超声波谐振频率匹配装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种超声波谐振频率匹配装置，包括取水槽、超声波振子、超声波控制电路、X轴驱动机构、Y轴驱动机构和外壳，超声波振子安装在取水槽的四个侧面及底面上，超声波控制电路用于调节超声波振子发出的超声波频率，取水槽的四个侧面及底面的连接处设置有可折叠结构，X轴驱动机构用于驱动取水槽位于X轴方向的两个侧面依靠可折叠机构进行扩张或收缩，Y轴驱动机构用于驱动取水槽位于Y轴方向的两个侧面依靠可折叠机构进行扩张或收缩，取水槽的开口朝外。本发明专利技术可以对试样进行多频段清洗或粉碎，同时还可以调节取水槽的尺寸，使超声波入射波和反射波同相位干涉共振，从而提高试样粉碎或清洗效果。

Ultrasound Resonance Frequency Matching Device

The invention discloses an ultrasonic resonance frequency matching device, which comprises a water intake tank, an ultrasonic oscillator, an ultrasonic control circuit, an X-axis driving mechanism, a Y-axis driving mechanism and a shell. The ultrasonic oscillator is installed on four sides and the bottom of the water intake tank. The ultrasonic control circuit is used to adjust the ultrasonic frequency emitted by the ultrasonic oscillator, and the connection of the four sides and the bottom of the water intake tank. The foldable structure is arranged at the place where the X-axis driving mechanism is used to drive the two sides of the intake tank in the X-axis direction to expand or contract by the foldable mechanism, and the Y-axis driving mechanism is used to drive the two sides of the intake tank in the Y-axis direction to expand or contract by the foldable mechanism, with the opening of the intake tank facing outwards. The invention can clean or crush the sample in multi-frequency band, adjust the size of the water intake tank, and make the incident and reflected waves of the ultrasound interfere with each other in phase, so as to improve the crushing or cleaning effect of the sample.

【技术实现步骤摘要】
超声波谐振频率匹配装置
本专利技术涉及超声波清洗
，尤其涉及一种超声波谐振频率匹配装置。
技术介绍
超声波破碎是利用超声能实施物料破碎的过程。破碎原理包括：超声在介质中传播形成的正负交变声压场对介质中的物料颗粒施加拉压作用力，频繁的交变应力可导致颗粒疲劳破碎；当超声频率与物料颗粒共振频率一致时，可激发颗粒共振，使能量产生激荡，致使物料颗粒共振破碎；超声空化作用使得声场低压处空穴(非稳态微气泡)形成、高压处空穴溃灭，空穴溃灭时产生的高强穴壁冲击力使得物料颗粒破碎或疲劳破碎。该原理作为一种重要的声能转化和利用方法广泛应用于微粉碎加工中。超声破碎通常采用单一频率处理方式，当频率确定时，提升破碎场内声压幅值的峰谷压差对可强化上述三种破碎能量，有效提高声能利用率。