多頻率超聲清洗效果實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種多頻率超聲清洗效果實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，它包括核心控制模塊、第一繼電器模塊、第二繼電器模塊、第三繼電器模塊、輸入隔離模塊、功率放大模塊、第一匹配變壓器、第二匹配變壓器、五個(gè)超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊、五個(gè)匹配電感和五個(gè)換能器陣；其中，核心控制模塊，其信號(hào)輸出端分別與超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊、第一繼電器模塊、第二繼電器模塊、第三繼電器模塊的控制信號(hào)輸入端相連接，用于根據(jù)輸入的工作頻率選擇信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的切換控制信號(hào)分別傳遞給第一繼電器模塊、第二繼電器模塊和第三繼電器模塊；五個(gè)超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊的輸出端分別通過(guò)第一繼電器模塊與輸入隔離模塊選擇性連接。本發(fā)明能夠采用多組頻率進(jìn)行水下構(gòu)建物清洗污垢效果研究，突出了清洗效果的有效性和對(duì)比性，實(shí)時(shí)找出最適合該水下構(gòu)建物污垢清洗的最佳頻率。
【專利說(shuō)明】多頻率超聲清洗效果實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多頻率超聲清洗效果實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，屬于超聲波清洗【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，大壩閘門(mén)或壩體等各處被水長(zhǎng)期浸沒(méi)的地方，其表面將會(huì)沉積一定的污垢而影響其正常功能甚至損壞設(shè)備。目前把超聲技術(shù)應(yīng)用于水下構(gòu)建物的清洗作業(yè)的經(jīng)驗(yàn)比較匱乏，雖然已經(jīng)有人提出水下大型設(shè)備的超聲清洗方法，但是大都是在某種特定環(huán)境下，采用單一的超聲清洗頻率。而污垢的物理特性、厚度、堅(jiān)硬度等與水質(zhì)的情況和水中的雜質(zhì)特性息息相關(guān)，采用單一頻率的超聲波換能器對(duì)水下構(gòu)建物進(jìn)行清洗，難以達(dá)到工程需求。一方面，由于信號(hào)頻率選擇不合適，其清洗效果將會(huì)被大打折扣，需要延長(zhǎng)超聲換能器的工作時(shí)間，從而將增加能耗，不利于節(jié)能減排。另一方面，如果采用單一頻率的超聲波換能器去清洗有些易碎、易傷的表面污垢時(shí)，將會(huì)使得清洗的表面受損或損壞。所以，根據(jù)不同的清洗物表面情況，污垢的物理特性、厚度和堅(jiān)硬度等情況，選擇合適表面清洗的信號(hào)頻率進(jìn)行清洗，將會(huì)對(duì)提高水下構(gòu)建物清洗效果，保護(hù)壩體，延長(zhǎng)超聲波換能器的使用時(shí)間，減少CO2排放產(chǎn)生積極意義。
[0003]因此，研制出一種具有自適應(yīng)特征的、能夠應(yīng)用于清洗不同表面和去除不同污垢的水下構(gòu)建物表面清洗裝置對(duì)水利設(shè)施的保養(yǎng)與維護(hù)意義重大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種多頻率超聲清洗效果實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，它能夠采用多組頻率進(jìn)行水下構(gòu)建物清洗污垢效果研究，突出了清洗效果的有效性和對(duì)比性，實(shí)時(shí)找出最適合該水下構(gòu)建物污垢清洗的最佳頻率。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種多頻率超聲清洗效果實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，它包括核心控制模塊、第一繼電器模塊、第二繼電器模塊、第三繼電器模塊、輸入隔離模塊、功率放大模塊、第一匹配變壓器、第二匹配變壓器、五個(gè)超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊、五個(gè)匹配電感和五個(gè)換能器陣；其中，
核心控制模塊，其信號(hào)輸出端分別與超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊、第一繼電器模塊、第二繼電器模塊、第三繼電器模塊的控制信號(hào)輸入端相連接，用于根據(jù)輸入的工作頻率選擇信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的切換控制信號(hào)分別傳遞給第一繼電器模塊、第二繼電器模塊和第三繼電器模塊；
五個(gè)超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊，其輸出端分別通過(guò)第一繼電器模塊與輸入隔離模塊選擇性連接，用于分別輸出不同頻率的超聲驅(qū)動(dòng)信號(hào)；
