CN114130752A - 声场均匀的高频高功率超声波换能器排布方式及超声装置 - Google Patents
声场均匀的高频高功率超声波换能器排布方式及超声装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了声场均匀的高频高功率超声波换能器排布方式及超声装置，排布方式中超声波换能器的数量为多个，多个所述超声波换能器以阵列的方式均匀设置在超声装置的清洗箱外底部的超声波辐射面上。本发明在研发和应用矩形片状、多正极共负极片状、圆形片状、异形片状、多激励高频高功率等压电换能器，以分布阵列的方式排布在超声辐射面上，在较大面积上将超声传递到清洗介质中从而形成高频率均匀声场强度。
Description
技术领域
本发明涉及涉及家用小微型超声波清洗领域，特别涉及声场均匀的高频高功率超声波换能器排布方式及超声装置。
背景技术
超声波清洗机理的“空化效应”有正、负两方面的影响，正面是“空化效应”强有利于洗净附着力强的污物。负面是“空化效应”强会对光学器件镀膜层、光刻产品、精密加工高光洁度表面造成损伤。超声波的“空化效应”随着超声频率的升高而减弱。现有家用小微型超声波清洗机由于采用传统的夹片式压电换能器或者单片圆形压电陶瓷片，在超声辐射面上的局部以较低超声频率点声源方式辐射传播，在清洗介质中，空化效应强、声场强度不均匀，容易导致眼镜镀膜层或其他高精度表层被局部剥离、破损。
仔细分析现有小微型超声波清洗机清洗造成镀膜层或高精度表层局部损伤的原因：
1、超声频率偏低：频率低，“空化效应”冲击力度增强，使镀膜层或高精度表层局部受损；
2、声强不均匀：在超声辐射面上超声换能器以点声源的方式辐射超声到清洗介质中，声场强度不均匀，被动增大超声波功率或延长超声清洗时间使镀膜层或高精度表层局部受损；
3、强度叠加：点声源超声的声场，局部微观中有可能发生强度叠加，造成镀膜层或高精度表层局部不均匀脱落。
针对现有的技术不足，本发明提供了超声装置。
发明内容
本发明提供声场均匀的高频高功率超声波换能器排布方式及超声装置，用以解决上述背景技术提出的现有家用小微型超声波清洗机由于采用传统的夹片式压电换能器或者单片圆形压电陶瓷片，在超声辐射面上的局部以较低超声频率点声源方式辐射传播，在清洗介质中，空化效应强、声场强度不均匀，容易导致眼镜镀膜层或其他高精度表层被局部剥离、破损技术问题。
为解决上述技术问题，本发明公开了一种声场均匀的高频高功率超声波换能器排布方式，超声波换能器的数量为多个，多个所述超声波换能器以阵列的方式均匀设置在超声装置的清洗箱外底部的超声波辐射面上。
优选的，所述超声波换能器包括：压电陶瓷晶片，压电陶瓷晶片为片状压电陶瓷晶片，且压电陶瓷晶片的形状为：方形、圆形、椭圆形、异形中任一种。
优选的，中分阵列式均匀分布的多个所述压电陶瓷晶片之间设置有绝缘刻槽；
分隔阵列式均匀分布的多个所述压电陶瓷晶片之间设置有绝缘刻槽。
优选的，所述超声波换能器包括：
压电陶瓷晶片，超声辐射面，前锥，中盖板，电极片，后盖板，预紧螺栓；
所述超声辐射面一侧设置有前锥，所述前锥远离超声辐射面的一侧固定连接有中盖板的一侧，所述中盖板的另一侧连接有压电陶瓷晶片的一侧，压电陶瓷晶片的另一侧上连接有电极片的一侧连接有后盖板，所述后盖板内部螺纹连接有预紧螺栓，所述预紧螺栓远离后盖板的一端与前锥螺纹连接。
优选的，所述超声波换能器为多激励高频高功率超声波换能器。
一种超声装置，所述超声装置包括清洗箱，所述超声装置中超声波换能器以如上述任一项所述的排布方式排布。
优选的，所述超声装置包括装置壳体和其上端设置的装置端盖，所述装置壳体内设置：
烘干箱、清洗箱、升降装置，所述烘干箱下方设置有清洗箱，所述升降装置用于带动眼镜固定架在烘干箱及清洗箱内升降；
所述清洗箱一侧设置有储水箱，清洗箱与储水箱之间通过水管连接，所述清洗箱的另一侧连接有排水管，所述排水管上设置有水阀；
所述超声波换能器连接超声波发生器。
优选的，所述升降装置包括：螺杆、从动锥齿轮，所述眼镜固定架包括：主架体，主支撑杆，内槽，支撑杆，镜架支撑块，移动架，主动锥齿轮；
所述移动架可上下移动的安装在螺杆上，移动架与螺杆螺纹连接，所述螺杆上端转动连接在所述端盖下端；
