CN103949437A - 压电陶瓷产生的多频超声波清洗器 - Google Patents

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何贞兵
周峰科
盛斯亮
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Changzhou New Concept Ultrasonic Equipment Co Ltd
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Changzhou New Concept Ultrasonic Equipment Co Ltd
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    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/10—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration
    • B08B3/12—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration by sonic or ultrasonic vibrations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction

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Abstract

本发明涉及一种超声波清洗设备，尤其涉及一种压电陶瓷产生的多频超声波清洗器，包括外壳、清洗槽、若干个压电陶瓷片、高频导线、驱动电源和控制面板；驱动电源包括单片机、电路板、变压器、低频电感和高频电感；控制面板包括低频/高频转换开关和电源开关、压电陶瓷片的工作参数设定和液晶显示屏。本发明提供的压电陶瓷产生的多频超声波清洗器，重量轻，体积小，搬运方便，可以制造成迷你型，特别是在空间有限的区域压电陶瓷片可以实现超声波的安装；并可以实现压电陶瓷片在160-200KHz高频率状况下的精细化超声波清洗和降解功能，最大功率不受限制；可以实现压电陶瓷片在60KHz-80KHz中频状况下的超声波清洗和降解功能，最大功率不受限制。

Description

压电陶瓷产生的多频超声波清洗器
技术领域
本发明涉及一种超声波清洗设备，尤其涉及一种压电陶瓷产生的多频超声波清洗器。
背景技术
我国的超声波清洗技术在国内发展迅速，产品清洁度要求的提高和人工成本的上升造就了庞大的市场刚性需求，超声波清洗设备厂家如雨后春笋一般发展，但都局限于普通和常规清洗领域，具体如下：
以成熟的超声波换能器为能量转换元器件，超声波频率在15-60KHz以内，只能单一频率工作，受超声波换能器安装尺寸限制，设备尺寸都做的很大，而且超声波换能器本身成本很高，所以设备价格也很高。大部分只能在工业清洗领域运用，受超声波工作频率的限制，不能实现高频精细化清洗功能。
以单一或小批量压电陶瓷片组合模式作为超声波能量转换元器件，超声波频率在40KHz以内，只能单一频率工作，大部分清洗器都存在压电陶瓷片散热导致的破片、爆片、烧毁等问题，所以设备上明文规定“严禁使用热水工作”字样，且受超声波工作频率的限制，不能实现高频精细化清洗功能。
压电陶瓷片生产厂家在超声波清洗领域的运用局限于将压电陶瓷片做成超声波换能器，成熟的工作频率都在40KHz以内，部分厂家也做过高频超声波换能器的研制，因技术不成熟和成本太高等因素无法形成量产，对高频压电陶瓷片直接运用于超声波清洗技术十分匮乏。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种压电陶瓷产生的多频超声波清洗器。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：
压电陶瓷产生的多频超声波清洗器，包括外壳、清洗槽、若干个压电陶瓷片、高频导线、驱动电源和控制面板；压电陶瓷片设置在清洗槽底部，作为超声波清洗能量转换器，压电陶瓷片的数量根据清洗槽的面积和单片压电陶瓷片的功率而定；清洗槽由不锈钢板制成，其作用是超声波清洗的工作腔体，通过底部不锈钢板能将高频振荡作用转化成液体的空化效应；高频导线的作用是连接高频驱动发生器与压电陶瓷片之间的电源；驱动电源的作用是产生压电陶瓷片所能接受的各种谐振频率电信号，指挥和控制压电陶瓷片的工作，驱动电源包括单片机、电路板、变压器、低频电感和高频电感；所述控制面板包括低频/高频转换开关和电源开关、压电陶瓷片的工作参数设定和液晶显示屏，全程监控设备工作状态。