第一繼電器模塊，用于接收相應(yīng)的切換控制信號(hào)并選擇接通相應(yīng)的超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊和輸入隔離模塊；
輸入隔離模塊，其輸出端與功率放大模塊相連接，用于驅(qū)動(dòng)功率放大模塊正常工作；功率放大模塊，其輸出端通過(guò)第二繼電器模塊分別與第一匹配變壓器和第二匹配變壓器選擇性連接； 第二繼電器模塊，用于接收相應(yīng)的切換控制信號(hào)并選擇接通功率放大模塊和相應(yīng)的第一匹配變壓器或第二匹配變壓器；
五個(gè)匹配電感，其分別與五個(gè)超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊一一對(duì)應(yīng)，并且其中三個(gè)匹配電感的輸入端分別通過(guò)第三繼電器模塊與第一匹配變壓器選擇性連接，另外兩個(gè)匹配電感的輸入端分別通過(guò)第三繼電器模塊與第二匹配變壓器選擇性連接，五個(gè)匹配電感的輸出端分別與相應(yīng)的換能器陣相連接，用于對(duì)相對(duì)應(yīng)的換能器陣進(jìn)行調(diào)諧匹配；
第一匹配變壓器和第二匹配變壓器，用于改變相對(duì)應(yīng)的換能器陣的阻抗，使其與信源阻抗相匹配，保證相對(duì)應(yīng)的換能器陣獲得最大的電功率；
第三繼電器模塊，用于接收相應(yīng)的切換控制信號(hào)并選擇接通相應(yīng)的匹配電感和第一匹配變壓器；還用于接收相應(yīng)的切換控制信號(hào)并選擇接通相應(yīng)的匹配電感和第二匹配變壓器。
[0006]進(jìn)一步，所述的五個(gè)超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊分別為第一超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊、第二超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊、第三超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊、第四超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊和第五超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊，所述的第一超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊輸出頻率為20KHZ的超聲驅(qū)動(dòng)信號(hào)，第二超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊輸出頻率為40KHZ的超聲驅(qū)動(dòng)信號(hào)，第三超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊輸出頻率為80KHZ的超聲驅(qū)動(dòng)信號(hào)，第四超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊輸出頻率為160KHZ的超聲驅(qū)動(dòng)信號(hào)，第五超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊輸出頻率為200KHZ的超聲驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0007]進(jìn)一步，所述的五個(gè)匹配電感分別為第一匹配電感、第二匹配電感、第三匹配電感、第四匹配電感和第五匹配電感，第一匹配電感和第一超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊相對(duì)應(yīng)，并且其諧振頻率為20KHZ，第二匹配電感和第二超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊相對(duì)應(yīng)，并且其諧振頻率為40KHZ，第三匹配電感和第三超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊相對(duì)應(yīng)，并且其諧振頻率為80KHZ，第四匹配電感和第四超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊相對(duì)應(yīng)，并且其諧振頻率為160KHZ，第五匹配電感和第五超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊相對(duì)應(yīng)，并且其諧振頻率為200KHZ。
[0008]進(jìn)一步，所述的輸入隔離模塊由驅(qū)動(dòng)電路和隔離變壓器連接而成。
[0009]進(jìn)一步,功率放大模塊采用半橋型超聲功率放大電路。
[0010]更進(jìn)一步，能器陣由多個(gè)換能器組成，并且每個(gè)換能器由多片壓電陶瓷片并聯(lián)而成。