所述移动架远离螺杆的一侧连接有主支撑杆，所述主支撑杆上连接有主架体，所述主支撑杆下端左右两侧设置有镜架支撑块，所述主支撑杆前端连接有支撑杆，所述支撑杆上设置有内槽；
所述螺杆下端依次贯穿烘干箱、清洗箱；
所述烘干箱内左右两侧对称安装有烘干机，所述烘干机上安装有若干紫外线杀菌灯；
所述端盖下端设置控制电机，所述控制电机的转轴上安装有主动齿轮，所述螺杆上安装有与所述主动齿轮啮合的从动齿轮。
优选的，所述的超声装置，所述排水管底端内部设置有可在排水管内移动的清洗装置，所述清洗装置包括：
清洁块，第一连杆，第二连杆，伸缩外杆，伸缩内杆，转轴，转动环，清洁电机，手柄，清洁从动锥齿轮，清洁主锥齿轮，固定块；
所述手柄内部设置有清洁电机，所述清洁电机上固定连接有清洁主锥齿轮，清洁主锥齿轮上连接有清洁从动锥齿轮，清洁从动锥齿轮上固定连接有转轴，所述转轴远离清洁从动锥齿轮的一端上固定套接有转动环；
所述转动环上安装有若干间隔相同的固定块，所述固定块上转动安装有伸缩外杆，所述伸缩外杆远离固定块的一端内部套接有伸缩内杆的一端，所述伸缩内杆的另一端转动连接在清洁块上；
所述清洁块与伸缩内杆连接处还转动安装有第一连杆的一端，第一连杆的另一端与第二连杆的一端转动安装，第二连杆的另一端转动安装在固定块上。
优选的，所述的超声装置，所述装置壳体外部下端设置有清洗机固定装置，所述清洗机固定装置包括：
主壳体，滑块，固定板，复位弹簧，第一伸缩杆，滑轨，第一连接板，套杆，吸盘，第二伸缩杆，第三伸缩杆，第二连接板，凹槽；
所诉装置壳体底部对称连接有吸盘，吸盘下端连接有第二伸缩杆，所述第二伸缩杆远离吸盘的一端与第一连接板的一端铰接，所述第一连接板的另一端固定连接在主壳体上；
所述第二伸缩杆一侧铰接有第三伸缩杆的一端，第三伸缩杆的另一端与第二连接板铰接，所述第二连接板，下端固定安装在主壳体上；
所述主壳体对称设置在装置壳体的两侧，所述主壳体靠近第二连接板的一端内部套接有套杆；
所述主壳体上端靠近装置壳体的一侧上有两个对称设置的凹槽，所述凹槽内设置有滑轨，所述滑轨上安装有可上下移动的滑块，所述滑块上转动连接有第一伸缩杆，所述第一伸缩杆远离滑块的一端转动安装在固定板上，所述固定板对称设置在装置壳体的两侧并于装置壳体接触；
所述主壳体与固定板之间连接有复位弹簧。
与现有的技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明在研发和应用矩形片状、多正极共负极片状、圆形片状、异形片状、多激励高频高功率等压电换能器，以分布阵列的方式排布在超声辐射面上，在较大面积上将超声传递到清洗介质中从而形成高频率均匀声场强度。
首先，提高换能器的超声频率适当降低超声“空化效应”强度对镀膜或高精度表层的影响；
其次，分布阵列的方式排布换能器获得的均匀声场使高功率超声波能量均匀分布；
再次，均匀声场，以避免超声声场中峰值强点叠加、“空化效应”强化所造成的对镀膜或高精度表层的破坏作用。
本发明解决了现有家用小微型超声波清洗机由于采用传统的夹片式压电换能器或者单片圆形压电陶瓷片，在超声辐射面上的局部以较低超声频率点声源方式辐射传播，在清洗介质中，空化效应强、声场强度不均匀，容易导致眼镜镀膜层或其他高精度表层被局部剥离、破损技术问题。
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为本发明圆形压电陶瓷晶片阵列式均匀分布粘贴示意图；
图2为本发明方形压电陶瓷晶片阵列式均匀分布粘贴示意图；
图3为本发明方形压电陶瓷晶片中分绝缘刻槽阵列式均匀分布粘贴示意图；
图4为本发明方形压电陶瓷晶片分隔绝缘刻槽阵列式均匀分布粘贴示意图。
图5为本发明超声波换能器结构示意图；
图6为本发明超声装置结构示意图；
图7为本发明眼镜固定架结构示意图侧视图；
图8为本发明清洗装置结构示意图一；
图9为本发明清洗装置结构示意图二；
图10为本发明清洗机固定装置结构示意图；
