【技术实现步骤摘要】
一种自供电的全方位集成式超声除藻装置及其工作方法
本专利技术属于生态除藻
,具体涉及一种自供电的全方位集成式超声除藻装置及其工作方法。
技术介绍
水体富营养化现象的出现,使得湖泊、池塘以及水库等缓流水体中的水生植物和浮游植物利用水中的营养物质迅速繁殖,导致水中的溶解氧含量降低,造成水质恶化,水体中氧气含量减少从而影响水生生物甚至另其死亡,进而影响水体生态系统。采用无污染的方法来抑制水体富营养化对于治理水体污染具有重要意义。目前,多个国际机构或生物实验室已经通过相关实验证明利用超声技术可以抑制水体中的藻类的生长和繁殖,从而改变水华现象,实现对水体的清洁和去污。国外一些企业已经开发了控制藻类生长和繁殖的超声设备,并实现了商业化。对于大面积的湖泊或者水库,要抑制全水面的蓝藻生长,需要设置多个超声发生装置。因此,若能实现自供电的超声发生装置对于长期抑制水体中的藻类具有重要的意义。荷兰LGSonic公司研制了可覆盖直径500米范围的基于太阳能供电的超声除藻装置,包含三个超声探头实现水域中的声场辐射,每个换能器要承担120°的超声辐射任务,对于此类传统超声探头必然存在一定的死角无法全方位辐射声波进行除藻作业。再加之超声波在水中传播的非线性以及衰减特性,理论上的水域中的超声波辐射角度随着水体范围的扩大衰减严重。为了实现全方位大面积除藻及防止装置过于复杂,本专利技术提出了太阳能发电并储电的自供电方案对360°全方位辐射超声波的探头进行供电,实现全方位、全天候的高效超声除藻,避免了除藻作业中由于存在辐射死角而引起的除藻不 ...
【技术保护点】
1.一种自供电的全方位集成式超声除藻装置,其特征在于,包括:太阳能供电驱动控制一体化模块(1)、承载装置(2)、连接装置(3)、超声探头模块(4)及水质检测装置(5);/n所述太阳能供电驱动控制一体化模块(1)包括光伏发电系统(11)、具有内腔的多边形锥形外壳(12)、超声波发生器(13)和储电装置(14);/n所述光伏发电系统(11)设置在多边形锥形外壳(12)的表面,用于吸收不同角度的太阳能,从而转化为电能存储到储电装置(14);/n所述储电装置(14)对太阳能供电驱动一体化模块(1)、超声探头模块(4)以及水质检测装置(5)进行不间断供电;超声波发生器(13)实现对超声探头模块(4)的驱动控制;/n所述超声波发生器(13)和储电装置(14)设置在多边形锥形外壳(12)的腔体内部;/n所述承载装置(2)包括:浮箱(21)、环形框(22)、支撑梁(23);/n所述连接装置(3) 设置在承载装置(2)和超声探头模块(4)之间,提供浮力给超声探头模块(4);/n所述支撑梁(23)的两端分别与所述环形框(22)的内侧和所述连接装置(3)的柱面相连;所述浮箱(21)固定在支撑梁(23)的上表 ...
【技术特征摘要】
1.一种自供电的全方位集成式超声除藻装置,其特征在于,包括:太阳能供电驱动控制一体化模块(1)、承载装置(2)、连接装置(3)、超声探头模块(4)及水质检测装置(5);
所述太阳能供电驱动控制一体化模块(1)包括光伏发电系统(11)、具有内腔的多边形锥形外壳(12)、超声波发生器(13)和储电装置(14);
所述光伏发电系统(11)设置在多边形锥形外壳(12)的表面,用于吸收不同角度的太阳能,从而转化为电能存储到储电装置(14);
所述储电装置(14)对太阳能供电驱动一体化模块(1)、超声探头模块(4)以及水质检测装置(5)进行不间断供电;超声波发生器(13)实现对超声探头模块(4)的驱动控制;
所述超声波发生器(13)和储电装置(14)设置在多边形锥形外壳(12)的腔体内部;
所述承载装置(2)包括:浮箱(21)、环形框(22)、支撑梁(23);
所述连接装置(3)设置在承载装置(2)和超声探头模块(4)之间,提供浮力给超声探头模块(4);
所述支撑梁(23)的两端分别与所述环形框(22)的内侧和所述连接装置(3)的柱面相连;所述浮箱(21)固定在支撑梁(23)的上表面;
所述超声探头模块(4)包括:一个箱体(41)、四个变截面兰杰文压电换能器(42)和一个环形构件(43),四个变截面兰杰文压电换能器(42)通过环形构件(43)连接,箱体(41)与四个变截面兰杰文压电换能器(42)之间通过法兰盘(44)固定;
所述变截面兰杰文压电换能器(42)包括:法兰盘(44)、发射端(45)、配重块(46)、预紧螺栓(47)、四片带中心圆孔的圆形压电陶瓷片(48)、平面梁(49);通过预紧螺栓(47)将配重块(46)、平面梁(49)、带中心圆孔的圆形压电陶瓷片(48)和发射端(45)依次安装在一起;
所述水质检测装置(5)设置在超声探头模块(4)的底部。
2.根据权利要求1所述的自供电的全方位集成式超声除藻装置,其特征在于,所述水质检测装置(5)实时监测水中叶绿素-a、藻青蛋白含量以及PH值并将结果反馈到超声波发生器(13),超声波发生器(13)根据上述结果实时调节除藻频率和输出功率,实现高效除藻。
3.根据权利要求1所述的自供电的全方位集成式超声除藻装置,其特征在于,所述法兰盘(44)位于第二片带中心圆孔的矩形压电陶瓷片(48)与第三片带中心圆孔的矩形压电陶瓷片(48)之间,用于固定变截面兰杰文压电换能器(42)在箱体(41)中的相对位置;
所述发射端(45)设计为喇叭形变截面放大结构且存在内腔;
所述带中心圆孔的圆形压电陶瓷片(48)沿着厚度方向极化;
所述相邻的两片带中心圆孔的矩形压电陶瓷片...
【专利技术属性】
技术研发人员:王亮,王健安,周楚新,赵淳生,
申请(专利权)人:周楚新,王亮,
类型:发明
国别省市:美国;US
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