专利名称：一种投入式超声清洗装置的制作方法
技术领域：
一种投入式超声清洗装置技术领域[0001]本实用新型涉及一种投入式超声清洗装置，特别地，涉及一种家用型投入式超声清装置，例如，可用来清洗蔬菜瓜果，也可用来清洗首饰、杯子、袜子、鞋垫等小件物品。
背景技术：
[0002]超声波在清洗、水处理、中药萃取、焊接等领域有着广泛的应用。超声清洗是超声波应用最为广泛的领域之一。超声波通常是由一定频率的电磁波经换能器转换而来。[0003]目前，超声清洗设备主要有槽式的和探头式的。槽式的超声清洗设备将清洗槽固定在换能器上，在工业上有着广泛的应用，然而这种结构的超声清洗设备功率密度小，适用范围有限，能量损失严重，而且其体积大，易损坏。探头式超声清洗设备将换能器的工作端置于水中，而另一端露出水面，因此，需要有支架或是用手握着；这种探头式超声清洗设备， 体积小、操作灵活，具有一定的优势。然而，当前的探头式超声清洗设备都采用压电换能器进行设计，存在输入功率小或输出的声功率密度小等难以避免的缺陷；而且，由于压电换能器的电极一般裸露，工作时存在很高的电场，故其不能暴露于潮湿的环境中，将压电换能器置于水中时，需要采取有效的防水措施，而即使如此也存在安全性风险，所以，常见的探头式超声清洗设备通常都需要另外设置变幅杆，使用时将变幅杆直接置于水中，而压电陶瓷部分露在水面上，显然这样的探头式超声清洗设备的结构设计相对复杂、成本较高、并且使用不便。[0004]因此，需要一种输出功率较大、安全性高、经久耐用的小型便携式家用超声清洗装置。实用新型内容[0005]鉴于现有的超声清洗设备的不足，本申请提供一种投入式超声清洗装置，采用磁致伸缩换能器，从而可直接投入盛水容器中进行清洗，无需将换能器固定至清洗槽。磁致伸缩换能器能产生的大的机械能输出，几乎全部有效地转换为声能，从而确保良好的清洗效果。该超声清洗装置清洗效果好、噪音小、操作方便、成本低、易于大众化。[0006]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的[0007]—种投入式超声清洗装置，其包括超声波信号发生设备和换能器，其中所述换能器将由所述超声波信号发生设备产生的振荡电信号转换成超声波机械振动，并且所述换能器是磁致伸缩换能器。[0008]优选地，换能器包括由磁致伸缩薄片材料叠置而成的窗口型磁芯、缠绕在所述磁芯上的线圈、以及外壳，外壳内部充满冷却液，所述磁芯连同所述线圈一起置于所述冷却液中被密封在所述外壳内。由于输入功率相对较小，无需采用流动水冷却，可采用特殊的冷却液冷却，减小对换能器的腐蚀，延长使用寿命。[0009]优选地，换能器外壳呈圆柱状柱体，柱体两端用作振动输出端。[0010]优选地，外壳的柱体两端的边缘采用弧形设计，所述柱体侧面采用波纹设计。[0011]优选地，换能器的振动输出端焊接有钛合金或不锈钢材料，其形状为规则的圆饼状或喇叭状。[0012]优选地，所述冷却液为无毒无害、导热性好、且对密封体内材料腐蚀性小的液体。[0013]优选地，所述冷却液为纯净水或酒精。[0014]优选地，所述磁致伸缩薄片材料是Fe-Al基磁致伸缩薄片材料。[0015]可选地，磁致伸缩薄片材料是铁基磁致伸缩薄片材料或镍基磁致伸缩薄片材料。[0016]优选地，换能器与所述超声波信号发生设备插拔式电连接。由此，这两部分有很强的独立性，当其中一部分无法继续使用时，可以方便地更换；而且，用户可以根据实际的需求配备多个换能器，而仅需一个超声波信号发生设备。[0017]优选地，超声波信号发生设备上设一用于安放换能器的基座，以便在非使用状态下便于安放换能器。[0018]优选地，换能器外壳上设有把手。既方便换能器的设计与安放，又方便换能器工作时位置的调整，还可以实现手持式清洗。[0019]所述超声清洗装置是投入式的意指可以直接将换能器放入任何盛有适量水或其他液体的容器中。由此可以避免换能器工作端与容器壁的直接接触，有效地降低了噪音和功率损耗。[0020]优选地，线圈使用防水性好的耐高温绝缘导线绕制而成。[0021]优选地，外壳采用不锈钢材质。由于磁致伸缩换能器能够承受较大功率的电信号， 并且拥有较高的电声转换效率，使得换能器工作时不需要变幅杆即能获得较大的声功率密度，从而避免了使用变幅杆造成的换能器振动方向的长度增加以及成本的增加，使换能器可以做得小巧、美观。[0022]所述超声波信号发生设备包括信号发生器、功率放大器、匹配网络和电源，根据磁致伸缩材料的不同，超声波发生设备具有不同的输出频率范围和输出功率范围，其输出最大功率大于200W。[0023]这种超声清洗装置与传统的大功率超声设备相比，具有以下技术优势无变幅杆， 使得换能器体积较小，成本低；在使用中由于整个换能器都可没入水中，换能器的主要振动端输出的机械能都能有效地转换为声能，因而能量利用率高；其功率输出方式也较为灵活， 可以是两端，也可以是一端，还可以是侧面。[0024]与传统的家用型压电式超声清洗设备相比，该超声清洗装置存在输出声功率密度高、使用频率范围宽、清洗更彻底、使用更方便、使用寿命长等优点。
