专利名称：具有超声波发生器的超声波系统，谐振器和光源的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种超声波系统，其包括超声波发生器和超声波传导地与超声波发生 器连接的谐振器，用于将超声波输出到可流动的介质。
背景技术：
超声波系统已广泛使用，以产生低频功率超声波，以便例如使自由流动的介质，如 分散剂，溶剂，水，油，乳剂，熔化，酸，碱和其他液体雾化。为此，由从上述超声波系统产生的 低频超声波功率的超声波具有I至350微米，优选为10至80微米和例如35微米的振幅， 并且从谐振器传输到可流动的介质。低频功率超声波是超声波，其具有工作频率为15至 2000千赫，优选15到800千赫和例如25千赫，和超过5瓦的声功率，优选从10 W至20000 W和例如200 W。为了产生超声波，例如使用压电或磁致伸缩的超声波发生器。该谐振器例 如是声换能器和一个平面的或弯曲的板式振荡器或管状谐振器。
如果超声波检查在敞开的容器或容器中的流动介质，那么大多数的超声波谐振器 从上面伸入待处理的液体中。受到结构限制，在这种情况下超声波发生器位于待超声波检 查的样品上。在具有安装在工作区域上方，如天花板上的灯的一般的工作条件下，超声波系 统将一阴影投到待处理的样品上。这使得工作变得困难和降低了视觉评估的超声波检查结 果的可能性。
超声波通常是很困难的人耳不易察觉的振荡。为此，通过推荐使用听力保护和吸 收声音的柜，例如，丙烯酸酯柜额外妨碍感知声音。因此，在听觉上察觉超声波系统的工作 状态有时可能是困难的。然而在操作过程中会由低频功率超声波出现危险，例如用手接触 或在将已经振动的谐振器浸入液体时发生飞溅或气溶胶。由谐振器的差的照明，操作员可 能不能识别，谐振器是否已经浸入在介质中。如果一个已经振动的振荡器浸入在介质中，介 质可通过超声波振动从它的容器中溅出和危及操作者，甚至造成伤害。发明内容
因此，根据本发明的目的是提供一种超声波系统，它比已知的超声波系统运作更安全。
此目的对于前述超声波系统根据本发明由一光源解决，其中，用所述光源至少部 分地照射谐振器。
通过所述光源至少部分地照射谐振器，操纵超声波系统的操作员的工作区域被良 好地照明，即使超声波系统是一个手持式超声波系统。操作者可以很容易地识别，谐振器是 否已经浸入介质中。
此外可以通过光源在操作和处理超声波系统特别是一个手持式超声波系统时，为 操作员产生关于超声波系统的工作状态的光学响应。在使用过程中，操作员的目光通常定 向到被处理的样品和浸入到样品中的谐振器的部分。有效视场以外的视觉显示会妨碍工作 运行，并且是一个风险源，因为目光必须从工作的谐振器、从而从该事件的位置转过去。
上述光源在工作中照射到操作员的视野，既能够在那里提供超声波系统的工作状 态的光学响应，和/或有效地照亮视野。如果操作员的目光对准所述视野，他能够在光源工 作中清楚地看到谐振器，因为谐振器至少部分地由所述光源照亮。
本发明的解决方案可以通过各种不同的、分别各自有利的、任意相互组合的结构 被进一步改进。这些结构形式和其相关的好处将在下面讨论。
因此，在超声波系统的操作过程中直接与可流动的介质接触的并且将超声波发送 到例如可流动的介质上的谐振器的至少一部分能够被光源照射。在该超声波系统操作时， 特别是发送超声波和可能浸入在可流动的介质中的谐振器的部分位于操作员的视野中，其 中，操作者通过照明能够任何时候良好地识别谐振器的这一部分。可用光源照明的谐振器 的这一部分优选是谐振器的自由端，它远离超声波发生器指向。
为了能够充分地照亮或者照明所述视野，光源可以具有至少为O. 5cd的光强度， 优选超过10cd，例如为30cd。光源能够产生所选择的和尤其是任意波长的光线，优选在可 见光范围内，特别是在450nm - 550nm之间。
光源尤其能够被定向，也能够照亮谐振器的周围，从而至少使得待用超声波处理 的介质至少在操作员的视野中至少局部地可被照亮。通过光源所产生的光学显示也能够很 容易地由操作者察觉到。
为了能够很好地照亮位于操作员视野中的工作区域，光源可以被安装在超声波发 生器上，并在工作中从超声波发生器离开地照射。安装在超声波发生器上的光源照亮超波 系统的工作区域，与它的取向有关，这在可用手对准的超声波系统的情况下是特别有利的。
