CN113522710B - 一种安装有超声波换能器的超声装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种安装有超声波换能器的超声装置，超声波换能器包括：锁紧件，所述锁紧件上依次套设有相互压紧的前盖板、第一激励组件、过渡件、第二激励组件和后盖板，所述第一激励组件与所述第二激励组件可同时进行通电激励，所述第一激励组件与所述第二激励组件的谐振频率相近。本发明中，可对第一激励组件与第二激励组件同时通电激励，且第一激励组件与第二激励组件的谐振频率相近，两个谐振频率相近的超声振动相互作用时振幅会叠加，能实现有效振动的频带范围越大，这样即能实现高的输出功率，又能实现工作频率的微拓宽，不会减弱空化效应，提高了超声波换能器的能量转化效率。

Description

一种安装有超声波换能器的超声装置

技术领域

本发明涉及超声波换能器技术领域，特别涉及一种安装有超声波换能器的超声装置。

背景技术

超声波换能器的应用十分广泛,安装有超声波换能器的超声装置按应用的行业分为工业、农业、交通运输、生活、医疗及军事等；按实现的功能分为超声波加工、超声波清洗、超声波探测、检测、监测、遥测、遥控等；按工作环境分为液体、气体、生物体等；按性质分为功率超声波、检测超声波、超声波成像等。

现有的超声装置中超声波换能器普遍的超声频率有28KHZ、40KHZ等，最大功率只能做至50-60W,为了提升频率必须减小压电陶瓷的直径。例如要实现80kHz左右的频率就必须将陶瓷的直径缩小至20-25mm左右，此时压电陶瓷的体积将大大减小，超声波换能器能量转化效率低。

随着超声技术的发展，人们对于超声换能器的要求越来越高，高频率高功率成为了一种趋势。但目前超声波换能器只提升频率却不提升功率，会减弱空化效应从而影响超声波换能器的能量转化效率，使得安装有超声波换能器的超声装置工作效率低。

发明内容

本发明提供一种超声波换能器及安装有该超声波换能器的超声装置，用以解决目前超声波换能器只提升频率却不提升功率，会减弱空化效应从而影响能量转化效率的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明公开了一种超声波换能器，包括：锁紧件，所述锁紧件上依次套设有相互压紧的前盖板、第一激励组件、过渡件、第二激励组件和后盖板，所述第一激励组件与所述第二激励组件可同时进行通电激励，所述第一激励组件与所述第二激励组件的谐振频率相近。

优选的，所述第一激励组件包括套设在所述锁紧件上的两个第一压电陶瓷片和两个第一电极片，两个所述第一压电陶瓷片与两个所述第一电极片间隔交叉设置，所述第一电极片上设有径向延伸的第一接电环；

所述第二激励组件包括套设在所述锁紧件上的两个第二压电陶瓷片和两个第二电极片，两个所述第二压电陶瓷片与两个所述第二电极片间隔交叉设置，所述第二电极片上设有径向延伸的第二接电环；

所述第一压电陶瓷片与所述第二压电陶瓷片的直径均为18-20mm。

优选的，所述锁紧件为连接螺栓。

优选的，所述锁紧件与所述第一激励组件之间，以及所述锁紧件与所述第二激励组件之间分别套设有绝缘套管。

优选的，所述第一激励组件与所述前盖板之间，以及所述第一激励组件与所述过渡件之间分别设有第一绝缘片，所述过渡件外部套设有环形凸块，所述环形凸块内壁与所述过渡件外壁固定连接，所述第二激励组件与所述后盖板之间，以及所述第二激励组件与所述过渡件之间分别设有第二绝缘片。

优选的，靠近所述前盖板的所述第一压电陶瓷片为正向极化压电陶瓷片，远离所述前盖板的所述第一压电陶瓷片为负向极化压电陶瓷片，靠近所述前盖板的所述第二压电陶瓷片为负向极化压电陶瓷片，远离所述前盖板的所述第二压电陶瓷片为正向极化压电陶瓷片。

优选的，所述第一激励组件或所述第二激励组件可单独进行通电激励。

一种安装有超声波换能器的超声装置，所述超声装置安装有上述的一种超声波换能器，上述超声波换能器作为核心部件装配成超声装置，所述超声装置包括壳体，所述壳体设置为密封不透水结构，所述壳体底部设置底板，所述底板采用硬质材质，所述超声波换能器设置在所述壳体内部，所述超声波换能器设置有多个，多个所述超声波换能器的所述前盖板远离所述过渡件一侧与所述底板上表面固定连接。

优选的，所述超声装置还包括调节组件，所述调节组件包括：

第一箱体，所述第一箱体内设置电动升降杆，所述电动升降杆上端与所述第一箱体上端内壁固定连接；

连接柱，所述连接柱设置在所述电动升降杆下端，所述连接柱一端与所述电动升降杆下端固定连接，所述连接柱另一端贯穿所述第一箱体底壁，延伸至所述第一箱体外部并与所述壳体上表面固定连接；

