[发明专利]超声波彩色音乐喷泉

说明书

“超声波彩色音乐喷泉”可用于家庭或公共娱乐场所的卡拉OK系统。也可在作适当的形体设计后成为录音机的一个组成部分。本发明是同时集娱乐、观尝和医疗保健作用于一体的装置。

在水中发射几十瓦/厘米²强度的超声波，可在水面上产生几十厘米高的喷泉这一实验事实早在五十年代就广为人知了^[1]。最近一些年陆续在一些杂志上有关于超声波喷泉的实验制作文章发表。如《无线电》1988年第2期第30页的“超声波喷泉盆景”一文叙述了一种超声波喷泉的制作方法。同年的《无线电》第11期第24页还报导了业余爱好者的制作体会。纵观以往的超声波喷泉制作都是固定的喷射高度，无彩色效果，未使用超声波专用集成电路，喷射效率不高，未能利用超声波的医疗保健作用使一机多用，未将超声波喷泉作为一件工艺品作形体和色彩上的美术设计。本发明充分利用了超声波喷泉的优点，从改进上述六个方面着手进行统筹考虑，是一面向家庭，多功能化的发明装置。其特点是：1.喷泉高度随音乐电平的起伏而变化；2.彩光系统随音乐信号的变化产生变化的彩色喷泉；3.使用超声波专用集成电路LM1812使电路简单，稳定性，可靠性好；4.为提高喷射效率作了一系列技术改进；5.考虑了一机多用的设计；6.对超声波彩色音乐喷泉瓶作了形体和色彩上的美术设计。

图1超声波彩色音乐喷泉的系统组成框图，第一部分为卡拉OK系统或录音机。第二部分为超声波发生器。第三部分为超声波彩色音乐喷泉瓶及超声波医疗声头。用卡拉OK系统或录音机的音频输出调制超声波发生器的输出功率或频率使超声波彩色音乐喷泉的高度和色彩随着音乐信号的变化而变化。超声波医疗声头接受超声波发生器的信号产生频率和功率可调的超声波用于家庭医疗和保健。

图2超声波彩色音乐喷泉瓶效果图

图3超声波彩色音乐喷泉瓶的俯视图

图4沿图3中线I-I的剖视图

图5图4中压电换能器和彩光系统部分的放大图

图3、图4描述了超声波彩色音乐喷泉瓶的构造，各部分名称：莲花状玻璃瓶(1)，彩色喷泉(2)，导流玻璃斗(3)，回水口(4)，环状凹面压电换能器(5)，环状隔振垫(6)，彩珠玻璃腔(7)，白炽灯珠(8)，引线(9)，压电换能器引线(10)/(11)，灯珠电源引线(12)/(13)，彩色玻璃小珠(14)。

超声波信号从引线(10)(11)输入到压电换能器(5)上产生超声波形成喷泉，本发明为提高喷泉发射效率采取了以下措施：压电换能器(5)，采用环状凹面压电陶瓷片，凹面焦点在导流玻璃斗(3)出口处附近，由于凹面压电换能器的聚集作用[2]，较小的超声波功率就能在导流玻璃斗(3)出口处附近产生较大的超声波定向压强，形成喷泉。导流玻璃斗(3)的作用可以使喷泉进一步束流并起导向作用。压电换能器(5)的发射面涂上由瓷粉和树脂混合的材料以便使压电换能器与水更好地阻抗匹配，提高发射效率。在压电换能器与玻璃瓶之间胶接一弹性隔振垫(6)，它的作用是：反射向下发射的超声波，降低传给玻璃瓶的振动，提供彩光系统彩珠跳动所需的无规振动。上述环状凹面压电换能器(5)，环状隔振垫(6)，导流玻璃斗(3)，共同组成高效超声波喷泉发生器。

彩色灯光系统：图5封闭的透明的玻璃腔(7)，腔内放有一些彩色玻璃小珠(或彩色玻璃碎片)。玻璃腔(7)胶接在弹性隔振垫(6)上。接通电源后，压电换能器(5)发射超声波形成喷泉，同时使弹性隔振垫(6)产生微小振动。由于音乐电平变化的无规性形成隔振垫振动的无规性，玻璃腔(7)内的五彩玻璃珠(14)也随之作无规跳动，白炽灯(8)的白光经五彩珠的过滤产生变化的五彩光线随喷泉喷出。