优选的，所述压电陶瓷片和清洗槽底部不锈钢板间还设有金属网，金属网能增加压电陶瓷片与水槽辐射板之间的粘接粗糙度，提高彼此粘接牢度，金属网还可以作为压电陶瓷片的电极传导，增加正负极的导电面积和导电效果。
优选的，所述外壳底部还设有脚垫，所述脚垫由橡胶或塑料制成。
优选的，所述压电陶瓷片的数量根据清洗槽的体积而定，例如可以设至2-100个。
本发明的有益效果在于本品利用普通压电陶瓷片合理利用和开发出多频、大功率超声波清洗器，在这个频段和功率下使用压电陶瓷片做超声波清机器或设备目前还是空白，具体优点如下：可以实现压电陶瓷片在160-200KHz高频率状况下的精细化超声波清洗和降解功能，最大功率不受限制；可以实现压电陶瓷片在60KHz-80KHz中频状况下的超声波清洗和降解功能，最大功率不受限制；单腔多频超声波意味着在同一个腔体能实现和满足各种产品的清洗要求，合理利用一切共用资源，降低设备自身成本，从理论上讲超声波频率越高清洗的精细化程度就越高，而不是传统的多工位和多频率组合才能完成的清洗过程，使用压电陶瓷片组合的超声波清洗器，重量轻，体积小，搬运方便，可以制造成迷你型，特别是在空间有限的区域压电陶瓷片可以实现超声波的安装；而传统用换能器产生的超声波清洗器，重量大，体积大，很难做成小型化。
使用压电陶瓷片组合的超声波清洗器，成本直线下降，一般市场一个200KHz的换能器一般价位是150-200元。而一个压电陶瓷片价位是10-30元。如果用压电陶瓷片做超声波清洗器，它的市场价位是大多数人能接受的，市场空间和普及性极大。
附图说明
图1是本发明的压电陶瓷产生的多频超声波清洗器的具体实施方式的结构示意图。
图2是本发明的压电陶瓷产生的多频超声波清洗器的驱动电源的具体实施方式的局部放大图。
附图标记：
1.外壳；2.清洗槽；3.压电陶瓷片；4.驱动电源；41.低频电感；42.高频电感；43.变压器；44.电路板；5.控制面板；51.低频/高频转换开关；52.电源开关；53.液晶显示屏。
具体实施方式
压电陶瓷产生的多频超声波清洗器，包括外壳1、清洗槽2、十六个压电陶瓷片3、高频导线、驱动电源4和控制面板5；压电陶瓷片3设置在清洗槽2底部，作为超声波清洗能量转换器；清洗槽2由不锈钢板组成，其作用是超声波清洗的工作腔体，通过底部不锈钢板能将高频振荡作用转化成液体的空化效应；高频导线的作用是连接高频驱动发生器与压电陶瓷片之间的电源；驱动电源4的作用是产生压电陶瓷片3所能接受的各种谐振频率电信号，指挥和控制压电陶瓷片3的工作，驱动电源4包括单片机、电路板44、变压器43、低频电感41和高频电感42；所述控制面板5包括低频/高频转换开关51、电源开关52和液晶显示屏53。
压电陶瓷片的初始频率为80KHz，当电路与低频电感41接通时，压电陶瓷片的工作频率就是初始频率；当电路与高频电感42接通时，压电陶瓷片的工作频率增加到160KHz。
以上显示仅描述了本发明的主要特征和要点。本领域的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制。在不脱离发明点和保护范围的前提下，本发明还会有各种变化，这些变化和改进都将落入本发明要求保护的范围内。

Claims (3)

1.压电陶瓷产生的多频超声波清洗器，包括外壳(1)、清洗槽(2)、若干个压电陶瓷片(3)、高频导线、驱动电源(4)和控制面板(5)；所述清洗槽(1)由不锈钢板制成；所述驱动电源(4)包括单片机、电路板(44)、变压器(43)、低频电感(41)和高频电感(42)；所述控制面板(5)包括低频/高频转换开关(51)、电源开关(52)和液晶显示屏(53)。
2.如权利要求1所述的压电陶瓷产生的多频超声波清洗器，其特征在于，所述所述压电陶瓷片(3)和清洗槽(2)底部不锈钢板间还设有金属网。
3.如权利要求1所述的压电陶瓷产生的多频超声波清洗器，其特征在于，所述外壳(1)底部还设有脚垫。
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