两个滑套，两个所述滑套对称设置在所述第一箱体左右两侧外壁，所述滑套内滑动设置有第一滑杆，所述第一滑杆远离所述电动升降杆一端延伸至所述滑套外部并设置挡板，所述挡板内开设若干通孔，所述通孔贯穿所述挡板左右两侧壁，所述第一滑杆靠近所述电动升降杆一端延伸至所述第一箱体内部并设置第一连杆，所述第一连杆一端与所述第一滑杆靠近所述电动升降杆一端铰接连接，所述第一连杆另一端与所述连接柱侧壁铰接连接，所述第一滑杆与所述第一箱体侧壁滑动连接；

第一电机，所述第一电机设置在所述第一箱体上表面，所述第一电机远离所述第一箱体一端设置输出轴；

第一齿轮，所述第一齿轮设置在所述输出轴上；

两个支撑板，两个所述支撑板对称设置在所述第一电机左右两侧，所述支撑板底部与所述第一箱体上表面固定连接；

两个第二滑杆，两个所述第二滑杆以中心对称方式设置在所述第一齿轮前后两侧，所述第二滑杆平行于所述第一滑杆，所述第二滑杆与所述支撑板内的导向孔滑动连接，所述第二滑杆朝向所述第一齿轮一侧带齿，且所述第二滑杆带齿一侧与所述第一齿轮齿形相互啮合，所述第二滑杆远离所述第一齿轮一端设置固定板，所述固定板垂直于所述第二滑杆，所述固定板左右两侧壁均设置防滑块。

优选的，所述超声装置还包括清除组件，所述清除组件包括：

第二箱体，所述第二箱体左侧外壁与所述壳体上表面固定连接，所述第二箱体右侧壁开设第二通孔，所述第二通孔设置为长条状；

第二电机，所述第二电机设置在所述第二箱体内部，所述第二电机固定端与所述第二箱体后侧内壁固定连接，所述第二电机输出端设置第一转轴；

第二齿轮，所述第二齿轮设置在所述第一转轴上，所述第二齿轮为不完全齿轮；

齿条，所述齿条设置在所述第二齿轮右侧，所述齿条左右两侧壁均带齿，所述齿条左侧与所述第二齿轮齿形相啮合，所述齿条下端设置第三滑杆，所述第三滑杆一端与所述齿条下端固定连接，所述第三滑杆另一端贯穿所述第二箱体下端并延伸至所述第二箱体外部，所述第三滑杆与所述第二箱体底壁滑动连接；

弹簧，所述弹簧套设在所述第三滑杆上，所述弹簧一端与所述第二箱体底壁固定连接，所述弹簧另一端与所述第三滑杆远离所述第二箱体一端固定连接；

两个连接杆，两个所述连接杆对称设置在所述第三滑杆下端左右两侧，所述连接杆一端与所述第三滑杆下端侧壁固定连接，所述连接杆远离所述第三滑杆一端设置刮板，所述刮板垂直于所述第三滑杆，所述刮板上端两端均设置为斜面；

第二转轴，所述第二转轴设置在所述齿条右侧，所述第二转轴上设置有第三齿轮，所述第三齿轮与所述齿条右侧齿形相啮合；

摆动杆，所述摆动杆一端与所述第二转轴前端固定连接，所述摆动杆另一端穿过所述第二通孔，延伸至所述第二箱体右侧壁外部并设置敲击块。

本发明的技术方案具有以下优点：本发明提供了一种超声波换能器及安装有该超声波换能器的超声装置，超声波换能器包括：锁紧件，所述锁紧件上依次套设有相互压紧的前盖板、第一激励组件、过渡件、第二激励组件和后盖板，所述第一激励组件与所述第二激励组件可同时进行通电激励，所述第一激励组件与所述第二激励组件的谐振频率相近。本发明中，由于对第一激励组件与第二激励组件同时通电激励，且第一激励组件与第二激励组件的谐振频率相近，两个谐振频率相差不大的超声振动相互作用时振幅会叠加，能实现有效振动的频带范围越大，这样即能实现高的输出功率，又能实现工作频率的微拓宽，不会减弱空化效应，提高了超声波换能器的能量转化效率，本发明的超声波换能器可以单独对第一激励组件或第二激励组件进行通电激励，也可以对两个激励组件同时进行通电激励，因此该换能器有多个工作频率，在超声波清洗及/或萃取时可以根据需要进行选择，并且，当两个激励组件同时进行通电激励，换能器的工作频率范围就会连起来,也就能实现频带的拓宽，两个谐振频率相差不大的超声振动相互作用时振幅会叠加，两个不同的频率值f1和f2相差越多叠加后振幅越小，能实现有效振动的频带范围越大，这样即能实现高的输出功率，又能实现工作频率的微拓宽，本发明的技术方案实现了超声波换能器的小型化，安装有该超声波换能器的超声装置的超声波清洗或萃取功率的显著提高，提高了清洗、萃取或混匀效率，实现了超声波换能器频率的提高，同时降低了超声波换能器的工作噪音。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及说明书附图中所特别指出的装置来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例的整体结构示意图；