目前国内的超声波清洗针对一些特殊工艺需要进行多次，不同频率的清洗，需要将清洗试样移动，放置在不同的清洗槽清洗，这样增加了成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有超声波清洗需要清洗试样移动，放置在不同的清洗槽清洗，存在操作不便，成本高，清洗设备体积大以及清洗效果不理想等技术问题，而提出一种超声波谐振频率匹配装置。为解决本专利技术所提出的技术问题，采用的技术方案是：一种超声波谐振频率匹配装置，包括取水槽、超声波振子、超声波控制电路、X轴驱动机构、Y轴驱动机构和外壳，所述超声波振子安装在所述取水槽的四个侧面及底面上，所述超声波控制电路用于控制所述超声波振子发出预设频率超声波，所述取水槽的四个侧面及底面的连接处设置有可折叠结构，所述X轴驱动机构用于驱动所述取水槽位于X轴方向的两个侧面依靠所述可折叠机构进行扩张或收缩，所述Y轴驱动机构用于驱动所述取水槽位于Y轴方向的两个侧面依靠所述可折叠机构进行扩张或收缩，所述取水槽、X轴驱动机构、Y轴驱动机构和所述超声波振子作为整体位于所述外壳内，且所述取水槽的开口朝外。可选的，所述X轴驱动机构包括X轴驱动电机、X轴螺纹杆、第一连接杆和第二连接杆，所述第一连接杆和所述第二连接杆的一端分别固定在所述取水槽的X方向的两个侧面上，另一端分别与所述X轴螺纹杆螺纹连接，所述X轴驱动电机驱动所述X轴螺纹杆正转或反转，进而带动所述第一连接杆和所述第二连接杆相向或相背而行；所述Y轴驱动机构包括Y轴驱动电机、Y轴螺纹杆、第三连接杆和第四连接杆，所述第三连接杆和所述第四连接杆的一端分别固定在所述取水槽的Y方向的两个侧面上，另一端分别与所述Y轴螺纹杆螺纹连接，所述Y轴驱动电机驱动所述Y轴螺纹杆正转或反转，进而带动所述第三连接杆和所述第四连接杆相向或相背而行。可选的，所述超声波控制电路包括单片机、220V交流电源、电流检测模块、双向晶闸管、桥式整流堆、电感线圈、MOS驱动电路、过零点检测模块、第一反相器、第二反相器、PWM功率驱动电路、第三反相器、功率调节模块、开关变压器、电机驱动电路和电感调节机构，所述220V交流电源连接所述电流检测模至所述单片机，所述220V交流电源依次连接所述双向晶闸管、桥式整流堆、电感线圈、MOS驱动电路和所述超声波振子，所述单片机依次连接所述第一反相器、第二反相器、PWM功率驱动电路、开关变压器和所述MOS驱动电路，所述第一反相器连接所述功率调节模块至所述双向晶闸管，所述第一反相器依次连接所述PWM功率驱动电路、第三反相器和所述单片机，所述220V交流电源连接所述桥式整流堆，所述桥式整流堆连接所述过零点检测模块至所述单片机，所述电机驱动电路分别连接所述X轴驱动电机、Y轴驱动电机和所述电感调节机构，所述电感调节机构用于调节所述电感线圈电感大小。可选的，所述电流检测模块包括电流互感器和整流滤波电路，所述220V交流电源依次连接所述电流互感器、整流滤波电路和所述单片机；和/或所述功率调节模块包括触发控制电路和触发控制放大电路，所述第一反相器依次连接所述触发控制放大电路、触发控制电路和所述双向晶闸管；和/或导通关断电路，所述单片机连接所述导通关断电路至所述功率调节模块；和/或所述超声波控制电路包括稳压模块，所述稳压模块为所述单片机、PWM功率驱动电路和所述功率调节模块提供稳压电源。可选的，包括功能键设定模块和/或自检模块和/或测距检测电路和/或显示模块，所述功能键设定模块、自检模块、测距检测电路和所述显示模块分别与所述单片结连接。可选的，所述稳压模块包括变压器、整流滤波模块和稳压电路，所述220V交流电源依次连接所述变压器、整流滤波模块和所述稳压电路，所述稳压电路为所述单片机、PWM功率驱动电路和所述功率调节模块提供稳定电压。可选的，所述可折叠机构由硅胶材料制成。可选的，所述取水槽的底部安装有试管支架，所述试管支架的周边通过弹簧与所述取水槽的四个侧面弹性连接。可选的，包括电源和风扇，所述电源与所述风扇连接，所述风扇用于超声波振子散热。可选的，所述外壳上设有散热孔，所述散热孔用于所述超声波振子及所述电源散热。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术能在不移动清洗试样的情况下对试样进行多频段清洗，达到其他清洗设备需要多个清洗槽才能完成清洗的效果，同时能够调节取水槽的尺寸使发射超声波与反射超声波处于同相位来增强振动幅度，从而提高粉碎或清洗效果；本专利技术可以在低功模式(双向晶闸管导通角较小时)进行频率扫描，根据功率最大时可以获得超声波最佳工作频率；在最佳工作频率设定后，可以通过调节线圈绕组电感来获得最大功率；当超声波振子处于最佳工作频率和最大功率时，通过调节取水槽的长和宽使其等于超声波波长的整数倍，使取水槽的超声波入射波和反射波形成干涉加强；本专利技术采用硅胶材料制成的位于取水槽的四个侧面及底面的连接处的可折叠机构，可以调节取水槽长度和宽度，以实现超声波在取水槽内的干涉加强；本专利技术采用的试管支架用于插入试管，试管内可以放置生物试样或者其他需粉碎试样，而采用弹簧来连接试管支架和取水槽的四个侧面可以适应取水槽扩张和收缩时长度和宽度发生变化；本专利技术采用风扇对超声波振子及电源进行散热，而相应地，在外壳上设有对超声波振子及电源进行散热的散热孔。