壁由很薄的柔軟材料制作。整個軟管分為兩段，上面一段管壁 是柔軟的、聲阻抗很大的材料制作(比如在上面一段超聲導(dǎo)管中管壁設(shè)置為雙層管壁，雙層 管壁中間為真空），下面一段管壁和軟管底部是柔軟的、聲阻抗很小的導(dǎo)聲材料制作（比如 硅膠），兩段的長度可以根據(jù)實際應(yīng)用而定。整個超聲導(dǎo)管內(nèi)部由聲阻抗很小的導(dǎo)聲材料填 充（比如高分子凝膠）。超聲導(dǎo)管的上面一端緊密耦合在寬頻超聲換能器上，另一端要浸入 清洗溶液中，用于將寬頻超聲換能器產(chǎn)生的寬頻超聲信號導(dǎo)入清洗溶液中。一個寬頻超聲 換能器，可以配置一個或者多個超聲導(dǎo)管，本實施例中每個寬頻超聲換能器配置一個超聲 導(dǎo)管，超聲導(dǎo)管的面積與寬頻超聲換能器的面積一致。軟管橫截面的形狀可根據(jù)具體應(yīng)用 而定。本實施例中是橫截面為圓形的管。本實施例中以清洗蔬菜水果為例，清洗的時候?qū)⒋?清洗的蔬菜水果放入水池208中，水池不包含在本發(fā)明裝置中，用戶利用已有的水池或者盆 等容器。在水池中裝水淹沒蔬菜和水果，超聲導(dǎo)管應(yīng)放在蔬菜、水果的周圍或者穿過蔬菜葉 之間。
[0036]下面結(jié)合圖3,以清洗蔬菜、水果為例，對清洗的步驟進(jìn)行描述：
[0037] 步驟1.參數(shù)設(shè)置。使用者將蔬菜、水果放入水池，盛水淹沒蔬菜水果，將超聲導(dǎo)管 的下面一段，即管壁為透聲材料的一段，放入水中蔬菜水果的周圍或穿插在蔬菜內(nèi)部，多個 超聲導(dǎo)管可根據(jù)需要放入不同的位置，置于不同的方向。使用者通過人機交互界面輸入清 洗參數(shù)，包括清洗時長、清洗頻率、清洗強度。
[0038] 步驟2.產(chǎn)生信號。數(shù)字清洗控制模塊的信號產(chǎn)生模塊根據(jù)用戶輸入的清洗頻率、 清洗強度產(chǎn)生寬頻電信號，并將寬頻超聲信號存儲在存儲單元。
[0039] 步驟3.發(fā)送超聲信號。數(shù)字清洗控制模塊的控制單元讀取存儲單元中的寬頻電信 號，并經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換單元、功率放大單元后輸入到寬頻超聲換能器。寬頻超聲換能器輸出寬 頻超聲信號。
[0040] 步驟4.清洗。寬頻超聲信號經(jīng)過超聲導(dǎo)管進(jìn)入清洗溶液中，實現(xiàn)清洗目的。當(dāng)達(dá)到 清洗時長后，控制單元控制整個裝置停止工作。使用者將超聲導(dǎo)管從清洗水中取出即可。如 果沒有達(dá)到清洗時長，則回到步驟3。
【主權(quán)項】
1. 一種基于數(shù)字寬頻信號的導(dǎo)管式便攜超聲清洗裝置，其特征在于包括人機交互模 塊、數(shù)字清洗控制模塊、寬頻超聲換能器、超聲導(dǎo)管、電源;人機交互模塊與數(shù)字清洗控制模 塊相連，數(shù)字清洗控制模塊與寬頻超聲換能器相連;人機交互模塊、數(shù)字清洗控制模塊、寬 頻超聲換能器、電源是一個整體，以防水材料的外殼封裝;超聲導(dǎo)管的一端與寬頻超聲換能 器緊密耦合相連;人機交互模塊用于用戶設(shè)定清洗參數(shù)，包括清洗時長、清洗頻率、清洗強 度;數(shù)字清洗控制模塊用于產(chǎn)生寬頻電信號以及控制整個清洗裝置的工作；寬頻超聲換能 器將寬頻電信號轉(zhuǎn)換為寬頻超聲信號發(fā)出，寬頻超聲換能器連接一路或者多路超聲導(dǎo)管， 由超聲導(dǎo)管將超聲信號導(dǎo)入清洗溶液中各個不同的位置和方向，實現(xiàn)均勻清洗。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于數(shù)字寬頻信號的導(dǎo)管式便攜超聲清洗裝置，其特征在于所 述 數(shù)字寬頻電信號，是頻率連續(xù)變化的寬頻電信號或頻率離散變化的寬頻電信號，所述 的頻率變化是線性變化或非線性變化。