[0025]图I为投入式超声清洗装置的示意图；[0026]图2为根据本实用新型一个实施例的磁致伸缩换能器结构示意图；以及[0027]图3为根据本实用新型另一实施例的磁致伸缩换能器结构示意图。
具体实施方式
[0028]
以下结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。[0029]在图I所示的实施例中，超声清洗装置包括超声波信号发生设备I和磁致伸缩换能器3，超声波信号发生设备I上设有控制面板2，控制面板2上有开关、功率调节旋钮等部分。换能器3上设有把手4，方便换能器的安放，同时也方便换能器工作时位置的调整及驱动线圈32的引出。超声波信号发生设备I上设有安放换能器的基座(未示出)，例如挂钩。 超声波信号发生设备上设有插孔5，以便将换能器3上的导线插头插入其中而与换能器相连。[0030]图2为根据本实用新型一个实施例的磁致伸缩换能器的结构示意图，其中换能器 3包括由磁致伸缩薄片材料叠置而成的窗口型磁芯31、缠绕在所述磁芯31上的线圈32、以及外壳33，外壳33内部充满冷却液34，磁芯31连同线圈32 —起置于冷却液34中被密封在外壳33内，磁芯31和外壳33的两端通过焊接紧密连接，外壳33为不锈钢材质，驱动线圈32从侧面的把手处引出，通过密封圈或防水胶密封，冷却液34为纯净水。在本实用新型的实施例中，换能器的磁芯采用铁铝基磁致伸缩薄片材料，超声波信号发生设备的输出频率为18 25kH，输出功率为5CT500W，该超声清洗装置的输出声功率密度约为O. 8 8W/cm2。[0031]图3为根据本实用新型另一实施例的磁致伸缩换能器结构示意图，其与图2所示的磁致伸缩换能器大部分结构相同，区别仅在于壳体33的柱体边沿采用弧形设计。这种设计可增大换热面积。[0032]本实用新型并不局限于上述实施方式，根据上述构思，换能器的把手可以设计成其他形式；基座、控·制面板、插孔也可以设置在其它位置，并不影响本实用新型的效果。权利要求1.一种投入式超声清洗装置，所述超声清洗装置包括超声波信号发生设备和换能器， 其中所述换能器将由所述超声波信号发生设备产生的振荡电信号转换成超声波机械振动， 其特征在于所述换能器是磁致伸缩换能器。
2.根据权利要求I所述的投入式超声清洗装置，其特征在于所述换能器包括由磁致伸缩薄片材料叠置而成的窗口型磁芯、缠绕在所述磁芯上的线圈、以及外壳，所述外壳内部充满冷却液，所述磁芯连同所述线圈一起置于所述冷却液中被密封在所述外壳内。
3.根据权利要求2所述的投入式超声清洗装置，其特征在于所述换能器外壳呈圆柱状柱体，柱体两端用作振动输出端。
4.根据权利要求3所述的投入式超声清洗装置，其特征在于所述外壳的柱体两端的边缘采用弧形设计，所述柱体侧面采用波纹设计。
5.根据权利要求2所述的投入式超声清洗装置，其特征在于所述换能器的振动输出端焊接有形状为规则的圆饼状或喇叭状的钛合金或不锈钢材料。
6.根据权利要求I所述的投入式超声清洗装置，其特征在于所述超声波信号发生设备的输出功率为5CT500W。
7.根据权利要求2所述的投入式超声清洗装置，其特征在于所述冷却液为纯净水或酒精。
8.根据上述权利要求2-7中任一项所述的投入式超声清洗装置，其特征在于所述磁致伸缩薄片材料是Fe-Al基磁致伸缩薄片材料。
9.根据权利要求I所述的投入式超声清洗装置，其特征在于所述换能器与所述超声波信号发生设备插拔式电连接。
10.根据权利I所述的投入式超声清洗装置，其特征在于所述超声波信号发生设备上设有用于安放换能器的基座；并且/或者所述换能器壳体上设有把手。
专利摘要本实用新型涉及一种投入式超声清洗装置，其包括超声波信号发生设备和换能器，其中换能器将由超声波信号发生设备产生的振荡电信号转换成超声波机械振动，并且换能器是磁致伸缩换能器。与传统的压电式的超声清洗设备相比，该超声清洗装置存在输出声功率密度高、使用频率范围宽、清洗更彻底、安全性高、使用更方便、使用寿命长等优点。
文档编号B06B1/06GK202725461SQ20122037270
公开日2013年2月13日 申请日期2012年7月30日 优先权日2012年7月30日
发明者孙赟硕 申请人:无锡正一生源科技有限公司