图中：1、装置壳体；2、螺杆；3、眼镜固定架；301、主架体；302、主支撑杆；303、内槽；304、支撑杆；305、镜架支撑块；306、移动架；307、主动齿轮；308、从动齿轮；4、烘干箱；401、紫外线杀菌灯；402、烘干机；5、清洗箱；6、排水管；7、水阀；8、显超声波发生器；9、水管；10、储水箱；11、控制电机；12、转轴；13、装置端盖；14、清洗装置；1401、清洁块；1402、第一连杆；1403、第二连杆；1404、伸缩外杆；1405、伸缩内杆；1406、转轴；1407、转动环；1408、清洁电机；1409、手柄；1410、清洁从动锥齿轮；1411、清洁主锥齿轮；1412、固定块；15、清洗机固定装置；1501、主壳体；1502、滑块；1503、固定板；1504、复位弹簧；1505、第一伸缩杆；1506、滑轨；1507、第一连接板；1508、套杆；1509、吸盘；1510、第二伸缩杆；1511、第三伸缩杆；1512、第二连接板；1513、凹槽；16、超声波换能器；1601、压电陶瓷晶片；1602、超声辐射面；1603、前锥；1604、中盖板；1605、电极片；1606、后盖板；1607、预紧螺栓；17、绝缘刻槽。
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。
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。
本发明涉及家用小微型超声波清洗机原理、结构、技术的突破。例如一般超声清洗，由于其典型应用频率为28KHz、40KHz，超声波频率50KHz以下可能会对光学器件镀膜层、光刻产品、精密加工高光洁度表面造成损伤，高频均匀声场超声波清洗机则不会损伤该等精密表层。
实施例1
一种声场均匀的高频高功率超声波换能器排布方式，如图1-5所示，超声波换能器16的数量为多个，多个所述超声波换能器16以阵列的方式均匀设置(如均匀粘贴)在超声装置的清洗箱5外底部(其中，可包括外底部清洗箱5周侧壁)的超声波辐射面上。
优选的，所述超声波换能器16包括：
压电陶瓷晶片1601，超声辐射面1602，前锥1603，中盖板1604，电极片1605，后盖板1606，预紧螺栓1607；
所述超声辐射面1602一侧设置有前锥1603，所述前锥1603远离超声辐射面1602的一侧固定连接有中盖板1604的一侧，所述中盖板1604的另一侧连接有压电陶瓷晶片1601的一侧，压电陶瓷晶片1601的另一侧上连接有电极片1605的一侧连接有后盖板1606，所述后盖板1606内部螺纹连接有预紧螺栓1607，所述预紧螺栓1607远离后盖板1606的一端与前锥1603螺纹连接。
优选的，所述超声波换能器16包括：压电陶瓷晶片1601，压电陶瓷晶片1601为片状压电陶瓷晶片，且压电陶瓷晶片1601的形状为：方形、圆形、椭圆形、异形中任一种。还可为多正极共负极片状。
优选的，中分阵列式均匀分布的多个所述压电陶瓷晶片1601之间设置有绝缘刻槽17；
分隔阵列式均匀分布的多个所述压电陶瓷晶片1601之间设置有绝缘刻槽17。其中，可选的，中分、分隔绝缘刻槽的多正极共负极压电陶瓷晶片以阵列均匀分布方式粘贴在清洗槽超声波辐射面上。
优选的，所述超声波换能器16频率可以是高于60KHz的任何频率，尤其是80～90KHz的高频频率，该高频频率经实验验证对于高精度表层尤其是眼镜镀膜层不损伤；
优选的，所述超声波换能器16为多激励高频高功率超声波换能器。
优选的，所述多个超声波换能器16以并联方式工作(压电陶瓷晶片单元以并联方式或多个多激励高频高功率超声波换能器单元以并联方式工作)；
优选的，压电陶瓷晶片1601的面积：长度约为清洗箱5底部的1/2,宽度约为清洗箱5的1/2，面积至少是清洗箱5的25％；压电陶瓷晶片1601的宽度方向需要满足：宽度/长度小于1/3。
通常认为方形压电陶瓷片的长宽比大于2较为理想，为此对于60*30*2.6mm的陶瓷片沿长度方向至少需要将陶瓷切成4部分，每部分的宽度小于15mm。
超声波换能器16与超声波发生器8采用电连接，在超声波发生器模块的电功率驱动下，形成高频高功率均匀声场强度的超声波，在清洗介质中作用于清洗物件表面，剥离、清除污渍、灰尘等表面附着物，达到清洗物件又不损伤物件表面或镀层的目的同时不损伤眼镜镀膜层；其中，超声波换能器16与超声波发生器8之间的电连接，可根据需要采用市电或电池供电的模式；