图2为本发明实施例的整体结构爆炸图；

图3为本发明中第一电极片示意图；

图4为本发明中第二电极片示意图；

图5为本发明中调节组件示意图；

图6为本发明中清除组件示意图。

图中：100、锁紧件；200、前盖板；300、第一激励组件；310、第一压电陶瓷片；320、第一电极片；321、第一接电环；400、过渡件；401、环形凸块；500、第二激励组件；510、第二压电陶瓷片；520、第二电极片；521、第二接电环；600、后盖板；700、绝缘套管；1、第一箱体；2、电动升降杆；3、连接柱；4、滑套；5、第一滑杆；6、第一连杆；7、第一电机；8、第一齿轮；9、支撑板；10、第二滑杆；11、固定板；12、防滑块；13、第二箱体；14、第二通孔；15、第二电机；16、第一转轴；17、第二齿轮；18、齿条；19、第三滑杆；20、弹簧；21、连接杆；22、刮板；23、第二转轴；24、第三齿轮；25、摆动杆；26、敲击块；27、壳体；28、底板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案以及技术特征可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

实施例1：

本发明实施例提供了一种超声波换能器，如图1-图6所示，包括：锁紧件100，锁紧件100上依次套设有相互压紧的前盖板200、第一激励组件300、过渡件400、第二激励组件500和后盖板600，所述第一激励组件300与所述第二激励组件500可同时进行通电激励，所述第一激励组件300与所述第二激励组件500的谐振频率相近。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：超声波换能器主要包括锁紧件100，锁紧件100上依次套设有相互压紧的前盖板200、第一激励组件300、过渡件400、第二激励组件500和后盖板600，对第一激励组件300和第激二励组件500同时通电激励，靠近前盖板200的第一电极片320连接导线并接电源的一极，靠近后盖板600的第二电极片520连接导线并接电源的另一极，通电后两个第一电极片320与两个第二电极片520之间的电压相反，使第一压电陶瓷片310与第二压电陶瓷片510产生逆电压效应进行“压缩-舒张”振动，且第一压电陶瓷片310压缩时第二压电陶瓷片510舒张，第一压电陶瓷片310舒张时第二压电陶瓷片510压缩，第一压电陶瓷片310和第二压电陶瓷片510共同带动过渡件400循环震荡，有效提高了前后振幅比，增大输出功率，第一激励组件300与第二激励组件500的谐振频率相近，第一激励组件300与第二激励组件500的比值范围为0.9-1.1，当两个激励频率相差不大时,换能器的工作频率范围就会连起来,也就能实现频带的拓宽；两个谐振频率相差不大的超声振动相互作用时振幅会叠加，两个不同的频率值f1和f2相差越多叠加后振幅越小，能实现有效振动的频带范围越大，从实际使用的角度来说，采用第一激励组件300与第二激励组件500的谐振频率相近的超声换能器，既能实现高的输出功率，又能实现工作频率的微拓宽，不会减弱空化效应，提高了超声波换能器的能量转化效率。

实施例2

在上述实施例1的基础上，如图2所示，第一激励组件300包括套设在锁紧件100上的两个第一压电陶瓷片310和两个第一电极片320，两个第一压电陶瓷片310与两个第一电极片320交叉设置，第一电极片320上设有径向延伸的第一接电环321；

第二激励组件500包括套设在锁紧件100上的两个第二压电陶瓷片510和两个第二电极片520，两个第二压电陶瓷片510与两个第二电极片520交叉设置，第二电极片520上设有径向延伸的第二接电环521；

所述第一压电陶瓷片310与所述第二压电陶瓷片510的直径均为18-20mm。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：第一激励组件300包括套设在锁紧件100上的两个第一压电陶瓷片310和两个第一电极片320，两个第一压电陶瓷片310与两个第一电极片320交叉设置，第一电极片320上设有径向延伸的第一接电环321；第二激励组件500包括套设在锁紧件100上的两个第二压电陶瓷片510和两个第二电极片520，两个第二压电陶瓷片510与两个第二电极片520交叉设置，第二电极片520上设有径向延伸的第二接电环521，这里电极片上设置接电环可以同向设置，也可以背向设置；优选背向设置，这样便于通电时正负极的连接，且不易出错；

第一压电陶瓷片310与第二压电陶瓷片510的直径为18-20mm，这里优选18mm，该超声换能器通过两片直径18mm的第一压电陶瓷片与两片直径18mm的第二压电陶瓷片配合工作即可实现90KHZ最大频率，且最大功率可达100W左右，目前市面上超声波清洗或萃取机大多采用两片直径35mm环形压电陶瓷制成的40KHZ换能器，最大工作功率在50W左右，由此可见本发明的超声换能器性能提升明显，具备高频率与高功率。

实施例3

在实施例1或2的基础上，如图2所示，所述锁紧件100为连接螺栓。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：锁紧件100可以是一长度足够连接螺栓，这样成本低，连接稳定。

实施例4

在实施例1-3中任一项的基础上，如图2所示，所述锁紧件100与所述第一激励组件300之间，以及所述锁紧件100与所述第二激励组件500之间分别套设有绝缘套管700。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：通过设置有绝缘套管700，能够有效防止换能器漏电，从而保证了换能器较高的输出功率，减少损失。

