一种用于汽车挡风玻璃的超声波除冰雪装置的制作方法

本发明涉及除冰雪装置，尤其是一种用于汽车挡风玻璃的超声波除冰雪装置。

背景技术：

超声效应指的是，当超声波在介质中传播时，由于超声波与介质的相互作用，使介质发生物理的和化学的变化，从而产生一系列力学的、热学的、电磁学的和化学的超声效应，包括以下4种效应：

1、机械效应。超声波的机械作用可促成液体的乳化、凝胶的液化和固体的分散。

2、空化作用。超声波作用于液体时可产生大量小气泡。因空化作用形成的小气泡会随周围介质的振动而不断运动、长大或突然破灭。破灭时周围液体突然冲入气泡而产生高温、高压，同时产生激波。

3、热效应。由于超声波频率高，能量大，被介质吸收时能产生显著的热效应。

利用超声的机械作用、空化作用、热效应和化学效应，可进行固体的粉碎、乳化、除尘、去锅垢、清洗等，获得了广泛应用。

众所周知，汽车的挡风玻璃在下雪天气很容易积雪结冰，一般除冰雪的方法是，开启车内的除雾器，往挡风玻璃上喷热空气，或用刮冰刀刮掉挡风玻璃上的冰，或采用化学剂除冰。但上述方法要么是耗费的时间长，除冰雪的效率也很低，要么就是容易损伤挡风玻璃，或者造成环境污染。如何将超声效应运用到汽车的挡风玻璃除冰雪当中，是需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明技术方案的目的是为了解决上述技术问题而设计的一种用于汽车挡风玻璃的超声波除冰雪装置。

本发明技术方案提供的一种用于汽车挡风玻璃的超声波除冰雪装置，包括：用于将汽车的直流电转化为交流电的逆变器、用于将逆变器产生的交流电转换成高频超声电振荡信号的超声波发生器、用于接收控制信号并根据控制信号调节输出功率的功率调节器、用于将超声波发生器产生的高频超声电振荡信号转换为超声机械振动的换能器、用于放大机械振动的振幅及将能量集中的增幅器、用于接收信号及发送控制信号的控制器、操作面板；所述逆变器用于将汽车的直流电转化为交流电并将交流电输出到所述超声波发生器；所述超声波发生器用于将所述逆变器产生的所述交流电转换成高频超声电振荡信号并将所述振荡信号输出到所述功率调节器；所述功率调节器用于接收所述控制器发送的控制信号并根据所述控制信号调节所述振荡信号的功率，所述功率调节器还用于将调节功率后的所述振荡信号输出到所述换能器；所述换能器用于将由所述功率调节器输入的所述振荡信号转换为超声机械振动并将所述机械振动输出到所述增幅器，所述换能器具有功率传感器，所述功率传感器用于检测实际输出功率并将该实际输出功率作为反馈信号发送到所述控制器；所述增幅器用于放大由所述换能器输入的所述机械振动的振幅及将所述机械振动的能量集中，所述增幅器还用于将振幅放大后及能量集中后的所述机械振动直接作用于汽车挡风玻璃除去冰雪；所述操作面板包括开关键及功率键，所述开关键用于开启或关闭所述除冰雪装置的电源，所述功率键用于选择所述除冰雪装置的输出功率值并将选择的所述输出功率值输出到所述控制器；所述控制器用于接收信号及发送控制信号，具体的：所述控制器接收所述功率键输入的所述输出功率值并将该所述输出功率值处理及存储为输出功率的设置值，所述控制器接收所述换能器发送的所述反馈信号并将该所述反馈信号处理及存储为输出功率的实际值；所述控制器比较所述实际值与所述设置值并根据比较结果发送控制信号到所述功率调节器，若所述实际值小于所述设置值，则所述控制器发送功率增大控制信号到所述功率调节器，所述功率调节器增大功率的输出；若所述实际值大于所述设置值，则所述控制器发送功率减小控制信号到所述功率调节器，所述功率调节器减小功率的输出。

可选的，所述装置基于线缆相连接。

可选的，所述控制器集成于所述操作面板；所述操作面板集成于汽车的中控屏。

可选的，所述逆变器的输入端通过线缆连接汽车的电瓶；所述增幅器置于汽车车头与汽车挡风玻璃的连接部位。

可选的，所述控制器接收到下一反馈信号时，由所述控制器清除所述控制器中存储的上一实际值及上一比较结果；所述功率键输出下一输出功率值到所述控制器时，由所述控制器清除所述控制器中存储的上一设置值。

