[发明专利]一种相控阵超声清洗器

说明书

技术领域

本发明属于超声清洗技术领域，涉及一种通相控阵超声清洗器。

背景技术

超声波清洗是通过物理手段清除物件表面污垢，是一种实用而先进的清洗技术。与各种化学、物理、电化、物化等清洗方法相比，更有益于环境保护，因此被称为绿色清洗。超声波清洗而且具有清洁度高、速度快、成本低等优点，尤其对于其他清洗方法无法或很难处理的孔穴，狭缝、凹槽、微孔等，利用超声清洗可获得理想的效果。

目前大多数的超声清洗装置是将多个超声换能器固定于清洗槽壁，换能器在高频电源驱动下产生超声频机械振动，通过清洗槽壁向盛在槽中的清洗液辐射超声波。但是，清洗槽是有限空间，超声波会在液体和气体的交界面反射而形成驻波，从而在液体空间出现声压极小和极大值，造成清洗不均匀现象。清洗槽的容积毕竟有限，因此清洗部件尺寸有一定局限性，而且此类清洗设备在携带和运输方面有很多不便。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种不需要设置清洗槽，且能够产生动态指向性及超声波聚焦的相控阵超声清洗器。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种相控阵超声清洗器，由超声频电源、信号延迟系统和相控阵线阵列换能器连接组成；所述换能器包括圆筒形套管，套管外部套装有若干个叠放在一起的薄片压电片，每个压电片上下表面分别设置有电极片，相邻压电片的电极片之间通过绝缘片隔开，分别与各电极片连接的电极线均穿过套管管壁从套管中引出与信号延迟系统连接；由超声频电源提供振荡电压，经信号延迟系统将输入的振荡电压分为若干具有相位差的多通道信号，激励换能器各压电片使其沿径向振动，通过改变激励信号的相位差达到动态指向性和聚焦效果。

所述套管上端设置有与其连为一体的上盖板，套管下端通过螺纹连接有下盖板，套装在套管上的若干个压电片、电极片和绝缘片通过上盖板和下盖板压装固定。

所述套管管壁上开设有呈螺旋状分布的若干个电极孔，电极片内圆上设置有凸起部分，各电极片凸起部分分别通过电极孔伸入套管内，各电极线一端与各电极片的凸起部分连接另一端与信号延迟系统连接。

所述换能器整体由绝缘橡胶层包裹，绝缘橡胶层中开设有与套管内孔连通的引线孔，电极线通过引线孔引出。

套装在套管上的若干个压电片、电极片、绝缘片及上盖板和下盖板均为圆形。

本发明将若干个薄片压电片套管在套装外部，由超声频电源提供振荡电压，经信号延迟系统将输入的振荡电压分为若干具有相位差的多通道信号，将通常清洗设备中换能器的轴向超声频振动变为径向振动，通过改变线阵列换能器激励信号的相位差，从而使声场产生动态指向性以及聚焦，克服了现有超声清洗设备在清洗槽中产生驻波造成的清洗不均匀缺点；此清洗器可以直接将产生的超声波作用于液体，避免通过清洗槽壁造成能量的损失，因此空化效应更强；此装置无需设置清洗槽，只需将清洗器放入盛有清洗液的容器即可对部件进行清洗，便于携带。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是图1中换能器的结构示意图；

图3是图2中下盖板的结构示意图；

图4是图2中套管和下盖板的连接结构示意图；

图5是图2中电极片的示意图；

图中：绝缘橡胶层1、上盖板2、下盖板3、压电片4、绝缘片5、电极片6、电极孔7、套管8组成。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案进行进一步说明：

如图1所示，本发明的相控阵超声清洗器是由超声频电源、信号延迟系统、相控阵线阵列换能器连接构成。由超声频电源提供振荡电压，经信号延迟系统将输入的振荡电压分为若干具有相位差的多通道信号，然后激励换能器各压电片使其沿径向振动，通过改变激励信号的相位差达到动态指向性和聚焦的效果。

如图2所示，超声清洗器中换能器由绝缘橡胶层1、上盖板2、下盖板3、压电片4、绝缘片5、电极片6、电极孔7、套管8组成。换能器内部整体结构通过绝缘橡胶层1包裹，且绝缘橡胶层1上端开设有与套管连通的引线孔。上盖板2和套管8为一体，套管8外部套装有若干个叠放在一起的薄片压电片4，每个压电片4上下表面分别设置有电极片6，相邻电极片6之间通过绝缘片5隔开，套管8管壁上开设有呈螺旋状分布的若干个电极孔7，各电极孔沿套管外圆周错开设置，便于各电极线引出，互不干扰。如图5，通过电极线与信号延迟系统连接的电极片6内圆上设置有凸起部位，各电极片凸起部分通过电极孔7伸入套管8内与各电极线连接，所有电极线都由套管8内和绝缘橡胶层1上的引线孔引出。