CN110227219A - 超声驻波灭火系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种新型的超声驻波灭火系统。该系统主要包括超射波发射端、超声波反射端、功率放大器以及控制电源。该装置由控制电源产生的高频信号引起发射端压电陶瓷振动产生超声波，反射的超声波与入射的超声波叠加形成驻波。超声波频率被控制在装置的固有频率附近，以实现最大功率的声辐射压。处于超声驻波范围中的空气会被限制在一个小范围中而无法随意流动，同时超声驻波环境也具有一定的降温功能，所以处于超声驻波范围内的火焰会迅速熄灭，该驻波灭火系统与其他的灭火方案相比，无需喷洒水或者其他灭火物质，同时该系统可以持续开启。整个系统结构简单，特别适合用于对某些固定的高危电路接口或者高精尖仪器设备进行特定的防火保护。

Description

超声驻波灭火系统

技术领域

本发明属于超声波技术领域，特别是涉及一种超声驻波灭火系统。

背景技术

现有的灭火手段主要是通过使用水、CO₂、泡沫等阻燃剂隔断火源的空气供给从而达到灭火的目的。这些灭火手段有个共同的问题是其残留物可能对失火设施造成二次损害，针对一些高精尖的设备的灭火二次损伤问题尤其突出。而且这些灭火手段只能进行火灾发生后的事后补救，没法在火灾发生前提前遏制火苗。因此，如何提供一种能提前遏制火苗，同时又是非接触式的灭火方案是本领域从业人员亟待解决的技术问题。

超声波作为声学的热点，具有定向性，高能量携带性等诸多特点，受到很多研究人员的关注。超声波技术主要是利用超声波的各种物理特性来实现不同的用途，其中包括超声波焊接，超声测距，超声碎石等。两束同频率且传输方向相反的超声波叠加时会形成稳定的驻波，驻波的波节之间由于压强差会产生类似声压井的效果，可以将波节中的气体束缚在声压井中。所以在超声驻波范围内驻波可以阻止氧气的流动，从而达到抑制可燃物燃烧的目的。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种超声驻波灭火系统，用于解决现有技术中所存在的无法提前制止火灾发生，且灭火过程可能对失火设施造成二次损害的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，基于两束超声波相向传播所形成的驻波的物理特性，本发明提供一种超声驻波灭火系统，包括：

超声波发射端、超声波反射端、带刻度尺的滑杆、控制电源和功率放大器。其中超声波发射端和超声波反射端都安装在一根带有刻度尺的滑杆上，且超声波反射端可以在滑杆上滑动。超声波反射端与控制电源电性连接，滑杆与控制电源电性连接，控制电源通过控制程序负责将超声波反射端移动到滑杆上能满足驻波形成条件的精确位置。功率放大器与控制电源电性连接，负责将控制电源输出的信号进行功率放大。超声波发射端主要为压电陶瓷，与功率放大器电性连接，压电陶瓷接收来自功率放大器的信号后进行有规律地振动从而产生超声波。超声波反射端为一个光滑金属平面，可以在滑杆上滑动从而调节其与超声波发射端间的距离。

于本发明的一实施例中，所述超声波的频率与超声波发射端压电陶瓷的固定频率相同，以实现最大功率的超声波输出。

于本发明的一实施例中，所述超声波反射端与超声波发射端的距离通过控制电源的程序控制被调节成满足驻波形成的条件。

如上所述，本发明的超声驻波灭火系统，具有以下有益效果：

第一，本发明所述超声驻波灭火系统可以根据需要通过调节超声波发生端和反射端的间距，以及功率放大器的放大倍数来调节驻波灭火有效范围的大小；

第二，本发明所述超声驻波灭火系统属于非接触式灭火，不会对失火设施造成二次损害。

第三，本发明所述超声驻波灭火系统可以长期开启，可以用于对固定设备的防火保护。

附图说明

图1为本发明的超声驻波灭火系统的原理结构示意图。

附图标记如下

11 功率放大器

12 控制电源

13 带刻度尺的滑杆

14 超声波反射端

15 超声波发射端

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

本发明提供一种超声驻波灭火系统，包括：超声波发射端、超声波反射端、带刻度尺的滑杆、控制电源和功率放大器。其中超声波发射端和超声波反射端都安装在一根带有刻度尺的滑杆上，且超声波反射端可以在滑杆上滑动。超声波反射端与控制电源电性连接，滑杆与控制电源电性连接，控制电源通过控制程序负责将超声波反射端移动到滑杆上能满足驻波形成条件的精确位置。功率放大器与控制电源电性连接，负责将控制电源输出的信号进行功率放大。超声波发射端主要为压电陶瓷，与功率放大器电性连接，压电陶瓷接收来自功率放大器的信号后进行有规律地振动从而产生超声波。超声波反射端为一个光滑金属平面，可以在滑杆上滑动从而调节其与超声波发射端间的距离。

以下将结合图示对本实施例所提供的超声驻波灭火系统进行详细描述。图1为超声驻波灭火系统的原理结构示意图。如图1所示，所述超声驻波灭火系统包括功率放大器11、控制电源12、带刻度尺的滑杆13、超声波反射端14、超声波发射端15。

在本实施例中，超声驻波灭火系统被布置在室内一个设备周围，该设备为超声驻波灭火系统的保护对象。超声波发射端15被固定在受保护的设备正下方的地面，其发射面朝上。超声波反射端14被控制电源12根据驻波形成条件自动调节到带刻度尺的滑杆13上某处，被保护的设备处于超声波发射端15和超声波反射端14之间。控制电源12输出的信号通过功率放大器11后到达超声波发射端15引起压电陶瓷振动产生高功率超声波。超声波从下往上进行传输，当到达反射端14时发生反射后从上往下传输。由于超声波发射端15和反射端14的距离已被调节成满足驻波形成的条件，反射前与反射后的超声波在发射端15和反射端14中间的空间进行叠加形成驻波。驻波会阻止其范围内空气的对流，此时如果该系统所保护的设备因为短路或者其他原因着火，会因为缺少足够的氧气而立马熄灭，从而起到预防火灾保护设备的作用。

在本实施例中，超声波反射端14可以通过控制电源12的程序设定调节到带刻度尺的滑杆13上的不同高度，从而满足实际情况下的空间需求。功率放大器11的放大倍数可以根据超声波发射端15和反射端14的距离来调节，从而保证在不同的空间距离下都能形成功率稳定的超声驻波。

综上所述，本发明所述超声驻波灭火系统具有对火灾的有效预防、非接触灭火、以及易安装等特点，特别适合用于对某些固定的高危电路接口或者高精尖的仪器设备进行特定保护。由于本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (1)

1.一种超声驻波灭火系统，其特征在于，包括：

超声波发射端、超声波反射端、带刻度尺的滑杆、控制电源和功率放大器；其中超声波发射端和超声波反射端都安装在一根带有刻度尺的滑杆上，且超声波反射端可以在滑杆上滑动；超声波反射端与控制电源电性连接，滑杆与控制电源电性连接，控制电源通过控制程序负责将超声波反射端移动到滑杆上满足驻波形成条件的精确位置；功率放大器与控制电源电性连接，负责将控制电源输出的信号进行功率放大；超声波发射端主要为压电陶瓷，与功率放大器电性连接，压电陶瓷接收来自功率放大器的信号后进行有规律地振动从而产生超声波驻波；所述超声驻波阻止其范围内空气的对流，从而熄灭所述范围内的火苗；超声波反射端为一个光滑金属平面，可以在滑杆上滑动从而调节其与超声波发射端间的距离。