通过超声波换能器16的结构设计、矩阵排布等发明创造，能完美克服高频低功率的制约，在60KHz以上的频率段工作的情况下，能达到40KHz以下的频率段工作所能实现的相对高功率；
本发明可应用于(不限于)各种光学器件镀膜层、光刻产品、精密加工高光洁度表面进行无损伤超声清洗。
本发明还公开了一种超声装置，所述超声装置包括清洗箱5，所述超声装置中超声波换能器以上述的排布方式排布。
上述技术方案的有益效果为：本发明在研发和应用矩形片状、多正极共负极片状、圆形片状、异形片状、多激励高频高功率等压电换能器，以分布阵列的方式排布在超声辐射面上，在较大面积上将超声传递到清洗介质中从而形成高频率均匀声场强度。
首先，提高换能器的超声频率适当降低超声“空化效应”强度对镀膜或高精度表层的影响；
其次，分布阵列的方式排布换能器获得的均匀声场使高功率超声波能量均匀分布；
再次，均匀声场，以避免超声声场中峰值强点叠加、“空化效应”强化所造成的对镀膜或高精度表层的破坏作用。
本发明解决了现有家用小微型超声波清洗机由于采用传统的夹片式压电换能器或者单片圆形压电陶瓷片，在超声辐射面上的局部以较低超声频率点声源方式辐射传播，在清洗介质中，空化效应强、声场强度不均匀，容易导致眼镜镀膜层或其他高精度表层被局部剥离、破损技术问题。
本发明在保持超声波清洗优越性的同时不损伤镀膜或高精度表层，是一种创新设备、技术理念，为类似的光学器件、高精度质量表面的非损伤性超声波清洗开拓新方向。
由于采用薄片压电换能器矩阵分布式平面安装，可以大幅度减小整机体积，进一步改善外观设计、小型化和智能化设计。
实施例2
在实施例1的基础上，请参阅图6-图10，本发明提供一种技术方案：
一种超声装置，所述超声装置包括装置壳体1和其上端设置的装置端盖13，所述装置壳体1内设置：
烘干箱4、清洗箱5、升降装置，所述烘干箱4下方设置有清洗箱5，所述升降装置用于带动眼镜固定架3在烘干箱4及清洗箱5内升降；
所述清洗箱5一侧设置有储水箱10，清洗箱5与储水箱10之间通过水管9连接，所述清洗箱5的另一侧连接有排水管6，所述排水管6上设置有水阀7；
所述超声波换能器16连接超声波发生器8。
其中，所述升降装置可为现有自动升降装置(如可包括电动伸缩杆和其上安装的延长轴，延长轴上设置所述眼镜固定架3)。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：在使用所述超声装置时，首先将待清洗眼镜放入眼镜固定架3，所述升降装置用于自动带动眼镜固定架3在烘干箱4及清洗箱5内升降；通过在清洗箱5内将眼镜进行超声波清洗后，提升眼镜至所述烘干箱4内烘干，完成对眼镜的清洗工作，提高了所述超声装置的功能性，同时解决了人工清洁眼镜容易导致无法清洁到眼镜细节部位，且清洁费时费力等技术问题。
实施例3
在实施例2的基础上，请参阅图6-7，
所述升降装置包括：螺杆2、从动锥齿轮308，所述眼镜固定架3包括：主架体301，主支撑杆302，内槽303，支撑杆304，镜架支撑块305，移动架306，主动锥齿轮307；
所述移动架306可上下移动的安装在螺杆2上，移动架306与螺杆2螺纹连接，所述螺杆2上端转动连接在所述端盖13下端；
所述移动架306远离螺杆2的一侧连接有主支撑杆302，所述主支撑杆302上连接有主架体301，所述主支撑杆302下端左右两侧设置有镜架支撑块305，所述主支撑杆302前端连接有支撑杆304，所述支撑杆304上设置有内槽303；
所述螺杆2下端依次贯穿烘干箱4、清洗箱5；
所述烘干箱4内左右两侧对称安装有烘干机402，所述烘干机402上安装有若干紫外线杀菌灯401；
所述端盖13下端设置控制电机11，所述控制电机11的转轴12上安装有主动齿轮307，所述螺杆2上安装有与所述主动齿轮307啮合的从动齿轮308。
优选的，所述的超声装置，所述超声波发生器8内部设置有一个同晶片并接的电感，电感中心设置有磁芯；
所述超声波发生器8可以根据要求驱动超声波换能器16，并向其提供恒定的电压和功率并使超声波换能器16工作时保持在最佳谐振状态；