[0011]采用了上述技術(shù)方案后，由于采用自適應(yīng)技術(shù)對(duì)不同的水下構(gòu)建物和不同狀態(tài)可以利用不同頻段下的五種頻率(可以是20kHz、40 kHz,80 kHz,160 kHz和200 kHz)的換能器陣進(jìn)行水下構(gòu)建物清洗污垢效果研究，突出了清洗效果的有效性和對(duì)比性，且本發(fā)明的多頻率超聲清洗效果實(shí)驗(yàn)平臺(tái)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、節(jié)能、操作方便和清洗效果明顯且易于對(duì)比等特點(diǎn)，在超聲清洗技術(shù)研究方面具有重要意義。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明的多頻率超聲清洗效果實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。[0014]如圖1所示，一種多頻率超聲清洗效果實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，它包括核心控制模塊、第一繼電器模塊1、第二繼電器模塊2、第三繼電器模塊3、輸入隔離模塊、功率放大模塊、第一匹配變壓器、第二匹配變壓器、五個(gè)超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊、五個(gè)匹配電感和五個(gè)換能器陣4 ;其中，
核心控制模塊，其信號(hào)輸出端分別與超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊、第一繼電器模塊1、第二繼電器模塊2、第三繼電器模塊3的控制信號(hào)輸入端相連接，用于根據(jù)輸入的工作頻率選擇信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的切換控制信號(hào)分別傳遞給第一繼電器模塊1、第二繼電器模塊2和第三繼電器模塊3 ；
五個(gè)超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊，其輸出端分別通過(guò)第一繼電器模塊I與輸入隔離模塊選擇性連接，用于分別輸出不同頻率的超聲驅(qū)動(dòng)信號(hào)；
第一繼電器模塊1，用于接收相應(yīng)的切換控制信號(hào)并選擇接通相應(yīng)的超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊和輸入隔離模塊，從而選擇超聲驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率，第一繼電器模塊I的公共端口連接輸入隔離模塊，五個(gè)選擇端口分別連接五個(gè)超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊，其由核心控制模塊控制。
[0015]輸入隔離模塊，其輸出端與功率放大模塊相連接，用于將超聲驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行前級(jí)放大并將超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊與功率放大模塊隔離，從而驅(qū)動(dòng)功率放大模塊正常工作；
功率放大模塊，其輸出端通過(guò)第二繼電器模塊2分別與第一匹配變壓器和第二匹配變壓器選擇性連接，用于對(duì)超聲驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行功率放大；
第二繼電器模塊2，用于接收相應(yīng)的切換控制信號(hào)并選擇接通功率放大模塊和相應(yīng)的第一匹配變壓器或第二匹配變壓器；第二繼電器模塊2的公共端口連接功率放大模塊，兩個(gè)選擇端口分別連接第一匹配變壓器和第二匹配變壓器，其由核心控制模塊控制。
[0016]五個(gè)匹配電感，其分別與五個(gè)超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊一一對(duì)應(yīng)，并且其中三個(gè)匹配電感的輸入端分別通過(guò)第三繼電器模塊3與第一匹配變壓器選擇性連接，另外兩個(gè)匹配電感的輸入端分別通過(guò)第三繼電器模塊3與第二匹配變壓器選擇性連接，五個(gè)匹配電感的輸出端分別與相應(yīng)的換能器陣4相連接，用于對(duì)相對(duì)應(yīng)的換能器陣4進(jìn)行調(diào)諧匹配，使相對(duì)應(yīng)的換能器陣4電路趨于純阻性；
第一匹配變壓器和第二匹配變壓器，用于改變相對(duì)應(yīng)的換能器陣4的阻抗，使其與信源阻抗相匹配，保證相對(duì)應(yīng)的換能器陣4獲得最大的電功率；
第三繼電器模塊3，用于接收相應(yīng)的切換控制信號(hào)并選擇接通相應(yīng)的匹配電感和第一匹配變壓器；還用于接收相應(yīng)的切換控制信號(hào)并選擇接通相應(yīng)的匹配電感和第二匹配變壓器。
[0017]核心控制模塊以MSP430F149單片機(jī)為核心，根據(jù)按鍵輸入的信息來(lái)控制三個(gè)繼電器模塊的通斷方式，從而實(shí)現(xiàn)選擇所需頻率的超聲信號(hào)驅(qū)動(dòng)超聲換能器工作的功能。
