CN206446575U - 一种基于超声波空化效应的汽车后视镜表面除水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及超声波应用技术领域，具体涉及一种基于超声波空化效应的汽车后视镜表面除水系统。包括电源、驱动电路、功率调节电路和固定于后视镜内表面的超声波换能器阵列，所述超声波换能器阵列包含多个超声波换能片，所述驱动电路输出端与所述超声波换能片电连接，且所述驱动电路与所述超声波换能片一一对应，所述电源的输出端与所述驱动电路电源输入端电连接，所述功率调节电路的功率信号输出端与所述驱动电路的功率信号输入端电连接。将超声波换能器阵列耦合在后视镜背面，超声波透过玻璃介质作用在其表面的雨水中，产生空化效应实现快速除水的目的。

Description

一种基于超声波空化效应的汽车后视镜表面除水系统

技术领域

本实用新型涉及超声波应用技术领域，具体涉及一种基于超声波空化效应的汽车后视镜表面除水系统。

背景技术

随着汽车保有量的逐年加大，交通事故也随之增多。雨天驾驶车辆时左右两个后视镜和侧窗上的雨水，会阻碍驾驶员的视线，给行车安全带来不小的麻烦。驾驶员观察两侧后边的路况变得很困难，拐弯变道得小心翼翼，一部分交通事故是由于汽车后视镜被雨雾覆盖，致使驾驶员视线受阻而导致的，交通事故给人们的生产生活带来了不良的影响，也给国民经济造成了重大的损失。

目前汽车后视镜所采用的除水方法有：

1、加装后视镜雨眉，适合小雨的时候，效果比较明显，但是雨量较大的情况下，其效果不佳。需要在开车前将雨水擦干净，过程繁琐。

2、电加热后视镜，其实原理非常的简单，就是在两侧后视镜的镜片内安装一个电热片(电热膜)，通过加热后视镜来蒸干表面的水汽。电加热后视镜对于雾气和水汽的效果非常好，但是对于雨水的情况，并不理想。

3、在后视镜上涂抹肥皂、牙膏和洗洁精等类似方法，也可以解决雨天后视镜视野不好的问题，但是时效性太差，保持不了一段时间，冲刷过几次之后，效果不复存在。在下雨的情况下，实用性不好。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种能够快速除去雨水的基于超声波空化效应的汽车后视镜表面除水系统。

本实用新型的技术方案为：一种基于超声波空化效应的汽车后视镜表面除水系统，包括电源、驱动电路、功率调节电路和固定于后视镜内表面的超声波换能器阵列，所述超声波换能器阵列包含多个超声波换能片，所述驱动电路输出端与所述超声波换能片电连接，且所述驱动电路与所述超声波换能片一一对应，所述电源的输出端与所述驱动电路电源输入端电连接，所述功率调节电路的功率信号输出端与所述驱动电路的功率信号输入端电连接。

进一步的，还包括温度传感器、单片机和控制单元，所述温度传感器的温度信号采集端与所述超声波换能器阵列电连接，所述温度传感器的温度信号输出端与所述单片机的温度信号输出端电连接，所述单片机的控制信号输出端与所述控制单元的控制信号输入端电连接，所述控制单元的控制信号输出端与所述驱动电路电连接。

进一步的，所述超声波换能器阵列包括粘设于后视镜内表面的多个固定座，每个所述固定座内设有一个超声波换能片，所述超声波换能片与所述后视镜内表面之间填充有超声波耦合剂，多个所述固定座顶部通过螺栓固定有一个足以覆盖所有固定座的盖板，所述超声波换能片与所述盖板之间设有用于压紧所述超声波换能片的弹性构件。

进一步的，所述弹性构件为弹簧。

进一步的，所述超声波换能片为6个，且6个超声波换能片呈矩阵形式均匀分布于所述后视镜内表面。

本实用新型的有益效果：将超声波换能器阵列耦合在后视镜背面，超声波透过玻璃介质作用在其表面的雨水中，产生空化效应实现快速除水的目的。除水的过程中既不影响驾驶员的视线，又能快速除水。相比于传统的安装后视镜雨眉除水效果更好更美观，与电加热方法相比除水更加快速。采用多个25mm的超声波换能片以矩阵方式排列，能够实现较大面积除水。通过温度传感器采集超声波换能器阵列的温度，并根据温度和除水时间的关系，控制超声波换能器阵列工作于不同的模式，不同模式下采用不同功率进行除雨，从而在不同的雨量时均能达到较佳的除雨效果。

附图说明

图1为本实用新型一种基于超声波空化效应的汽车后视镜表面除水系统连接框图；

图2为本实用新型超声波换能片排列示意图；

图3为图2的A-A向剖视图；

图中：1—电源，2—驱动电路，201—超声波换能片，202—螺栓，203—盖板，204—后视镜，205—固定座，206—弹簧，207—超声波耦合剂，3—功率调节单元，4—超声波换能器阵列，5—控制单元，6—单片机，7—温度传感器。