本发明技术方案的有益效果至少包括：

本发明技术方案采用超声波，因而可以实现真正的无损除冰雪。

本发明技术方案的超声波发生器可连续工作，因而除冰雪效率高。

本发明技术方案的机械振动增大振幅及聚集能量后直接作用于汽车挡风玻璃上的冰雪，除冰雪的效果更好。

本发明技术方案不采用化学剂，因而不产生环境污染。

本发明技术方案不采用物理升温的方式除冰雪，因而除冰雪的时间短，耗能少，达到了节能效果。

附图说明

图1为本发明技术方案提供的超声波除冰雪装置控制系统的结构示意图；

图2为本发明技术方案提供的一种用于汽车挡风玻璃的超声波除冰雪装置的结构示意图；

图3为本发明技术方案提供的另一种用于汽车挡风玻璃的超声波除冰雪装置的结构示意图；

图4为本发明技术方案提供的一则用于汽车挡风玻璃的超声波除冰雪装置的具体应用流程示意图；

图5为一种适用于本发明技术方案的操作面板的结构示意图。

具体实施方式1

为了使本发明的目的、特征和效果能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

当超声波装置接入电压的发生变化时，发生器的输出功率也随着发生变化。会使超声波换能器的机械振动不稳定，导致工作效果不佳，因此需要稳定输出功率。

本申请提供了一种超声波除冰雪装置控制系统1，如图1所示，包括：超声波装置10、控制器11、操作面板12。超声波装置10包括逆变器、超声波发生器、功率调节器、换能器及增幅器。换能器上具有功率传感器，用于检测输出功率。操作面板12包括开关键及功率键，通过操作面板12上的开关键接通系统电源，系统开始工作，通过操作面板12上的功率键选择超声波装置10除冰雪的输出功率值并将选择的输出功率值输出到控制器11，控制器11接收功率键输入的输出功率值并对将该输出功率值进行处理，将处理结果存储为输出功率的设置值。换能器检测超声波装置10的实际输出功率，将该实际输出功率作为反馈信号发送到控制器11，控制器11接收换能器发送的反馈信号，对该反馈信号进行处理，将处理结果存储为输出功率的实际值。控制器11对实际值与设置值进行比较，若实际值小于设置值，则控制器11发送功率增大控制信号到功率调节器，功率调节器增大功率的输出；若实际值大于设置值，则控制器11发送功率减小控制信号到功率调节器，功率调节器减小功率的输出，以保证超声波装置10输出的除冰雪的功率稳定于操作面板12上输入的设置值。

基于上述系统，本申请首先提供了一种用于汽车挡风玻璃的超声波除冰雪装置2，如图2所示，包括：逆变器20、超声波发生器21、功率调节器22、换能器23、增幅器24、控制器25及操作面板26。

具体的，逆变器20用于将汽车的直流电转化为交流电并将交流电输出到超声波发生器21。超声波发生器21用于将逆变器20产生的交流电转换成高频超声电振荡信号并将振荡信号输出到功率调节器22。功率调节器22用于放大超声波发生器21产生的振荡信号，以及接收控制器25发送的控制信号并根据控制信号调节振荡信号的功率，功率调节器22还用于将调节功率后的振荡信号输出到换能器23。换能器23用于将由功率调节器22输入的振荡信号转换为超声机械振动并将机械振动输出到增幅器24。换能器23上具有功率传感器，用于检测实际输出功率并将该实际输出功率作为反馈信号发送到控制器25。增幅器24用于放大由换能器23输入的机械振动的振幅及将机械振动的能量集中，增幅器24还用于将振幅放大后及能量集中后的机械振动直接作用于汽车挡风玻璃除去冰雪。操作面板26包括开关键及功率键，开关键用于开启或关闭除冰雪装置的电源，功率键用于选择除冰雪装置的输出功率值并将选择的输出功率值输出到控制器25。控制器25用于接收信号及发送控制信号，具体的：控制器25接收功率键输入的输出功率值并将该输出功率值处理及存储为输出功率的设置值，控制器25接收换能器23发送的反馈信号并将该反馈信号处理及存储为输出功率的实际值；控制器25比较实际值与设置值并根据比较结果发送控制信号到功率调节器22，若实际值小于设置值，则控制器25发送功率增大控制信号到功率调节器22，功率调节器22增大功率的输出；若实际值大于设置值，则控制器25发送功率减小控制信号到功率调节器22，功率调节器22减小功率的输出。