上述技术方案的有益效果为：在使用所述超声装置时，首先将待清洗眼镜放入眼镜固定架3，眼镜架置入内槽303并通过镜架支撑块305支撑镜架，之后打开控制电机11，控制电机11转动带动主动齿轮307进行转动，进而带动从动齿轮308转动，所述从动齿轮308带动螺杆2转动，进而带动主架体301在螺杆上上下移动，当眼镜固定架3向下移动，将眼镜带入清洗箱5内，储水箱10内的清洁用水通过水管9进入清洗箱5，同时超声波发生器8开始工作，对进入清洗箱5内的眼镜进行超声波清洁；
通过超声波发生器8内部设置有一个同晶片并接的电感，电感中心设置有磁芯可以在相同条件下产生频率高于普通超声波发生器数十倍的超声波并用过超声波换能器将其转换为能量，同时通过爪式结构的超声波发生器8实现高频高功率且高均匀性的声场，以满足对眼镜进行清洗；
清洗结束后，眼镜固定架3向上移动，在烘干箱4内通过紫外线杀菌灯401和烘干机402对眼镜进行消毒和杀菌，完成对眼镜的清洗工作，提高了所述超声装置的功能性，同时解决了人工清洁眼镜容易导致无法清洁到眼镜细节部位，且清洁费时费力等技术问题。
实施例4
请参阅图8-9，在实施例2或3的基础上，本发明提供一种技术方案：
所述排水管6底端内部设置有可在排水管6内移动的清洗装置14，所述清洗装置14包括：
清洁块1401，第一连杆1402，第二连杆1403，伸缩外杆1404，伸缩内杆1405，转轴1406，转动环1407，清洁电机1408，手柄1409，清洁从动锥齿轮1410，清洁主锥齿轮1411，固定块1412；
所述手柄1409内部设置有清洁电机1408，所述清洁电机1408上固定连接有清洁主锥齿轮1411，清洁主锥齿轮1411上连接有清洁从动锥齿轮1410，清洁从动锥齿轮1410上固定连接有转轴1406，所述转轴1406远离清洁从动锥齿轮1410的一端上固定套接有转动环1407；
所述转动环1407上安装有若干间隔相同的固定块1412，所述固定块1412上转动安装有伸缩外杆1404，所述伸缩外杆1404远离固定块1412的一端内部套接有伸缩内杆1405的一端，所述伸缩内杆1405的另一端转动连接在清洁块1401上，所述伸缩内杆1405内部设置有弹簧，弹簧与伸缩外杆1404连接，三者共同构成弹性伸缩结构，且伸缩内杆1405外壁与伸缩外杆1404内壁之间为滑动连接，具体可参见CN109302657A-一种基于物联网的智能音响；
所述清洁块1401与伸缩内杆1405连接处还转动安装有第一连杆1402的一端，第一连杆1402的另一端与第二连杆1403的一端转动安装，第二连杆1403的另一端转动安装在固定块1412上。
上述技术方案的有益效果为：在使用所述清洗装置14时，首先调整伸缩外杆1404和伸缩内杆1405的长度，将清洁块1401放入排水管6内，之后启动清洁电机1408，清洁电机1408带动清洁主锥齿轮1411进行转动，进而带动清洁从动锥齿轮1410转动，清洁从动锥齿轮1410的转动使与之固定安装的转轴1406和转动环1407进行转动，转动环1407转动带动第一连杆1402以及第二连杆1403转动，最终带动清洁块1401在排水管6内转动，对排水管6内部进行清洁；
保证了所述超声装置的洁净，同时防止排水管6长时间使用后，管内出现沉积杂物和水垢，进而对排水管6内部进行堵塞，影响排水管6的排水功能，提高了所述装置的使用寿命。
实施例5
请参阅图9，在实施例2-4中任一项的基础上，本发明提供一种技术方案：
所述装置壳体1外部下端设置有清洗机固定装置15，所述清洗机固定装置15包括：
主壳体1501，滑块1502，固定板1503，复位弹簧1504，第一伸缩杆1505，滑轨1506，第一连接板1507，套杆1508，吸盘1509，第二伸缩杆1510，第三伸缩杆1511，第二连接板1512，凹槽1513；
所诉装置壳体1底部对称连接有吸盘1509，吸盘1509下端连接有第二伸缩杆1510，所述第二伸缩杆1510远离吸盘1509的一端与第一连接板1507的一端铰接，所述第一连接板1507的另一端固定连接在主壳体1501上；
所述第二伸缩杆1510一侧铰接有第三伸缩杆1511的一端，第三伸缩杆1511的另一端与第二连接板1512铰接，所述第二连接板1512，下端固定安装在主壳体1501上；
所述主壳体1501对称设置在装置壳体1的两侧，所述主壳体1501靠近第二连接板1512的一端内部套接有套杆1508；