实施例5

在实施例1-4中任一项的基础上，如图2所示，所述第一激励组件300与所述前盖板200之间，以及所述第一激励组件300与所述过渡件400之间分别设有第一绝缘片，所述过渡件400外部套设有环形凸块401，所述环形凸块401内壁与所述过渡件400外壁固定连接，所述第二激励组件500与所述后盖板600之间，以及所述第二激励组件500与所述过渡件400之间分别设有第二绝缘片。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：第一激励组件300与前盖板200之间，以及第一激励组件300与过渡件400之间分别设有第一绝缘片，这样防止前盖板200出现漏电危险；同理第二激励组件500与后盖板600之间，以及第二激励组件500与过渡件400之间分别设有第二绝缘片防止后盖板600漏电，在过渡件400外部套设有环形凸块401，环形凸块401内壁与过渡件400外壁固定连接，环形凸块401设置在过渡件400靠近中间位置，环形凸块401不会随超声波换能器振动，能够用于超声波换能器的安装。

实施例6

在实施例2的基础上，靠近所述前盖板200的所述第一压电陶瓷片310为正向极化压电陶瓷片，远离所述前盖板200的所述第一压电陶瓷片310为负向极化压电陶瓷片，靠近所述前盖板200的所述第二压电陶瓷片510为负向极化压电陶瓷片，远离所述前盖板200的所述第二压电陶瓷片510为正向极化压电陶瓷片。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：激励组件可以设置为多组，不仅仅只包换第一激励组件300与第二激励组件500，且多个激励组件均按照半波理论叠加组成，相邻两个激励组件采用相反的极化方式进行组合，例如，第一激励组件300中，靠近前盖板200的第一压电陶瓷片310采用正向极化压电陶瓷片，该第一压电陶瓷片310靠近前盖板200一侧为正极，另一个远离前盖板200的第一压电陶瓷片310采用负向极化压电陶瓷片，该第一压电陶瓷片310靠近前盖板200一侧为负极，第二激励组件500中，靠近前盖板200的第二压电陶瓷片510采用负向极化压电陶瓷片，该第二压电陶瓷片510靠近前盖板200一侧为负极，另一个远离前盖板200的第二压电陶瓷片510采用正向极化压电陶瓷片，该第二压电陶瓷片510采用正向极化压电陶瓷片且该第二压电陶瓷片510靠近前盖板200一侧为为正极，通过上述设置方式，能够使得第一激励组件与第二激励组件的振动形成协同效应，从而进行叠加，即能实现高的输出功率，又能实现工作频率的微拓宽，提高了超声波换能器的清洗能力。

实施例7

在实施例1的基础上，所述第一激励组件300或所述第二激励组件500可单独进行通电激励。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：只对第一激励组件300进行通电激励，两个第一电极片320分别连接电源的正负极，接电后两个第一压电陶瓷片310产生压电效应振动产生超声波；只对第二激励组件500进行通电激励，两个第二电极片520分别连接电源的正负极，接电后两个第二压电陶瓷片510产生压电效应振动产生超声波，因此该超声波换能器有多个工作频率，在超声波清洗及/或萃取时可以根据需要进行选择。

实施例8

在实施例1-7中任一项的基础上，本发明还提供了一种安装有上述超声波换能器的超声装置，上述超声波换能器作为核心部件装配成该超声装置，所述超声装置包括壳体27，所述壳体27设置为密封不透水结构，所述壳体27底部设置底板28，所述底板28采用硬质材质，所述超声波换能器设置在所述壳体27内部，所述超声波换能器设置有多个，多个所述超声波换能器的所述前盖板200远离所述过渡件400一侧与所述底板28上表面固定连接。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：本发明提供的超声装置还包括具有密封不透水结构的壳体27，在壳体27底部设置底板28，在壳体27内部安装有多个上述超声波换能器，超声波换能器的前盖板200与底板28上表面紧密粘接，底板28采用硬质材质，优选采用金属材质，从而有利于振动的传导，然后可以开始工作，该超声波换能器具有高频高功率的特点，因此，超声装置采用该超声波换能器能大大提高超声装置的性能，在超声波清洗领域，则能提高超声装置的清洗效果。

实施例9

在实施例8的基础上，如图5所示，所述超声装置还包括调节组件，所述调节组件包括：

第一箱体1，所述第一箱体1内设置电动升降杆2，所述电动升降杆2上端与所述第一箱体1上端内壁固定连接；

连接柱3，所述连接柱3设置在所述电动升降杆2下端，所述连接柱3一端与所述电动升降杆2下端固定连接，所述连接柱3另一端贯穿所述第一箱体1底壁，延伸至所述第一箱体1外部并与所述壳体27上表面固定连接；