如果谐振器从超声波发生器向前突出，那么所述光源能够被定向为，在工作期间 沿着谐振器照射，以便也能够照明与超声波发生器最大间隔开地设置的谐振器的部分和围 绕这一部分布置的工作区域。
谐振器可以形成为棒状，以便能够简单地到达待用超声波处理的介质。在形成为 杆状的谐振器中，光源优选被定向为，在其工作中平行于谐振器照射。
所述光源例如是LED、激光或灯，其优选定位，使得它的光大部分沿着谐振器落在 待处理的介质上或在待处理的介质中。因此，由光源所产生的光信号在操作员的视野内在 用超声波系统工作期间是可见的。
在一个实施例中，光源被定位，使得光至少部分地落在谐振器上，从而使得被照明 的谐振器作为光信号可以被识别。
尤其是在相同形状的谐振器中，所述谐振器例如沿其纵向轴线没有任何显着的直 径变化或标记，就很难估计在可流动的介质中的谐振器的浸没深度。为了产生在谐振器上 的标记，可以将光源配置成，谐振器被部分有阴影地照亮或其相对于其它被照区域谐振器 被视觉更亮地照亮，其中，所述阴影或更亮的区域可以是相对于谐振器位置固定的。因此由 阴影或光点组成的标记可以被用于允许用户来估计到样品材料的距离或浸入深度。
超声波系统可被构造成根据超声波系统的工作状态不同地操作光源。由此向操作 者光学地显示超声波系统的工作状态，同时操作人员看着工作区域。为了能够确定超声波 系统的工作状态，因此操作者不再将他的目光从工作或操作区域转开，以便例如观察超声 波系统的控制单元。
如果要显示超声波系统是否在工作，超声波系统能够被构造成为光源提供工作电源，例如，当超声波系统产生超声波时。对于一个简单实施例，一个连续的光信号，例如随着超声波开始和终止。
为了能够识别不同的工作状态，该超声波系统能够被构造成，可以不同地运行光源，这与工作状态有关。例如，光源的工作模式可以包括向光源周期地供给工作电流、改变光源的工作电源，或者改变光源的取向或颜色，如果是一个选定的工作状态。因此，光源例如可以使用三色LED。在使用多个光源时，由每个光源输出的光具有一个与其他光源不同的波长。这使得更多的信号信息(例如，“工作”，“故障”或“报警”)可传递给用户。为了借助于光信号通知或者警告操作者，光源的工作的多种可能性(也包括相互组合)可供选择，包括 连续运行； 脉冲运行或脉冲序列； 亮度的变化； 发光颜色的变化； 光的方向的变化，或 投影的图形和图像的变化。
因此可以使用这些光信号的可能性，例如，传达给用户以下信息中的一个或多个 超声波启用/停止； 超声波强度； 振动幅度； 超声波功率； 介质温度； 危险； 故障； 介质压强； 超声波检查的时间(例如每秒的闪烁)； 累积的能量输入，或 实际的或最佳的浸入深度。
为了能够向操作者提供更多的信息，或者能够产生阴影的和更亮的区域或标记， 超声波系统能够具有一个可用光源的照射的图像生成器，它能够与超声波系统的工作状态有关地产生不同的图像。光源，例如一个激光或LED的光可以落在遮光板或有源矩阵例如 LCD或TFT上，或者通过位于前面的掩模落在遮光板或有源矩阵例如LCD或TFT上，由此将一形状或者图案投影到操作者的视野中。
为了能够尽可能均匀地照亮谐振器或者说视野或工作区域，而没有超声波系统的组件、尤其是谐振器遮挡工作区域，超声波系统可以具有多个光源。优选地，谐振器设置在光源之间并从多个侧面照明。为了避免部分或完全遮光，例如，由谐振器，例如能够将至少两个光源定位在谐振器的周围。这些光源优选这样布置，从而在很大程度上或完全避免形成阴影。
下面例如借助于实施例参照附图来说明本发明。其中图1示出本发明的超声波系统的示意图。
附图标记说明 I超声波系统；2超声波发生器；3谐振器；4光源；5具有谐振器的超声波发生器的侧面；6,6’的光源的光束。
具体实施方式
首先参照图1所示的实施例说明按照本发明的超声波系统的结构和功能。
图1示出了超声波系统I的示意性侧视图。超声波系统I具有一个超声波发生器 2和一个传输超声波地与超声波发生器2连接的谐振器3，用于将由超声波发生器2产生的 超声波传输到要用超声处理的介质上。另外，超声波系统I被构造为具有光源4。
谐振器3从超声波发生器2沿着方向R延伸离开。特别是谐振器3在图1的实施 例中从超声波发生器2的一侧5突出，使得它能够简单地与一要用超声波处理的介质接触， 而超声波发生器2本身不接触介质。
