多频率超声清洗效果实验平台制造技术

本发明专利技术公开了一种多频率超声清洗效果实验平台，它包括核心控制模块、第一继电器模块、第二继电器模块、第三继电器模块、输入隔离模块、功率放大模块、第一匹配变压器、第二匹配变压器、五个超声信号产生模块、五个匹配电感和五个换能器阵；其中，核心控制模块，其信号输出端分别与超声信号产生模块、第一继电器模块、第二继电器模块、第三继电器模块的控制信号输入端相连接，用于根据输入的工作频率选择信号产生相应的切换控制信号分别传递给第一继电器模块、第二继电器模块和第三继电器模块；五个超声信号产生模块的输出端分别通过第一继电器模块与输入隔离模块选择性连接。本发明专利技术能够采用多组频率进行水下构建物清洗污垢效果研究，突出了清洗效果的有效性和对比性，实时找出最适合该水下构建物污垢清洗的最佳频率。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种多频率超声清洗效果实验平台，它包括核心控制模块、第一继电器模块、第二继电器模块、第三继电器模块、输入隔离模块、功率放大模块、第一匹配变压器、第二匹配变压器、五个超声信号产生模块、五个匹配电感和五个换能器阵；其中，核心控制模块，其信号输出端分别与超声信号产生模块、第一继电器模块、第二继电器模块、第三继电器模块的控制信号输入端相连接，用于根据输入的工作频率选择信号产生相应的切换控制信号分别传递给第一继电器模块、第二继电器模块和第三继电器模块；五个超声信号产生模块的输出端分别通过第一继电器模块与输入隔离模块选择性连接。本专利技术能够采用多组频率进行水下构建物清洗污垢效果研究，突出了清洗效果的有效性和对比性，实时找出最适合该水下构建物污垢清洗的最佳频率。【专利说明】多频率超声清洗效果实验平台
本专利技术涉及一种多频率超声清洗效果实验平台，属于超声波清洗
。
技术介绍
目前，大坝闸门或坝体等各处被水长期浸没的地方，其表面将会沉积一定的污垢而影响其正常功能甚至损坏设备。目前把超声技术应用于水下构建物的清洗作业的经验比较匮乏，虽然已经有人提出水下大型设备的超声清洗方法，但是大都是在某种特定环境下，采用单一的超声清洗频率。而污垢的物理特性、厚度、坚硬度等与水质的情况和水中的杂质特性息息相关，采用单一频率的超声波换能器对水下构建物进行清洗，难以达到工程需求。一方面，由于信号频率选择不合适，其清洗效果将会被大打折扣，需要延长超声换能器的工作时间，从而将增加能耗，不利于节能减排。另一方面，如果采用单一频率的超声波换能器去清洗有些易碎、易伤的表面污垢时，将会使得清洗的表面受损或损坏。所以，根据不同的清洗物表面情况，污垢的物理特性、厚度和坚硬度等情况，选择合适表面清洗的信号频率进行清洗，将会对提高水下构建物清洗效果，保护坝体，延长超声波换能器的使用时间，减少CO2排放产生积极意义。因此，研制出一种具有自适应特征的、能够应用于清洗不同表面和去除不同污垢的水下构建物表面清洗装置对水利设施的保养与维护意义重大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种多频率超声清洗效果实验平台，它能够采用多组频率进行水下构建物清洗污垢效果研究，突出了清洗效果的有效性和对比性，实时找出最适合该水下构建物污垢清洗的最佳频率。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是:一种多频率超声清洗效果实验平台，它包括核心控制模块、第一继电器模块、第二继电器模块、第三继电器模块、输入隔离模块、功率放大模块、第一匹配变压器、第二匹配变压器、五个超声信号产生模块、五个匹配电感和五个换能器阵；其中， 核心控制模块，其信号输出端分别与超声信号产生模块、第一继电器模块、第二继电器模块、第三继电器模块的控制信号输入端相连接，用于根据输入的工作频率选择信号产生相应的切换控制信号分别传递给第一继电器模块、第二继电器模块和第三继电器模块； 五个超声信号产生模块，其输出端分别通过第一继电器模块与输入隔离模块选择性连接，用于分别输出不同频率的超声驱动信号； 第一继电器模块，用于接收相应的切换控制信号并选择接通相应的超声信号产生模块和输入隔离模块； 输入隔离模块，其输出端与功率放大模块相连接，用于驱动功率放大模块正常工作；功率放大模块，其输出端通过第二继电器模块分别与第一匹配变压器和第二匹配变压器选择性连接； 第二继电器模块，用于接收相应的切换控制信号并选择接通功率放大模块和相应的第一匹配变压器或第二匹配变压器； 五个匹配电感，其分别与五个超声信号产生模块一一对应，并且其中三个匹配电感的输入端分别通过第三继电器模块与第一匹配变压器选择性连接，另外两个匹配电感的输入端分别通过第三继电器模块与第二匹配变压器选择性连接，五个匹配电感的输出端分别与相应的换能器阵相连接，用于对相对应的换能器阵进行调谐匹配； 第一匹配变压器和第二匹配变压器，用于改变相对应的换能器阵的阻抗，使其与信源阻抗相匹配，保证相对应的换能器阵获得最大的电功率； 第三继电器模块，用于接收相应的切换控制信号并选择接通相应的匹配电感和第一匹配变压器；还用于接收相应的切换控制信号并选择接通相应的匹配电感和第二匹配变压器。