[0018]五個(gè)超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊分別為第一超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊、第二超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊、第三超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊、第四超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊和第五超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊，所述的第一超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊輸出頻率為20KHZ的超聲驅(qū)動(dòng)信號(hào)，第二超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊輸出頻率為40KHZ的超聲驅(qū)動(dòng)信號(hào)，第三超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊輸出頻率為80KHZ的超聲驅(qū)動(dòng)信號(hào)，第四超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊輸出頻率為160KHZ的超聲驅(qū)動(dòng)信號(hào)，第五超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊輸出頻率為200KHZ的超聲驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0019]五個(gè)匹配電感分別為第一匹配電感、第二匹配電感、第三匹配電感、第四匹配電感和第五匹配電感，第一匹配電感和第一超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊相對(duì)應(yīng)，并且其諧振頻率為20KHZ，第二匹配電感和第二超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊相對(duì)應(yīng)，并且其諧振頻率為40KHZ，第三匹配電感和第三超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊相對(duì)應(yīng)，并且其諧振頻率為80KHZ，第四匹配電感和第四超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊相對(duì)應(yīng)，并且其諧振頻率為160KHZ，第五匹配電感和第五超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊相對(duì)應(yīng)，并且其諧振頻率為200KHZ。五個(gè)匹配電感可以采用PQ-28型骨架、E-E型鐵氧體、絲包線繞制而成。
[0020]五個(gè)超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊均具有SG3525芯片，通過(guò)改變芯片第6腳的電阻值，產(chǎn)生20kHz、40kHz、80kHz、160kHz和200kHz五種頻率的超聲驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0021]輸入隔離模塊由驅(qū)動(dòng)電路和隔離變壓器連接而成，輸入隔離模塊以TIP122芯片NPN達(dá)林頓功率晶體管和TIP127芯片PNP達(dá)林頓功率晶體管為核心的驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成，達(dá)到驅(qū)動(dòng)MOSFET的目的，輸入隔離模塊中含有采用PQ-26型骨架、E-E型磁芯、0.27mm直徑漆包線繞制、原副線圈匝數(shù)比為1:1的隔離變壓器，來(lái)避免前、后級(jí)電路信號(hào)的干擾。
[0022]功率放大模塊采用半橋型超聲功率放大電路,將五種不同頻率的超聲驅(qū)動(dòng)信號(hào)功率放大到100W。
[0023]換能器陣4可以由多個(gè)換能器組成，并且每個(gè)換能器由多片壓電陶瓷片并聯(lián)而成。本實(shí)施例的換能器陣4由3X3換能器陣列組成，中心頻率分別為20kHz、40 kHz,80kHz,160 kHz和200 kHz，實(shí)現(xiàn)與相應(yīng)的換能器陣4靜態(tài)電容Ctl調(diào)諧匹配。用于將超聲頻率電信號(hào)轉(zhuǎn)化為超聲機(jī)械振動(dòng)，并帶動(dòng)防水外殼振動(dòng)，從而在水中產(chǎn)生超聲空化作用，剝落構(gòu)建物上的污垢，達(dá)到清洗的目的。
[0024]第一匹配變壓器可以用PQ-28型骨架、E-E型鐵氧體、絲包線繞制而成的變壓器，在頻率為20kHz、40kHz和80kHz時(shí)實(shí)現(xiàn)后端相應(yīng)換能器陣4電路與前端電路的阻抗匹配。
[0025]第二匹配變壓器可以采用PQ-28型骨架、E-E型鐵氧體、絲包線繞制而成的變壓器，在頻率為160kHz和200kHz時(shí)實(shí)現(xiàn)后端相應(yīng)換能器陣4電路與前端電路的阻抗匹配。