两个滑套4，两个所述滑套4对称设置在所述第一箱体1左右两侧外壁，所述滑套4内滑动设置有第一滑杆5，所述第一滑杆5远离所述电动升降杆2一端延伸至所述滑套4外部并设置挡板，所述挡板内开设若干通孔，所述通孔贯穿所述挡板左右两侧壁，所述第一滑杆5靠近所述电动升降杆2一端延伸至所述第一箱体1内部并设置第一连杆6，所述第一连杆6一端与所述第一滑杆5靠近所述电动升降杆2一端铰接连接，所述第一连杆6另一端与所述连接柱3侧壁铰接连接，所述第一滑杆5与所述第一箱体1侧壁滑动连接；

第一电机7，所述第一电机7设置在所述第一箱体1上表面，所述第一电机7远离所述第一箱体1一端设置输出轴；

第一齿轮8，所述第一齿轮8设置在所述输出轴上；

两个支撑板9，两个所述支撑板9对称设置在所述第一电机7左右两侧，所述支撑板9底部与所述第一箱体1上表面固定连接；

两个第二滑杆10，两个所述第二滑杆10以中心对称方式设置在所述第一齿轮8前后两侧，所述第二滑杆10平行于所述第一滑杆5，所述第二滑杆10与所述支撑板9内的导向孔滑动连接，所述第二滑杆10朝向所述第一齿轮8一侧带齿，且所述第二滑杆10带齿一侧与所述第一齿轮8齿形相互啮合，所述第二滑杆10远离所述第一齿轮8一端设置固定板11，所述固定板11垂直于所述第二滑杆10，所述固定板11左右两侧壁均设置防滑块12。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：目前超声装置大多采用固定安装方式安装，不易拆卸，在安装后，超声装置无法进行位置的调整，对超声装置的使用，在清洗领域会造成超声装置清洗范围较小，降低了清洗效果，因此本发明提供了调节组件，该调节组件在使用时，先将连接柱3下端与壳体27上表面固定连接，固定连接方式可采用现有胶粘方式或螺栓连接方式，待安装完毕后，启动第一电机7，第一电机7转动带动第一齿轮8转动，第一齿轮8通过与第二滑杆10带齿一侧的啮合能够带动第二滑杆10在支撑板9内滑动，从而带动固定板11运动，固定板11两侧均设置有防滑块12，当调节组件需要安装在外部时，靠近支撑板9的两个防滑块12能与两侧的安装面外壁接触，从而完成调节组件的外部安装，当调节组件需要安装在内部时，远离支撑板9的两个防滑块12能与两侧的安装面内壁接触，从而完成调节组件的内部安装，实现了超声装置的灵活安装，且启动第一电机7可以控制两侧的固定板11相互远离或相互靠近，便于超声装置位置的调节，从而使得超声波换能器能与待处理面贴合，在第一箱体1内还设置电动升降杆2，启动电动升降杆2，电动升降杆2伸出并通过连接柱3带动壳体27向下运动，壳体27带动超声波换能器向下运动，使得超声波换能器能够向沿轴向向下运动，便于将超声波换能器延伸至较深的位置，同时连接柱3通过第一连杆6带动第一滑杆5在滑套4内向靠近电动升降柱的方向滑动，第一滑杆5带动挡板运动，挡板运动能够搅动清洗时的液体，有助于超声装置清洗速度的提升，在挡板内设置若干通孔，通过设置该通孔能够降低挡板运动时的阻力，减小电动升降杆2的功率，达到节能的目的，并且电动升降杆2能够实现上下伸缩，便于调节壳体27及超声波换能器的位置，使得超声波换能器能与待加工面贴合，从而提高超声装置的效率，通过设置调节组件，能够灵活调节超声装置的位置，使得超声装置的安装更加便捷，且实现了超声装置的快速拆装，具有上述超声波换能器的超声装置能够大大提高超声波能量转化效率，从而提高超声装置整体的工作效率，通过设置第一箱体1，第一箱体1采用密封结构，能够避免清洗时液体进入第一箱体1内部而影响电动升降柱的工作，通过设置电动升降杆2，便于调节超声波换能器的轴向位置，使得超声波换能器的工作面与加工面贴合，工作效率得到进一步提高。

实施例10

在实施例5的基础上，如图6所示，所述超声装置还包括清除组件，所述清除组件包括：

第二箱体13，所述第二箱体13左侧外壁与所述壳体27上表面固定连接，所述第二箱体13右侧壁开设第二通孔14，所述第二通孔14设置为长条状；

第二电机15，所述第二电机15设置在所述第二箱体13内部，所述第二电机15固定端与所述第二箱体13后侧内壁固定连接，所述第二电机15输出端设置第一转轴16；

第二齿轮17，所述第二齿轮17设置在所述第一转轴16上，所述第二齿轮17为不完全齿轮；

齿条18，所述齿条18设置在所述第二齿轮17右侧，所述齿条18左右两侧壁均带齿，所述齿条18左侧与所述第二齿轮17齿形相啮合，所述齿条18下端设置第三滑杆19，所述第三滑杆19一端与所述齿条18下端固定连接，所述第三滑杆19另一端贯穿所述第二箱体13下端并延伸至所述第二箱体13外部，所述第三滑杆19与所述第二箱体13底壁滑动连接；