进一步，所述的五个超声信号产生模块分别为第一超声信号产生模块、第二超声信号产生模块、第三超声信号产生模块、第四超声信号产生模块和第五超声信号产生模块，所述的第一超声信号产生模块输出频率为20KHZ的超声驱动信号，第二超声信号产生模块输出频率为40KHZ的超声驱动信号，第三超声信号产生模块输出频率为80KHZ的超声驱动信号，第四超声信号产生模块输出频率为160KHZ的超声驱动信号，第五超声信号产生模块输出频率为200KHZ的超声驱动信号。进一步，所述的五个匹配电感分别为第一匹配电感、第二匹配电感、第三匹配电感、第四匹配电感和第五匹配电感，第一匹配电感和第一超声信号产生模块相对应，并且其谐振频率为20KHZ，第二匹配电感和第二超声信号产生模块相对应，并且其谐振频率为40KHZ，第三匹配电感和第三超声信号产生模块相对应，并且其谐振频率为80KHZ，第四匹配电感和第四超声信号产生模块相对应，并且其谐振频率为160KHZ，第五匹配电感和第五超声信号产生模块相对应，并且其谐振频率为200KHZ。进一步，所述的输入隔离模块由驱动电路和隔离变压器连接而成。进一步,功率放大模块采用半桥型超声功率放大电路。更进一步，能器阵由多个换能器组成，并且每个换能器由多片压电陶瓷片并联而成。采用了上述技术方案后，由于采用自适应技术对不同的水下构建物和不同状态可以利用不同频段下的五种频率(可以是20kHz、40 kHz,80 kHz,160 kHz和200 kHz)的换能器阵进行水下构建物清洗污垢效果研究，突出了清洗效果的有效性和对比性，且本专利技术的多频率超声清洗效果实验平台具有结构简单、成本低、节能、操作方便和清洗效果明显且易于对比等特点，在超声清洗技术研究方面具有重要意义。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术的多频率超声清洗效果实验平台的原理框图。【具体实施方式】为了使本专利技术的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明。如图1所示，一种多频率超声清洗效果实验平台，它包括核心控制模块、第一继电器模块1、第二继电器模块2、第三继电器模块3、输入隔离模块、功率放大模块、第一匹配变压器、第二匹配变压器、五个超声信号产生模块、五个匹配电感和五个换能器阵4 ;其中， 核心控制模块，其信号输出端分别与超声信号产生模块、第一继电器模块1、第二继电器模块2、第三继电器模块3的控制信号输入端相连接，用于根据输入的工作频率选择信号产生相应的切换控制信号分别传递给第一继电器模块1、第二继电器模块2和第三继电器模块3 ； 五个超声信号产生模块，其输出端分别通过第一继电器模块I与输入隔离模块选择性连接，用于分别输出不同频率的超声驱动信号； 第一继电器模块1，用于接收相应的切换控制信号并选择接通相应的超声信号产生模块和输入隔离模块，从而选择超声驱动信号的频率，第一继电器模块I的公共端口连接输入隔离模块，五个选择端口分别连接五个超声信号产生模块，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多频率超声清洗效果实验平台，其特征在于：它包括核心控制模块、第一继电器模块（1）、第二继电器模块（2）、第三继电器模块（3）、输入隔离模块、功率放大模块、第一匹配变压器、第二匹配变压器、五个超声信号产生模块、五个匹配电感和五个换能器阵（4）；其中，核心控制模块，其信号输出端分别与超声信号产生模块、第一继电器模块（1）、第二继电器模块（2）、第三继电器模块（3）的控制信号输入端相连接，用于根据输入的工作频率选择信号产生相应的切换控制信号分别传递给第一继电器模块（1）、第二继电器模块（2）和第三继电器模块（3）；五个超声信号产生模块，其输出端分别通过第一继电器模块（1）与输入隔离模块选择性连接，用于分别输出不同频率的超声驱动信号；第一继电器模块（1），用于接收相应的切换控制信号并选择接通相应的超声信号产生模块和输入隔离模块；输入隔离模块，其输出端与功率放大模块相连接，用于驱动功率放大模块正常工作；功率放大模块，其输出端通过第二继电器模块（2）分别与第一匹配变压器和第二匹配变压器选择性连接；第二继电器模块（2），用于接收相应的切换控制信号并选择接通功率放大模块和相应的第一匹配变压器或第二匹配变压器；五个匹配电感，其分别与五个超声信号产生模块一一对应，并且其中三个匹配电感的输入端分别通过第三继电器模块（3）与第一匹配变压器选择性连接，另外两个匹配电感的输入端分别通过第三继电器模块（3）与第二匹配变压器选择性连接，五个匹配电感的输出端分别与相应的换能器阵（4）相连接，用于对相对应的换能器阵（4）进行调谐匹配；第一匹配变压器和第二匹配变压器，用于改变相对应的换能器阵（4）的阻抗，使其与信源阻抗相匹配，保证相对应的换能器阵（4）获得最大的电功率；第三继电器模块（3），用于接收相应的切换控制信号并选择接通相应的匹配电感和第一匹配变压器；还用于接收相应的切换控制信号并选择接通相应的匹配电感和第二匹配变压器。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李青龙，姚澄，王斌，朱益鹏，朱昌平，单鸣雷，陈秉岩，
申请(专利权)人：河海大学常州校区，
类型：发明
国别省市：