[0026]第三繼電器模塊3在頻率為20kHz、40kHz和80kHz時(shí)，其上部公共端口連接第一匹配變壓器，相應(yīng)的三個(gè)選擇端口分別連接第一匹配電感、第二匹配電感、第三匹配電感，其由核心控制模塊控制，第三繼電器模塊3在頻率為160kHz、和200kHz時(shí)，其下部公共端口連接第二匹配變壓器，相應(yīng)的兩個(gè)選擇端口分別連接第四匹配電感、第五匹配電感，其由核心控制模塊控制。
[0027]本發(fā)明的工作原理如下:
在實(shí)驗(yàn)五頻可切換超聲清洗實(shí)驗(yàn)研究時(shí)，根據(jù)需要選擇實(shí)驗(yàn)用超聲信號(hào)頻率。通過(guò)核心控制模塊設(shè)置所選的超聲驅(qū)動(dòng)信號(hào)頻率，核心控制模塊控制相應(yīng)的超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊和第一繼電器模塊I協(xié)調(diào)工作，同時(shí)控制第二繼電器模塊2和第三繼電器模塊3連接相應(yīng)的第一匹配變壓器或第二匹配變壓器，和相應(yīng)的匹配電感。超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊產(chǎn)生與所選頻率相對(duì)應(yīng)的兩路同頻反相峰值為5V的單極方波信號(hào)，經(jīng)第一繼電器模塊I輸出給輸入隔離模塊中的驅(qū)動(dòng)電路，兩路同頻反相峰值為5V的單極方波信號(hào)經(jīng)放大整形為一路峰值為12V的雙極方波信號(hào)，信號(hào)經(jīng)由匝數(shù)比為1:1的隔離變壓器分成兩路同頻反相信號(hào)，驅(qū)動(dòng)與其相連的功率放大模塊。功率放大模塊的輸出端連接第二繼電器模塊2，第二繼電器模塊2的選擇輸出端選通第一匹配變壓器或第二匹配變壓器，功率放大模塊的電源電壓為310V，第一匹配變壓器和第二匹配變壓器用于實(shí)現(xiàn)與換能器陣4的阻抗匹配，第一匹配變壓器的輸出端連接第三繼電器模塊3的上公共端口，相應(yīng)的選擇端口連接第一匹配電感、第二匹配電感和第三匹配電感；第二匹配變壓器的輸出端連接第三繼電器模塊3的下公共端口，相應(yīng)的選擇端口連接第四匹配電感和第五匹配電感。核心控制模塊將控制第二繼電器模塊2和第三繼電器模塊3選擇設(shè)定的信號(hào)傳輸路徑，第三繼電器模塊3的各選擇端口與各匹配電感相連接，通過(guò)選通相應(yīng)的匹配電感與相應(yīng)的換能器陣4相連接，實(shí)現(xiàn)調(diào)諧匹配。相應(yīng)的換能器陣4將輸入的超聲電信號(hào)轉(zhuǎn)化為超聲機(jī)械振動(dòng)，從而使換能器陣4前后的水發(fā)生超聲空化效應(yīng)，對(duì)待清洗物的表面進(jìn)行超聲清洗。改變所選超聲波的頻率，重復(fù)以上過(guò)程，對(duì)污垢清洗效果進(jìn)行針對(duì)性探究。
[0028]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種多頻率超聲清洗效果實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于:它包括核心控制模塊、第一繼電器模塊(I)、第二繼電器模塊(2)、第三繼電器模塊(3)、輸入隔離模塊、功率放大模塊、第一匹配變壓器、第二匹配變壓器、五個(gè)超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊、五個(gè)匹配電感和五個(gè)換能器陣(4)；其中， 核心控制模塊，其信號(hào)輸出端分別與超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊、第一繼電器模塊(I)、第二繼電器模塊(2)、第三繼電器模塊(3)的控制信號(hào)輸入端相連接，用于根據(jù)輸入的工作頻率選擇信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的切換控制信號(hào)分別傳遞給第一繼電器模塊(I)、第二繼電器模塊(2)和第三繼電器模塊(3); 五個(gè)超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊，其輸出端分別通過(guò)第一繼電器模塊(I)與輸入隔離模塊選擇性連接，用于分別輸出不同頻率的超聲驅(qū)動(dòng)信號(hào)； 第一繼電器模塊(1)，用于接收相應(yīng)的切換控制信號(hào)并選擇接通相應(yīng)的超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊和輸入隔離模塊； 輸入隔離模塊，其輸出端與功率放大模塊相連接，用于驅(qū)動(dòng)功率放大模塊正常工作；功率放大模塊，其輸出端通過(guò)第二繼電器模塊(2)分別與第一匹配變壓器和第二匹配變壓器選擇性連接； 第二繼電器模塊(2)，用于接收相應(yīng)的切換控制信號(hào)并選擇接通功率放大模塊和相應(yīng)的第一匹配變壓器或第二匹配變壓器； 五個(gè)匹配電感，其分別與五個(gè)超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊一一對(duì)應(yīng)，并且其中三個(gè)匹配電感的輸入端分別通過(guò)第三繼電器模塊(3)與第一匹配變壓器選擇性連接，另外兩個(gè)匹配電感的輸入端分別通過(guò)第三繼電器模塊(3)與第二匹配變壓器選擇性連接，五個(gè)匹配電感的輸出端分別與相應(yīng)的換能器陣(4)相連接，用于對(duì)相對(duì)應(yīng)的換能器陣(4)進(jìn)行調(diào)諧匹配； 