当然，采用本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的全部优点。附图说明图1为本专利技术一实施例的超声波谐振频率匹配装置除去外壳的结构图；图2为本专利技术一实施例的超声波谐振频率匹配装置外视图；图3为本专利技术一实施例的试管支架装配结构图；图4为本专利技术一实施例的超声波谐振频率匹配装置控制电路；图5为图4的电感调节机构结构图；图6为图4的电机驱动电路图；图7为图4的超声波驱动电路图；图8为图4的主控电路图。图中，1-取水槽；2-超声波振子；3-X轴驱动机构；4-Y轴驱动机构；5-外壳；6-可折叠机构；7-盖板；8-X轴驱动电机；9-X轴螺纹杆；10-第一连接杆；11-第二连接杆；12-Y轴驱动电机；13-Y轴螺纹杆；14-第三连接杆；15-第四连接杆；16-安装孔；17-散热孔；18-试管支架；19-弹簧；20-上端日字形硅钢片；21-底面固定板；22-升降电机；23-升降螺纹杆；24-螺母；25-电感线圈；26-接线端；27-空气间隙；28-顶面固定板；29-下端日字形硅钢片。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的各实施方式进行详细的阐述。结合图1和图2所示，一种超声波本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声波谐振频率匹配装置，其特征在于，包括取水槽、超声波振子、超声波控制电路、X轴驱动机构、Y轴驱动机构和外壳，所述超声波振子安装在所述取水槽的四个侧面及底面上，所述超声波控制电路用于调节所述超声波振子发出的超声波频率，所述取水槽的四个侧面及底面的连接处设置有可折叠结构，所述X轴驱动机构用于驱动所述取水槽位于X轴方向的两个侧面依靠所述可折叠机构进行扩张或收缩，所述Y轴驱动机构用于驱动所述取水槽位于Y轴方向的两个侧面依靠所述可折叠机构进行扩张或收缩，所述取水槽、X轴驱动机构、Y轴驱动机构和所述超声波振子作为整体位于所述外壳内，且所述取水槽的开口朝外。

【技术特征摘要】
1.一种超声波谐振频率匹配装置，其特征在于，包括取水槽、超声波振子、超声波控制电路、X轴驱动机构、Y轴驱动机构和外壳，所述超声波振子安装在所述取水槽的四个侧面及底面上，所述超声波控制电路用于调节所述超声波振子发出的超声波频率，所述取水槽的四个侧面及底面的连接处设置有可折叠结构，所述X轴驱动机构用于驱动所述取水槽位于X轴方向的两个侧面依靠所述可折叠机构进行扩张或收缩，所述Y轴驱动机构用于驱动所述取水槽位于Y轴方向的两个侧面依靠所述可折叠机构进行扩张或收缩，所述取水槽、X轴驱动机构、Y轴驱动机构和所述超声波振子作为整体位于所述外壳内，且所述取水槽的开口朝外。2.根据权利要求1所述的超声波谐振频率匹配装置，其特征在于，所述X轴驱动机构包括X轴驱动电机、X轴螺纹杆、第一连接杆和第二连接杆，所述第一连接杆和所述第二连接杆的一端分别固定在所述取水槽的X方向的两个侧面上，另一端分别与所述X轴螺纹杆螺纹连接，所述X轴驱动电机驱动所述X轴螺纹杆正转或反转，进而带动所述第一连接杆和所述第二连接杆相向或相背而行；所述Y轴驱动机构包括Y轴驱动电机、Y轴螺纹杆、第三连接杆和第四连接杆，所述第三连接杆和所述第四连接杆的一端分别固定在所述取水槽的Y方向的两个侧面上，另一端分别与所述Y轴螺纹杆螺纹连接，所述Y轴驱动电机驱动所述Y轴螺纹杆正转或反转，进而带动所述第三连接杆和所述第四连接杆相向或相背而行。3.根据权利要求2所述的超声波谐振频率匹配装置，其特征在于，所述超声波控制电路包括单片机、220V交流电源、电流检测模块、双向晶闸管、桥式整流堆、电感线圈、MOS驱动电路、过零点检测模块、第一反相器、第二反相器、PWM功率驱动电路、第三反相器、功率调节模块、开关变压器、电机驱动电路和电感调节机构，所述220V交流电源连接所述电流检测模至所述单片机，所述220V交流电源依次连接所述双向晶闸管、桥式整流堆、电感线圈、MOS驱动电路和所述超声波振子，所述单片机依次连接所述第一反相器、第二反相器、PWM功率驱动电路、开关变压器和所述MOS驱动电路，所述第一反相器连接所...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐进，俞梁英，刘珍，黄培元，曹春鹏，王益，
申请(专利权)人：苏州经贸职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32