光源4如同谐振器3 —样在超声波发生器2的同一侧5上安装和取向，用于至少 部分地在方向R 5照射。在光源4工作时从光源4发出的光束6大致沿着方向R或至少部 分并行于谐振器3延伸。其中光束6至少局部地照射到谐振器3，从而尤其是谐振器3的远 离超声波发生器2的、可能是自由的端部7被光束6照亮。至少谐振器3的端部7被构造 成与介质直接接触并且传输超声波到介质上。
光源4横向于方向R设置在谐振器3的前面或后面，因此在只用光源4照明谐振 器3时，谐振器3在其背离光源4的一侧上蒙有阴影。为了防止这样的阴影，图1所示的实 施例的超声波系统I具有另一个光源8，它相对于谐振器3与光源4彼此相对布置。通过 将谐振器3设置在光源4，8之间，光源4，8也能够通过分别由另一光源4，8产生的阴影照 亮，从而超声波系统I的用户能够很好地看到谐振器3的所有侧面，尤其是在谐振器3工作 时从所有侧面清楚地看到其端部7。
特别是在谐振器3周围被照亮的区域可以称为作为工作区域A。如果在谐振器3 的区域内，特别是在其端部7的区域内的工作区域A被照亮，那么超声波系统I的操作员能 够可靠地操作并用视觉简单地检查谐振器3是否正确地与介质10接触。
在图1中示出了超声波系统I以及一个容器9，其中，在所述容器9中设置有要用 超声波处理的可流动的介质10。至少谐振器3的端部7浸入可流动介质10中，以便将超声 波传输到可流动的介质10上，例如为将其雾化。
通过用光源4和选择地也用光源8照亮谐振器3，超声波系统I的操作员不仅能够 识别谐振器3在什么位置浸入可流动介质10中，而且也能够识别谐振器3浸入可流动介质 I中的程度。如果如在图1中所示的实施例中的可流动介质10是透光的介质，那么两个光源4，8的光束 6，6’不仅延伸到可流动介质10的表面，而且也延伸到可流动介质10内部， 并可能到达容器9的底部。如果可流动介质10不是透明的，那么光束6，6’基本上是在可流动介质10的表面终止。
权利要求
1.超声波系统(I)，具有一超声波发生器(2)和一超声波传输地与超声波发生器(2)连接的谐振器(3)，用于将超声波发送到可流动的介质(10)，其特征在于光源(4，8)，用所述光源至少局部地可照亮谐振器(3 )。
2.根据权利要求1所述的超声波系统(I)，其特征在于，所述光源(4，8)安装在超声波发生器(2)上，并在工作时从超声波发生器(2)离开地照射。
3.根据权利要求1或2所述的超声波系统(1)，其特征在于，所述谐振器(3)构造成从超声波发生器(2)突出，并且光源(4，8)被定向为沿着谐振器(3)照射。
4.根据权利要求1至3中之一所述的超声波系统(1)，其特征在于，所述谐振器(3)成形为棒状，并且所述光源(4，8)被定向为在它们工作时平行于谐振器(3)照射。
5.根据权利要求1至4中之一所述的超声波系统(1)，其特征在于，所述光源(4，8)被构造成，有局部阴影地照亮谐振器(3)或者相比较其它照明区显然更亮地照亮谐振器(3)。
6.根据权利要求1至5中之一所述的超声波系统(I),其特征在于,超声波系统(I)被构造成，使光源(4，8)根据超声波系统(I)的工作状态不同地工作。
7.根据权利要求1至6中之一所述的超声波系统(I),其特征在于,超声波系统(I)被构造成，光源(4，8)被供以工作电源，当超声波系统(I)产生超声波时。
8.根据权利要求6或7所述的超声波系统(I)，其特征在于，该超声波系统(I)的工作模式包括向光源(4，8 )周期地供给工作电流、改变光源(4，8 )的工作电流或者改变光源(4，8)的取向或颜色。
9.根据权利要求1至8之一所述的超声波系统(I)，其特征在于，超声波系统(I)具有一可用光源(4，8)照明的成像器，该成像器产生不同的图像，视超声波系统(I)的工作状态而定。
10.根据权利要求1至9之一所述的超声波系统(I)，其特征在于，超声波系统(I)具有多个光源(4，8)，其中，所述谐振器(3)被设置在所述光源(4，8)之间。
全文摘要
本发明是具有超声波发生器的超声波系统，谐振器和光源。其涉及一种用于产生低频功率超声波的超声波系统(1)，具有用于传输超声波到介质(10)上的谐振器(3)。为了能够安全地操作超声波系统(1)，按照本发明规定，超声波系统(1)具有光源(4，8)，它照亮超声波系统(1)的工作区域(A)。
文档编号B06B1/02GK103028537SQ20121037396
公开日2013年4月10日 申请日期2012年10月5日 优先权日2011年10月5日
发明者哈拉德赫尔休厄, 托马斯赫尔休厄, 霍尔格赫尔休厄 申请人:赫尔休厄博士有限公司