弹簧20，所述弹簧20套设在所述第三滑杆19上，所述弹簧20一端与所述第二箱体13底壁固定连接，所述弹簧20另一端与所述第三滑杆19远离所述第二箱体13一端固定连接；

两个连接杆21，两个所述连接杆21对称设置在所述第三滑杆19下端左右两侧，所述连接杆21一端与所述第三滑杆19下端侧壁固定连接，所述连接杆21远离所述第三滑杆19一端设置刮板22，所述刮板22垂直于所述第三滑杆19，所述刮板22上端两端均设置为斜面；

第二转轴23，所述第二转轴23设置在所述齿条18右侧，所述第二转轴23上设置有第三齿轮24，所述第三齿轮24与所述齿条18右侧齿形相啮合；

摆动杆25，所述摆动杆25一端与所述第二转轴23前端固定连接，所述摆动杆25另一端穿过所述第二通孔14，延伸至所述第二箱体13右侧壁外部并设置敲击块26。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：超声装置还设置有清除组件，清除组件的第二箱体13的左侧外壁与壳体27的上表面固定连接，清除组件能够清除待清洗表面附着的垃圾，清除组件在使用时，先启动第二电机15，第二电机15转动带动第一转轴16转动，第一转轴16转动带动第二齿轮17转动，第二齿轮17为不完全齿轮，第二齿轮17转动时与齿条18间歇啮合，当第二齿轮17与齿条18啮合时，第二齿轮17带动齿条18向下运动，齿条18带动第三滑杆19向下滑动，第三滑杆19通过连接杆21带动刮板22向下运动，弹簧20拉伸，连接杆21设置为可伸缩杆，使得刮板22能够与待清洗表面接触，刮板22向下能够将待清洗表面的部分附着垃圾清除，同时，齿条18向下运动时与第三齿轮24啮合，第三齿轮24转动带动第二转轴23转动，第二转轴23转动带动摆动杆25摆动，摆动杆25带动敲击块26敲击待清洗表面，使待清洗表面振动，附着的垃圾更容易从待清洗表面振落下来，当第二齿轮17与齿条18结束啮合后，在弹簧20的作用下，第三滑杆19带动齿条18恢复原位，齿条18通过第三齿轮24带动第二转轴23转动，摆动杆25恢复原位，通过设置清除组件，在采用具有超声波换能器的超声装置进行清洗作业时，不仅能够利用超声波换能器的高能量转化效率提高清洗效果，还能利用刮板22能够刮除待清洗表面附着的垃圾，消除顽固污渍，同时利用敲击块26的往复敲击能够振落部分附着的垃圾，进一步提高了清洗效果，大大提高了超声装置的清洗能力。

实施例11

在实施例1的基础上，还包括：

第一电容检测仪，所述第一电容检测仪与所述第一激励组件300电性连接，所述第一电容检测仪用于检测所述第一激励组件300的动态电容；

第二电容检测仪，所述第二电容检测仪与所述第二激励组件500电性连接，所述第二电容检测仪用于检测所述第二激励组件500的动态电容；

第一电感检测仪，所述第一电感检测仪与所述第一激励组件300电性连接，所述第一电感检测仪用于检测所述第一激励组件300的动态电感；

第二电感检测仪，所述第二电感检测仪与所述第二激励组件500电性连接，所述第二电感检测仪用于检测所述第二激励组件500的动态电感；

第一电阻检测仪，所述第一电阻检测仪与所述第一激励组件300电性连接，所述第一电阻检测仪用于检测所述第一激励组件300的动态电阻；

第二电阻检测仪，所述第二电阻检测仪与所述第二激励组件500电性连接，所述第二电阻检测仪用于检测所述第二激励组件500的动态电阻；

报警器，所述报警器设置在所述过渡件400侧壁；

控制器，所述控制器设置在所述过渡件400侧壁，所述控制器分别与所述第一电容检测仪、所述第二电容检测仪、所述第一电感检测仪、所述第二电感检测仪、所述第一电阻检测仪、所述第二电阻检测仪及所述报警器电性连接；

所述控制器基于所述第一电容检测仪、所述第二电容检测仪、所述第一电感检测仪、所述第二电感检测仪、所述第一电阻检测仪、所述第二电阻检测仪的检测值控制所述报警器工作，包括以下步骤：

步骤1：基于所述第一电容检测仪、所述第二电容检测仪、所述第一电感检测仪、所述第二电感检测仪、所述第一电阻检测仪、所述第二电阻检测仪的检测值，通过以下公式计算所述第一激励组件300等效阻抗与所述第二激励组件500等效阻抗的实际比值：

其中，Q₁为所述第一激励组件300等效阻抗与所述第二激励组件500等效阻抗的比值，R₁为所述第一电阻检测仪检测的所述第一激励组件300的动态电阻，L₁为所述第一电感检测仪检测的所述第一激励组件300的动态电感，C₁为所述第一电容检测仪检测的所述第一激励组件300的动态电容，C₀为所述第一激励组件300的初始静态电容，R₂为所述第二电阻检测仪检测的所述第二激励组件500的动态电阻，L₂为所述第二电感检测仪检测的所述第二激励组件500的动态电感，C₂为所述第二电容检测仪检测的所述第二激励组件500的动态电容，C₃为所述第二激励组件500的初始静态电容；

