[发明专利]多频相控超声衣物清洗及脱水方法与装置

权利要求书

1.多频相控超声衣物清洗及脱水装置，包括衣物洗涤箱、电路控制系统、进水排水装置、显示控制面板，其特征在于还包括超声波相控阵、空气交换装置；

所述衣物洗涤箱用于放置被清洗或脱水得的清洗衣物，衣物洗涤箱内壁光滑且涂有用于反射声波的涂料；衣物洗涤箱内有声波反射板，工作时浮在液面，当超声波速扫描至液面时，反射板把超声波束反射回水中再次利用；超声波相控阵阵列均匀分布在圆筒侧壁和底部；衣物洗涤箱顶部设有进水装置，底部有排水装置；所述超声波相控阵包括谐振频率不同的超声相控阵。

2.根据权利要求1所述的多频相控超声衣物清洗及脱水装置，其特征在于所述超声相控阵分为具有不同谐振频率的低频超声相控阵和高频超声相控阵。

3.根据权利要求1所述的多频相控超声衣物清洗及脱水装置，其特征在于所述电路控制系统包括数字控制系统和功放驱动电路；数字控制系统用于控制衣服洗涤的整个流程，并完成超声波相控阵的超声频率与相位的控制、监测衣服清洗状态以及电源控制；功放驱动电路用于把弱超声信号放大为能够驱动相控阵的强超声信号。

4.根据权利要求3所述的多频相控超声衣物清洗及脱水装置，其特征在于所述数字控制系统调整超声波相控阵阵元发出的超声波相位，改变超声波束角度，使波束按照顺时针或逆时针方向在洗涤箱内进行扫描，从而均匀清洗所有衣物。

5.根据权利要求1所述的多频相控超声衣物清洗及脱水装置，其特征在于所述进水排水装置用于控制洗涤用水的进出，所述进水排水装置包括位于衣物洗涤箱底部的漏水口、位于漏水口下方的隔离槽、隔离槽下方通过排水阀门连接至排水口，且隔离槽与排水阀门之间设有水流传感器，排水阀门由电子阀门控制开合，当清洗程序结束，进入脱水程序时，电子阀门打开，污水通过排水口排出。

6.根据权利要求5所述的多频相控超声衣物清洗及脱水装置，其特征在于水流传感器为水流感应转轮，排水口电子阀门打开，衣物洗涤箱内的污水经带动水流感应转轮转动；当衣物洗涤箱内液面低于漏水孔所在的水平线时，衣物与水隔离开，残留在衣物上的大量水分会从漏水孔滴入隔离槽；当隔离槽中的水通过水流感应转轮的流速下降到预设值时，高频超声相控阵启动，超声空化与雾化同时进行。

7.根据权利要求1所述的多频相控超声衣物清洗及脱水装置，其特征在于所述空气交换装置包括进气口、排气口和湿度监测装置；进气口装有可循环利用的干燥剂，排气口装有抽风机；进入脱水程序时，抽风机启动，把箱外干燥空气抽入，箱内雾化的湿气抽走；湿度监测装置用于监测洗涤箱内部和外部的湿度状况；频相控超声衣物清洗及脱水装置的外壳和衣物洗涤箱内分别安装有湿度传感器；当脱水程序开始后，由于衣物里面的水分被雾化，箱内湿度会比外部湿度高，随着衣物里面的水分逐渐被雾化分离并被抽风机抽走，箱内的湿度与箱外达到相对稳定状态，当箱内外湿度相等时，脱水程序完成。

8.根据权利要求7所述的多频相控超声衣物清洗及脱水装置，其特征在于所述显示控制面板安装在多频相控超声衣物清洗及脱水装置外壳顶部，用于控制和显示当前装置的工作状态，用户根据清洗的衣物数量、厚度和个人要求选择相应的洗涤模式和脱水模式；显示控制面板分别预设了五个档位的洗涤与脱水强度选项，每个档位的强度由清洗所用的超声波频率、波束集中度和工作时间所决定；脱水模式分定时脱水与智能脱水：定时脱水由用户预设脱水流程的工作时间；智能脱水由湿度传感器的监测数据控制脱水流程的结束时间。

9.根据权利要求2所述的多频相控超声衣物清洗及脱水装置，其特征在于所述低频超声相控阵产生的超声波通过对液体产生空化效应达到清洗衣物的目的；所述高频超声相控阵通过对未脱水的衣物产生雾化效应，使衣物中的水分雾化分离，达到衣物脱水的作用；所述衣物洗涤箱为圆筒形，衣物洗涤箱侧壁配置的超声相控阵发生器以低频超声相控阵发生器为主，衣物洗涤箱底面配置高频超声相控阵发生器。

10.权利要求1～9任一项所述多频相控超声衣物清洗及脱水装置的清洗及脱水方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：把待洗衣物放入洗涤箱内，并添加少量清洗剂，放入声波反射板；根据清洗任务在显示控制面板上选择相应的洗涤模式或自定义洗涤强度和时间；脱水模式选择定时脱水或者智能监控脱水，若选择定时脱水，需要选定脱水时间；若选择智能监控脱水，则由湿度传感器监控脱水过程；按确认键开始程序。

步骤2：开始程序后，进水电子阀门打开，对衣物洗涤箱内筒注水；当注入了预设定的水量后，声波反射板漂浮于水面；

步骤3：进入清洗程序，低频超声相控阵启动，电路控制系统通过控制相控阵元超声波的相位，使超声波束依照设定速度上下扫描，达到均匀清洗的目的；

步骤4：第一阶段清洗程序结束，排水程序开始；排水口电子阀门打开，洗涤箱内的污水经过排水口带动水流感应转轮转动；当桶内液面低于漏水孔所在的水平线时，衣物与水隔离开，残留在衣物上的大量水分会从漏水孔滴入隔离槽；当隔离槽中的水通过水流感应转轮的流速下降到预设值时，高频超声相控阵启动，超声空化与雾化同时进行；

步骤5：当水流感应转轮停止转动，说明检测到箱内污水排放完毕，低频超声相控阵关闭，雾化脱水程序执行；排气扇启动，将雾化湿气排走；外面的空气通过进气口，经过干燥剂的处理后，变成干燥的空气进入洗涤箱内；

步骤6：若装置启动前用户选择定时脱水，控制系统的定时器开始计时；当数值到达预设值时，排气扇与高频超声相控阵停止工作，脱水程序结束；若用户选择智能监控脱水，安装在洗涤箱内外的湿度传感器启动，对洗涤箱内空气湿度进行监控；当排气口处的湿度传感器检测到洗涤箱内外空气湿度相等时，排气扇与高频超声相控阵停止工作，脱水程序结束；

步骤7：进水电子阀门打开重新注水，重复步骤2、3、4、5、6，按要求循环若干次，即可完成衣物洗涤任务。