第一匹配變壓器和第二匹配變壓器，用于改變相對(duì)應(yīng)的換能器陣(4)的阻抗，使其與信源阻抗相匹配，保證相對(duì)應(yīng)的換能`器陣(4)獲得最大的電功率； 第三繼電器模塊(3)，用于接收相應(yīng)的切換控制信號(hào)并選擇接通相應(yīng)的匹配電感和第一匹配變壓器；還用于接收相應(yīng)的切換控制信號(hào)并選擇接通相應(yīng)的匹配電感和第二匹配變壓器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻率超聲清洗效果實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于:所述的五個(gè)超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊分別為第一超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊、第二超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊、第三超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊、第四超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊和第五超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊，所述的第一超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊輸出頻率為20KHZ的超聲驅(qū)動(dòng)信號(hào)，第二超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊輸出頻率為40KHZ的超聲驅(qū)動(dòng)信號(hào)，第三超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊輸出頻率為80KHZ的超聲驅(qū)動(dòng)信號(hào)，第四超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊輸出頻率為160KHZ的超聲驅(qū)動(dòng)信號(hào)，第五超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊輸出頻率為200KHZ的超聲驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻率超聲清洗效果實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于:所述的五個(gè)匹配電感分別為第一匹配電感、第二匹配電感、第三匹配電感、第四匹配電感和第五匹配電感，第一匹配電感和第一超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊相對(duì)應(yīng)，并且其諧振頻率為20KHZ，第二匹配電感和第二超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊相對(duì)應(yīng)，并且其諧振頻率為40KHZ，第三匹配電感和第三超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊相對(duì)應(yīng)，并且其諧振頻率為80KHZ，第四匹配電感和第四超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊相對(duì)應(yīng)，并且其諧振頻率為160KHZ，第五匹配電感和第五超聲信號(hào)產(chǎn)生模塊相對(duì)應(yīng)，并且其諧振頻率為200KHZ。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻率超聲清洗效果實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于:所述的輸入隔離模塊由驅(qū)動(dòng)電路和隔離變壓器連接而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的多頻率超聲清洗效果實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于:所述的功率放大模塊采用半橋型超聲功率放大電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多頻率超聲清洗效果實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于:換能器陣(4)由多個(gè)換能器組成，并且每個(gè)換能器由多片壓電陶瓷片并聯(lián)而成。
【文檔編號(hào)】G01M99/00GK103558047SQ201310556615
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月11日
【發(fā)明者】李青龍, 姚澄, 王斌, 朱益鵬, 朱昌平, 單鳴雷, 陳秉巖 申請(qǐng)人:河海大學(xué)常州校區(qū)