步骤2：所述控制器将所述第一激励组件300等效阻抗与所述第二激励组件500等效阻抗的实际比值与预设比值进行比较，所述预设比值范围为0.9-1.1，当所述第一激励组件300等效阻抗与所述第二激励组件500等效阻抗的实际比值不在所述预设比值范围内时，所述控制器控制所述报警器报警。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：为了保证第一激励组件300与第二激励组件500的谐振频率相近，本发明还设置了第一电容检测仪、第二电容检测仪、第一电感检测仪、第二电感检测仪、第一电阻检测仪、第二电阻检测仪对第一激励组件300及第二激励组件500的动态电容、动态电感及动态电阻进行检测，从而实时监控第一激励组件300与第二激励组件500，并且通过公式计算第一激励组件300等效阻抗与第二激励组件500等效阻抗的实际比值，通过该计算准确获取第一激励组件300等效阻抗与第二激励组件500等效阻抗的实际比值，计算中，取第一激励组件300的动态电阻为220μΩ、动态电容为600μF、动态电感为300μH、初始静态电容为200μF，则分子

的计算结果为0.0207μΩ，取第二激励组件500的动态电阻为215μΩ、动态电容为700μF、动态电感为220μH、初始静态电容为210μF，则分母

的计算结果为0.015μΩ，Q₁计算结果为1.6，所以第一激励组件300等效阻抗与第二激励组件500等效阻抗的实际比值不在预设比值范围(0.9-1.1)内，此时控制器控制报警器发出报警提示，工作人员根据报警提示能够及时检测第一激励组件300与第二激励组件500，从而更换损坏部件，保证了超声波换能器的第一激励组件300与第二激励组件500的激励频率相差不大,使得换能器的工作频率范围连起来,从而实现频带的拓宽，提高了超声波换能器的能量转化效率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种安装有超声波换能器的超声装置，其特征在于，包括壳体(27)和超声波换能器；

所述超声波换能器包括：锁紧件(100)，所述锁紧件(100)上依次套设有相互压紧的前盖板(200)、第一激励组件(300)、过渡件(400)、第二激励组件(500)和后盖板(600)，所述第一激励组件(300)与所述第二激励组件(500)可同时进行通电激励，所述第一激励组件(300)与所述第二激励组件(500)的谐振频率相近；

所述壳体(27)设置为密封不透水结构，所述壳体(27)底部设置底板(28)，所述底板(28)采用硬质材质，所述超声波换能器设置在所述壳体(27)内部，所述超声波换能器设置有多个，多个所述超声波换能器的所述前盖板(200)远离所述过渡件(400)一侧与所述底板(28)上表面固定连接；

所述超声装置还包括调节组件，所述调节组件包括：

第一箱体(1)，所述第一箱体(1)内设置电动升降杆(2)，所述电动升降杆(2)上端与所述第一箱体(1)上端内壁固定连接；

连接柱(3)，所述连接柱(3)设置在所述电动升降杆(2)下端，所述连接柱(3)一端与所述电动升降杆(2)下端固定连接，所述连接柱(3)另一端贯穿所述第一箱体(1)底壁，延伸至所述第一箱体(1)外部并与所述壳体(27)上表面固定连接；

两个滑套(4)，两个所述滑套(4)对称设置在所述第一箱体(1)左右两侧外壁，所述滑套(4)内滑动设置有第一滑杆(5)，所述第一滑杆(5)远离所述电动升降杆(2)一端延伸至所述滑套(4)外部并设置挡板，所述挡板内开设若干通孔，所述通孔贯穿所述挡板左右两侧壁，所述第一滑杆(5)靠近所述电动升降杆(2)一端延伸至所述第一箱体(1)内部并设置第一连杆(6)，所述第一连杆(6)一端与所述第一滑杆(5)靠近所述电动升降杆(2)一端铰接连接，所述第一连杆(6)另一端与所述连接柱(3)侧壁铰接连接，所述第一滑杆(5)与所述第一箱体(1)侧壁滑动连接；

第一电机(7)，所述第一电机(7)设置在所述第一箱体(1)上表面，所述第一电机(7)远离所述第一箱体(1)一端设置输出轴；

第一齿轮(8)，所述第一齿轮(8)设置在所述输出轴上；

两个支撑板(9)，两个所述支撑板(9)对称设置在所述第一电机(7)左右两侧，所述支撑板(9)底部与所述第一箱体(1)上表面固定连接；

两个第二滑杆(10)，两个所述第二滑杆(10)以中心对称方式设置在所述第一齿轮(8)前后两侧，所述第二滑杆(10)平行于所述第一滑杆(5)，所述第二滑杆(10)与所述支撑板(9)内的导向孔滑动连接，所述第二滑杆(10)朝向所述第一齿轮(8)一侧带齿，且所述第二滑杆(10)带齿一侧与所述第一齿轮(8)齿形相互啮合，所述第二滑杆(10)远离所述第一齿轮(8)一端设置固定板(11)，所述固定板(11)垂直于所述第二滑杆(10)，所述固定板(11)左右两侧壁均设置防滑块(12)。