具体实施方式

以下通过具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明：

如图1所示，一种基于超声波空化效应的汽车后视镜表面除水系统包括电源1、驱动电路2、功率调节单元3、超声波换能器阵列4、控制单元5、单片机6和温度传感器7。

其中，电源1为直流电源，其用于为驱动电路2和单片机6提供稳定的32V和5V的电源。驱动电路2，用于产生一定频率和功率的电信号，本驱动电路工作频率为1.7MHz，最大输出功率35W，本系统由6个驱动电路组成，每个驱动电路对应一个超声波换能片201。功率调节电路3用于调节驱动电路2的输出功率，使超声波换能片201工作在最佳状态。超声波换能器阵列4用于产生机械振动信号，如图2所示，其由6片超声波换能片201组成阵列，通过设计的亚克力支架固定在后视镜的内表面，有利于增大超声波的作用面积。控制单元5用于接收单片机6的输出信号并控制驱动电路2的工作。单片机6用于处理温度传感器7采集到的信息，由于超声波换能片201工作时还伴随有热效应，局部会产生一定的温度，因此单片机程序设计了多种工作模式，根据检测温度的高低IO口发出相应的信号给控制单元5。温度传感器7用于检测超声波换能片201表面的温度。

本发明是将超声波换能器阵列4耦合在后视镜204背面，超声波透过玻璃介质作用在其表面的雨水中，产生空化效应实现快速除水的目的。超声波换能器阵列4结构如图3所示，采用亚克力板设计固定座205和盖板203，固定座205用胶水粘在后视镜204内表面，6片超声波换能片201放在固定座205的相应孔中，超声波换能片201的谐振频率为1.7MHz，直径25mm。超声波从一种介质传输到另一种介质的过程中其衰减和反射非常大，因此超声波换能片201和玻璃介质之间需要填充超声波耦合剂207，并且利用弹簧206压紧，用盖板203和螺栓202固定在后视镜204上。

本发明除水系统的工作过程：

驱动电路2驱动超声波换能器阵列4工作，超声波换能片201在超声波耦合剂207的作用下透过后视镜208作用在表面的雨水中，在1.7MHz超声波的作用下使得雨水快速空化即可达到除水的目的。单片机6的IO口输出低电平时，控制单元5输出高电平，驱动电路2开始工作，由于超声波换能片的热效应，工作一段时间之后温度传感器7检测到超声波换能器阵列4表面的温度升高，单片机6的IO口输出高电平，控制单元5控制驱动电路2停止工作，超声波换能器阵列4表面温度下降，即可达到温控的目的。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于超声波空化效应的汽车后视镜表面除水系统，其特征在于：包括电源(1)、驱动电路(2)、功率调节电路(3)和固定于后视镜(204)内表面的超声波换能器阵列(4)，所述超声波换能器阵列(4)包含多个超声波换能片(201)，所述驱动电路(2)输出端与所述超声波换能片(201)电连接，且所述驱动电路(2)与所述超声波换能片(201)一一对应，所述电源(1)的输出端与所述驱动电路(2)电源输入端电连接，所述功率调节电路(3)的功率信号输出端与所述驱动电路(2)的功率信号输入端电连接。

2.如权利要求1所述基于超声波空化效应的汽车后视镜表面除水系统，其特征在于：还包括温度传感器(7)、单片机(6)和控制单元(5)，所述温度传感器(7)的温度信号采集端与所述超声波换能器阵列(4)电连接，所述温度传感器(7)的温度信号输出端与所述单片机(6)的温度信号输出端电连接，所述单片机的控制信号输出端与所述控制单元的控制信号输入端电连接，所述控制单元(5)的控制信号输出端与所述驱动电路(2)电连接。

3.如权利要求1所述基于超声波空化效应的汽车后视镜表面除水系统，其特征在于：所述超声波换能器阵列(4)包括粘设于后视镜(204)内表面的多个固定座(205)，每个所述固定座(205)内设有一个超声波换能片(201)，所述超声波换能片(201)与所述后视镜(204)内表面之间填充有超声波耦合剂(207)，多个所述固定座(205)顶部通过螺栓(202)固定有一个足以覆盖所有固定座(205)的盖板(203)，所述超声波换能片(201)与所述盖板(203)之间设有用于压紧所述超声波换能片(201)的弹性构件。

4.如权利要求3所述基于超声波空化效应的汽车后视镜表面除水系统，其特征在于：所述弹性构件为弹簧(206)。

5.如权利要求1或3所述基于超声波空化效应的汽车后视镜表面除水系统，其特征在于：所述超声波换能片(201)为6个，且6个超声波换能片(201)呈矩阵形式均匀分布于所述后视镜(204)内表面。