所述主壳体1501上端靠近装置壳体1的一侧上有两个对称设置的凹槽1513，所述凹槽1513内设置有滑轨1506，所述滑轨1506上安装有可上下移动的滑块1502，所述滑块1502上转动连接有第一伸缩杆1505，所述第一伸缩杆1505远离滑块1502的一端转动安装在固定板1503上，所述固定板1503对称设置在装置壳体1的两侧并于装置壳体1接触；
所述主壳体1501与固定板1503之间连接有复位弹簧1504。
上述技术方案的有益效果为：在使用所述清洗机固定装置15时，首先将装置壳体1置于两对称设置的固定板1503的中间，并调整第一伸缩杆1505的长度，使得固定板1503可以与将装置壳体1接触，同时通过复位弹簧1504的作用，使得固定板1503可以夹紧装置壳体1，之后通过调整第三伸缩杆1511的距离，进而调整第二伸缩杆1510的角度，使其处于垂直状态，之后再调整第二伸缩杆1510的长度，使得吸盘1509可以紧固吸附在装置壳体1的底部，进而固定所述超声装置，最后调整套杆1508的长度，使所述清洗机固定装置15结构稳定；
保证了所述超声波清洗机工作时的结构稳定，同时防止其在工作时发生震动进而发生位置的偏移和抖动，减少其在工作时产生的噪音。
实施例6
在实施例2-5中任一项的基础上，本发明提供一种技术方案：
所述眼镜固定架3上安装的眼镜重心平稳度可通过以下公式计算：
其中，δ为所述眼镜固定架3上安装的眼镜重心平稳度，M1为眼镜镜片重量，M2为眼镜镜框重量，g为重力加速度，Fw为眼镜固定架3对眼镜的夹紧力，b为内槽303深度；
以眼镜重心为坐标原点建立空间直角坐标系，x为眼镜在x轴方向上的最大长度，y为眼镜在y轴方向上的最大长度，z为眼镜在z轴方向上的最大长度，其中x轴方向为在水平面上平行于水管9的方向，y轴方向为在水平面上垂直于x轴的方向，z轴方向为垂直面上水平于螺杆2的方向；
工作人员可通过所述眼镜固定架3上安装的眼镜重心平稳度大小判断眼镜在眼镜固定架3上安装是否平稳，防止眼镜在清洗过程中出现安装不稳，发生掉落的情况。
上述技术方案的有益效果为：通过对眼镜固定架3上安装的眼镜重心平稳度的计算，使工作人员可以及时了解眼镜在清洗时摆放状态，防止其出现在清洗过程中因抖动而发生掉落，进而对眼镜产生损坏的情况，提高了所述装置的使用安全性。
实施例7
请参阅图1，在实施例2-6中任一项的基础上，本发明提供一种技术方案：
所述的超声装置，还包括：
频率探头，所述频率探头安装在清洗箱5内，用于检测清洗机内超声波频率；
第一距离检测器，所述第一距离检测器安装在清洗箱5内，用于检测所述超声波清洗机工作时清洗箱5内清洁用水的深度；
第二距离检测器，所述第二距离检测器安装在清洗箱5内，用于检测眼镜清洁时，眼镜固定架3到清洗箱5底部的距离；
计时器，所述计时器安装在清洗箱5内，用于检测所述的超声装置单次清洗眼镜的工作时间；
控制器，与所述频率探头，第一距离检测器，第二距离检测器，计时器，报警器电性连接；
所述控制器基于所述频率探头，第一距离检测器，第二距离检测器，计时器，报警器进行报警，完成对超声装置清洁效率的计算和检测，过程包括以下步骤：
步骤一：控制器根据所述第一距离检测器，第二距离检测器计算所述超声波发生器8产生的超声波的实际频率；
其中，f为所述超声波发生器8产生的超声波的实际频率，c为超声波在水内的速度，λ为超声波波长，xa为所述第一距离检测器检测的所述超声波清洗机工作时清洗箱5内清洁用水的深度，xb为所述第二距离检测器检测的眼镜清洁时，眼镜固定架3到清洗箱5底部的距离，A为清洗箱5底部面积；
步骤二：控制器根据计时器，所述频率探头，所述频率探头检测的清洗机内超声波频率以及超声波发生器8产生的超声波的实际频率计算超声装置实际清洁效率；
其中，δ为超声装置实际清洁效率，N为超声波发生器8的近场长度，所述近场长度为超声波声压极大值与极小值处的距离，T为计时器检测的所述的超声装置单次清洗眼镜的工作时间，f为所述超声波发生器8产生的超声波的实际频率，λ为超声波波长，f1所述超声波发生器8产生的超声波的额定频率；
步骤三：所述控制器计算所述超声装置实际清洁效率和所述超声装置额定清洁效率的差值，当所述差值超出预设范围时，控制器控制报警器进行报警。