2.根据权利要求1所述的一种安装有超声波换能器的超声装置，其特征在于，所述第一激励组件(300)包括套设在所述锁紧件(100)上的两个第一压电陶瓷片(310)和两个第一电极片(320)，两个所述第一压电陶瓷片(310)与两个所述第一电极片(320)间隔交叉设置，所述第一电极片(320)上设有径向延伸的第一接电环(321)；

所述第二激励组件(500)包括套设在所述锁紧件(100)上的两个第二压电陶瓷片(510)和两个第二电极片(520)，两个所述第二压电陶瓷片(510)与两个所述第二电极片(520)间隔交叉设置，所述第二电极片(520)上设有径向延伸的第二接电环(521)；

所述第一压电陶瓷片(310)与所述第二压电陶瓷片(510)的直径均为18-20mm。

3.根据权利要求1所述的一种安装有超声波换能器的超声装置，其特征在于，所述锁紧件(100)为连接螺栓。

4.根据权利要求1所述的一种安装有超声波换能器的超声装置，其特征在于，所述锁紧件(100)与所述第一激励组件(300)之间，以及所述锁紧件(100)与所述第二激励组件(500)之间分别套设有绝缘套管(700)。

5.根据权利要求1所述的一种安装有超声波换能器的超声装置，其特征在于，所述第一激励组件(300)与所述前盖板(200)之间，以及所述第一激励组件(300)与所述过渡件(400)之间分别设有第一绝缘片，所述过渡件(400)外部套设有环形凸块(401)，所述环形凸块(401)内壁与所述过渡件(400)外壁固定连接，所述第二激励组件(500)与所述后盖板(600)之间，以及所述第二激励组件(500)与所述过渡件(400)之间分别设有第二绝缘片。

6.根据权利要求2所述的一种安装有超声波换能器的超声装置，其特征在于，靠近所述前盖板(200)的所述第一压电陶瓷片(310)为正向极化压电陶瓷片，远离所述前盖板(200)的所述第一压电陶瓷片(310)为负向极化压电陶瓷片，靠近所述前盖板(200)的所述第二压电陶瓷片(510)为负向极化压电陶瓷片，远离所述前盖板(200)的所述第二压电陶瓷片(510)为正向极化压电陶瓷片。

7.根据权利要求1所述的一种安装有超声波换能器的超声装置，其特征在于，所述第一激励组件(300)或所述第二激励组件(500)可单独进行通电激励。

8.根据权利要求1所述的一种安装有超声波换能器的超声装置，其特征在于，所述超声装置还包括清除组件，所述清除组件包括：

第二箱体(13)，所述第二箱体(13)左侧外壁与所述壳体(27)上表面固定连接，所述第二箱体(13)右侧壁开设第二通孔(14)，所述第二通孔(14)设置为长条状；

第二电机(15)，所述第二电机(15)设置在所述第二箱体(13)内部，所述第二电机(15)固定端与所述第二箱体(13)后侧内壁固定连接，所述第二电机(15)输出端设置第一转轴(16)；

第二齿轮(17)，所述第二齿轮(17)设置在所述第一转轴(16)上，所述第二齿轮(17)为不完全齿轮；

齿条(18)，所述齿条(18)设置在所述第二齿轮(17)右侧，所述齿条(18)左右两侧壁均带齿，所述齿条(18)左侧与所述第二齿轮(17)齿形相啮合，所述齿条(18)下端设置第三滑杆(19)，所述第三滑杆(19)一端与所述齿条(18)下端固定连接，所述第三滑杆(19)另一端贯穿所述第二箱体(13)下端并延伸至所述第二箱体(13)外部，所述第三滑杆(19)与所述第二箱体(13)底壁滑动连接；

弹簧(20)，所述弹簧(20)套设在所述第三滑杆(19)上，所述弹簧(20)一端与所述第二箱体(13)底壁固定连接，所述弹簧(20)另一端与所述第三滑杆(19)远离所述第二箱体(13)一端固定连接；

两个连接杆(21)，两个所述连接杆(21)对称设置在所述第三滑杆(19)下端左右两侧，所述连接杆(21)一端与所述第三滑杆(19)下端侧壁固定连接，所述连接杆(21)远离所述第三滑杆(19)一端设置刮板(22)，所述刮板(22)垂直于所述第三滑杆(19)，所述刮板(22)上端两端均设置为斜面；

第二转轴(23)，所述第二转轴(23)设置在所述齿条(18)右侧，所述第二转轴(23)上设置有第三齿轮(24)，所述第三齿轮(24)与所述齿条(18)右侧齿形相啮合；

摆动杆(25)，所述摆动杆(25)一端与所述第二转轴(23)前端固定连接，所述摆动杆(25)另一端穿过所述第二通孔(14)，延伸至所述第二箱体(13)右侧壁外部并设置敲击块(26)。

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