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于數(shù)字寬頻信號的導(dǎo)管式便攜超聲清洗裝置，其特征在于數(shù) 字清洗控制模塊包含信號產(chǎn)生單元、存儲單元、控制單元、數(shù)模轉(zhuǎn)換單元和功率放大單元； 控制單元與人機交互模塊相連，根據(jù)用戶輸入的清洗頻率控制信號產(chǎn)生單元生成相應(yīng)頻段 的寬頻信號，根據(jù)用戶輸入的清洗強度設(shè)定產(chǎn)生的寬頻信號的幅度，并將產(chǎn)生的寬頻信號 存儲在存儲單元中；控制單元還需要根據(jù)用戶輸入的清洗時長反復(fù)讀取存儲單元中的寬頻 信號并輸出給數(shù)模轉(zhuǎn)換單元，數(shù)模轉(zhuǎn)換單元將寬頻數(shù)字電信號轉(zhuǎn)換為寬頻模擬電信號并輸 出給功率放大單元，經(jīng)過功率放大單元放大功率后，輸出給寬頻超聲換能器。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于數(shù)字寬頻信號的導(dǎo)管式便攜超聲清洗裝置，其特征在于所 述寬頻超聲換能器用現(xiàn)有的寬頻超聲換能器，帶寬能夠覆蓋清洗過程中所需要的超聲頻 段，是一個或者多個超聲換能器并列布置。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于數(shù)字寬頻信號的導(dǎo)管式便攜超聲清洗裝置，其特征在于所 述電源為整個裝置供電的，經(jīng)過電源適配器直接接入家用電源或采用用充電電池。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于數(shù)字寬頻信號的導(dǎo)管式便攜超聲清洗裝置，其特征在于還 包括位置固定模塊，用于固定整個超聲清洗裝置。7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于數(shù)字寬頻信號的導(dǎo)管式便攜超聲清洗裝置，其特征在于 超聲導(dǎo)管是柔軟管，整個軟管分為兩段，上面一段管壁是柔軟的、上面一段管壁的聲阻抗大 于，下面一段管壁的聲阻抗;下面一段管壁采用導(dǎo)聲材料制作;整個軟管內(nèi)部由導(dǎo)聲材料填 充。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述基于數(shù)字寬頻信號的導(dǎo)管式便攜超聲清洗裝置，其特征在于超 聲導(dǎo)管的上面一端緊密耦合在寬頻超聲換能器上，另一端使用時浸入清洗溶液中，用于將 寬頻超聲換能器產(chǎn)生的寬頻超聲信號導(dǎo)入清洗溶液中；一個寬頻超聲換能器配置一個或者 多個超聲導(dǎo)管，當(dāng)配置一個超聲導(dǎo)管時，超聲導(dǎo)管的面積與寬頻超聲換能器的面積一致，當(dāng) 配置多個超聲導(dǎo)管時，多個超聲導(dǎo)管的面積能覆蓋該寬頻超聲換能器的面積；多個寬頻超 聲換能器需配置多個超聲導(dǎo)管。9. 利用權(quán)利要求1~8任一項所述的基于數(shù)字寬頻信號的導(dǎo)管式便攜超聲清洗裝置的清 洗方法，其特征在于包含以下步驟： 步驟1.參數(shù)設(shè)置，使用者用容器盛裝清洗溶液，將待清洗物件浸入清洗溶液中，使清 洗溶液淹沒待清洗物件，將超聲導(dǎo)管的下面一段，即管壁為透聲材料的一段，放入清洗溶液 中清洗物件的周圍或內(nèi)部，多個超聲導(dǎo)管能根據(jù)需要放入不同的位置，置于不同的方向；使 用者通過人機交互界面輸入清洗參數(shù)，包括清洗時長、清洗頻率、清洗強度； 步驟2.產(chǎn)生信號，數(shù)字清洗控制模塊的信號產(chǎn)生模塊根據(jù)用戶輸入的清洗頻率、清洗 強度產(chǎn)生寬頻電信號，并將寬頻電信號存儲在存儲單元； 步驟3.發(fā)送超聲信號；數(shù)字清洗控制模塊的控制單元讀取存儲單元中的寬頻電信號， 并經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換單元、功率放大單元后輸入到寬頻超聲換能器；寬頻超聲換能器輸出寬頻 超聲信號； 步驟4.清洗，寬頻超聲信號經(jīng)過超聲導(dǎo)管進(jìn)入清洗溶液中，實現(xiàn)清洗目的；當(dāng)達(dá)到清洗 時長后，控制單元控制整個裝置停止工作;使用者將超聲導(dǎo)管從清洗溶液中取出即可;如沒 有達(dá)到清洗時長，則回到步驟3。
【文檔編號】B08B3/12GK106000994SQ201610383368
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月1日
【發(fā)明人】楊萃, 韋崗, 馬碧云, 周麗, 曹燕, 劉嬌蛟
【申請人】華南理工大學(xué)