其工作原理和有益效果为：控制器根据所述第一距离检测器，第二距离检测器计算所述超声波发生器8产生的超声波的实际频率(其中综合考虑超声波在水内的速度，超声波波长，所述第一距离检测器检测的所述超声波清洗机工作时清洗箱5内清洁用水的深度，所述第二距离检测器检测的眼镜清洁时，眼镜固定架3到清洗箱5底部的距离，清洗箱5底部面积)之后控制器根据计时器，所述频率探头，所述频率探头检测的清洗机内超声波频率以及超声波发生器8产生的超声波的实际频率计算超声装置实际清洁效率(其中综合考虑计时器检测的所述的超声装置的工作时间，所述超声波发生器8产生的超声波的实际频率，超声波波长，所述超声波发生器8产生的超声波的额定频率)所述控制器计算所述超声装置实际清洁效率和所述超声装置额定清洁效率的差值，当所述差值超出预设范围时，控制器控制报警器进行报警，防止了因所述的超声装置使用时间过长导致超声波发生器8内部结构零件老化，使其无法正常工作，进而导致无法产生规定大小和频率的超声波，进而影响所述清洗机的清洁效果；报警器可以及时提醒工作人员对超声波发生器8及时进行修理和更换，延长其使用寿命，保证其工作效率和清洁效果。
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 (10)
1.一种声场均匀的高频高功率超声波换能器排布方式，其特征在于，超声波换能器(16)的数量为多个，多个所述超声波换能器(16)以阵列的方式均匀设置在超声装置的清洗箱(5)外底部的超声波辐射面上。
2.根据权利要求1所述的声场均匀的高频高功率超声波换能器排布方式，其特征在于，所述超声波换能器(16)包括：压电陶瓷晶片(1601)，压电陶瓷晶片(1601)为片状压电陶瓷晶片，且压电陶瓷晶片(1601)的形状为：方形、圆形、椭圆形、异形中任一种。
3.根据权利要求1所述的声场均匀的高频高功率超声波换能器排布方式，其特征在于，所述超声波换能器(16)包括：
压电陶瓷晶片(1601)，超声辐射面(1602)，前锥(1603)，中盖板(1604)，电极片(1605)，后盖板(1606)，预紧螺栓(1607)；
所述超声辐射面(1602)一侧设置有前锥(1603)，所述前锥(1603)远离超声辐射面(1602)的一侧固定连接有中盖板(1604)的一侧，所述中盖板(1604)的另一侧连接有压电陶瓷晶片(1601)的一侧，压电陶瓷晶片(1601)的另一侧上连接有电极片(1605)的一侧连接有后盖板(1606)，所述后盖板(1606)内部螺纹连接有预紧螺栓(1607)，所述预紧螺栓(1607)远离后盖板(1606)的一端与前锥(1603)螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的声场均匀的高频高功率超声波换能器排布方式，其特征在于，所述超声波换能器(16)为多激励高频高功率超声波换能器。
5.根据权利要求2所述的声场均匀的高频高功率超声波换能器排布方式，其特征在于，中分阵列式均匀分布的多个所述压电陶瓷晶片(1601)之间设置有绝缘刻槽(17)；
分隔阵列式均匀分布的多个所述压电陶瓷晶片(1601)之间设置有绝缘刻槽(17)。
6.一种超声装置，其特征在于，其特征在于，所述超声装置包括清洗箱(5)，所述超声装置中超声波换能器以如权利要求1-5中任一项所述的排布方式排布。
7.根据权利要求6所述的超声装置，其特征在于，所述超声装置包括装置壳体(1)和其上端设置的装置端盖(13)，所述装置壳体(1)内设置：
烘干箱(4)、清洗箱(5)、升降装置，所述烘干箱(4)下方设置有清洗箱(5)，所述升降装置用于带动眼镜固定架(3)在烘干箱(4)及清洗箱(5)内升降；
所述清洗箱(5)一侧设置有储水箱(10)，清洗箱(5)与储水箱(10)之间通过水管(9)连接，所述清洗箱(5)的另一侧连接有排水管(6)，所述排水管(6)上设置有水阀(7)；
所述超声波换能器(16)连接超声波发生器(8)。
8.根据权利要求7所述的超声装置，其特征在于，所述升降装置包括：螺杆(2)、从动锥齿轮(308)，所述眼镜固定架(3)包括：主架体(301)，主支撑杆(302)，内槽(303)，支撑杆(304)，镜架支撑块(305)，移动架(306)，主动锥齿轮(307)；