上述逆变器20的输入端通过线缆连接汽车的电瓶，将汽车的直流电转化为交流电，可以是将12伏的直流电转化为220伏或者380伏的交流电，也可以是将24伏的直流电转化为220伏或者380伏的交流电。

上述超声波发生器21将逆变器20产生的交流电转换成高频超声电振荡信号，这个振荡信号可以是正弦信号，也可以是脉冲信号。

上述换能器23可以是磁致伸缩换能器，或者是电致伸缩换能器。换能器23还具有检测及反馈功能，用于检测实际输出功率，并将该实际输出功率作为反馈信号发送到控制器25。

上述增幅器24用于增大机械振动的振幅及聚集能量，直接作用于汽车挡风玻璃上的冰雪，除冰雪的效果更好。增幅器24可以是具有聚集能量功能的增幅杆。增幅器24可以置于汽车车头与汽车挡风玻璃的连接部位，也可以置于汽车与汽车挡风玻璃的连接部位的侧部。

上述操作面板26上功率键可以适于线性调节输出功率的设置值，也可以适于间断选择输出功率的设置值。操作面板26可以集成于汽车的中控屏，也可以将操作面板26单独置于挡风玻璃下方的中控台上。

上述控制器25接收功率键输入的输出功率值并将该输出功率值处理及存储为输出功率的设置值，控制器25接收换能器23发送的反馈信号并将该反馈信号处理及存储为输出功率的实际值。该处理后的设置值及实际值可以是功率值，也可以是数值，还可以是电流值或者电压值。控制器25接收到下一反馈信号时，由控制器25清除控制器25中存储的上一实际值及上一比较结果，以供存储下一实际值及比较结果。功率键输出下一输出功率值到控制器25时，由控制器25清除控制器25中存储的上一设置值，以供存储下一设置值。

基于装置2，控制器25还可以集成于操作面板26，构成如图3所示的装置3。

本申请还提供了一则用于汽车挡风玻璃的超声波除冰雪装置的具体应用流程，如图4所示，包括：

步骤s10，开启操作面板的开关键，汽车挡风玻璃除冰雪装置接通电源，除冰雪装置开始工作，通过功率键选择除冰雪的输出功率。

步骤s11，逆变器将汽车的直流电转化成频率为50hz，电压为220伏的交流电，并将该交流电输出到超声波发生器。

步骤s12，超声波发生器将逆变器产生的交流电转换成高频超声电振荡信号并将振荡信号输出到功率调节器。

步骤s13，功率调节器将振荡信号的功率放大，并将放大功率后的振荡信号输出到换能器。

步骤s14，换能器将振荡信号转换为超声机械振动并将机械振动输出到增幅器，增幅器将机械振动增幅及聚能后除冰雪。

步骤s15，换能器检测实际输出功率，作为反馈信号发送到控制器，控制器比较实际输出功率与功率键输入的设置值，若实际值大于设置值则执行步骤s16，若实际值小于设置值则执行步骤s17。

步骤s16，控制器发送功率减小的控制信号到功率调节器，功率调节器将输出功率减小。

步骤s17，控制器发送功率增大的控制信号到功率调节器，功率调节器将输出功率增大。

在步骤s15中的控制器具有处理模块、比较模块及控制模块。处理模块将换能器检测并发送的反馈信号处理为实际值，将由操作面板的功率键选择的除冰雪的输出功率处理为设置值。比较模块将处理模块处理得到的实际值与设置值进行比较结果，形成比较结果。控制模块根据比较模块的比较结果发送控制信号，若实际值大于设置值则发送功率减小的控制信号，若实际值小于设置值则发送功率增大的控制信号。

图5提供了一种适用于本应用例的操作面板，包括：按键1、按键2。按键1为电源的开关键，可开启或关闭装置的电源；按键2为功率选择键，可选择除冰雪的输出功率。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。