所述移动架(306)可上下移动的安装在螺杆(2)上，移动架(306)与螺杆(2)螺纹连接，所述螺杆(2)上端转动连接在所述端盖(13)下端；
所述移动架(306)远离螺杆(2)的一侧连接有主支撑杆(302)，所述主支撑杆(302)上连接有主架体(301)，所述主支撑杆(302)下端左右两侧设置有镜架支撑块(305)，所述主支撑杆(302)前端连接有支撑杆(304)，所述支撑杆(304)上设置有内槽(303)；
所述螺杆(2)下端依次贯穿烘干箱(4)、清洗箱(5)；
所述烘干箱(4)内左右两侧对称安装有烘干机(402)，所述烘干机(402)上安装有若干紫外线杀菌灯(401)；
所述端盖(13)下端设置控制电机(11)，所述控制电机(11)的转轴(12)上安装有主动齿轮(307)，所述螺杆(2)上安装有与所述主动齿轮(307)啮合的从动齿轮(308)。
9.根据权利要求7所述的超声装置，其特征在于，所述排水管(6)底端内部设置有可在排水管(6)内移动的清洗装置(14)，所述清洗装置(14)包括：
清洁块(1401)，第一连杆(1402)，第二连杆(1403)，伸缩外杆(1404)，伸缩内杆(1405)，转轴(1406)，转动环(1407)，清洁电机(1408)，手柄(1409)，清洁从动锥齿轮(1410)，清洁主锥齿轮(1411)，固定块(1412)；
所述手柄(1409)内部设置有清洁电机(1408)，所述清洁电机(1408)上固定连接有清洁主锥齿轮(1411)，清洁主锥齿轮(1411)上连接有清洁从动锥齿轮(1410)，清洁从动锥齿轮(1410)上固定连接有转轴(1406)，所述转轴(1406)远离清洁从动锥齿轮(1410)的一端上固定套接有转动环(1407)；
所述转动环(1407)上安装有若干间隔相同的固定块(1412)，所述固定块(1412)上转动安装有伸缩外杆(1404)，所述伸缩外杆(1404)远离固定块(1412)的一端内部套接有伸缩内杆(1405)的一端，所述伸缩内杆(1405)的另一端转动连接在清洁块(1401)上；
所述清洁块(1401)与伸缩内杆(1405)连接处还转动安装有第一连杆(1402)的一端，第一连杆(1402)的另一端与第二连杆(1403)的一端转动安装，第二连杆(1403)的另一端转动安装在固定块(1412)上。
10.根据权利要求7所述的超声装置，其特征在于，所述装置壳体(1)外部下端设置有清洗机固定装置(15)，所述清洗机固定装置(15)包括：
主壳体(1501)，滑块(1502)，固定板(1503)，复位弹簧(1504)，第一伸缩杆(1505)，滑轨(1506)，第一连接板(1507)，套杆(1508)，吸盘(1509)，第二伸缩杆(1510)，第三伸缩杆(1511)，第二连接板(1512)，凹槽(1513)；
所诉装置壳体(1)底部对称连接有吸盘(1509)，吸盘(1509)下端连接有第二伸缩杆(1510)，所述第二伸缩杆(1510)远离吸盘(1509)的一端与第一连接板(1507)的一端铰接，所述第一连接板(1507)的另一端固定连接在主壳体(1501)上；
所述第二伸缩杆(1510)一侧铰接有第三伸缩杆(1511)的一端，第三伸缩杆(1511)的另一端与第二连接板(1512)铰接，所述第二连接板(1512)，下端固定安装在主壳体(1501)上；
所述主壳体(1501)对称设置在装置壳体(1)的两侧，所述主壳体(1501)靠近第二连接板(1512)的一端内部套接有套杆(1508)；
所述主壳体(1501)上端靠近装置壳体(1)的一侧上有两个对称设置的凹槽(1513)，所述凹槽(1513)内设置有滑轨(1506)，所述滑轨(1506)上安装有可上下移动的滑块(1502)，所述滑块(1502)上转动连接有第一伸缩杆(1505)，所述第一伸缩杆(1505)远离滑块(1502)的一端转动安装在固定板(1503)上，所述固定板(1503)对称设置在装置壳体(1)的两侧并于装置壳体(1)接触；
所述主壳体(1501)与固定板(1503)之间连接有复位弹簧(1504)。
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