專利名稱：一種利用超聲波清洗光學窗口的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在線水質(zhì)監(jiān)測領域中的光學窗口的清洗裝置，尤其涉及一種利用 超聲波對水下光學窗口進行自動清洗的裝置，屬于超聲波清洗技術領域。
背景技術：
目前，由于水質(zhì)光電監(jiān)測裝置都需要長期浸在水中工作，普遍存在由于水質(zhì)監(jiān)測 裝置長期在水中浸泡而導致光學窗口被污染的問題，例如在光學窗口上生長藻類、微生物 和沉積泥沙等。這些問題都將縮短光學窗口的使用壽命和導致光信號的不穩(wěn)定，降低光電 探測的可靠性。因此，對所述的水質(zhì)光電監(jiān)測裝置的光學窗口的清洗是非常有必要的。對于距離很近的光學窗口一般采用機械方法刷洗，并定時用空氣壓縮機吹氣清 洗，或者定時更換光學窗口。但是這些方法都存在清洗不均勻，清洗面范圍窄等問題，并且 使用上述方法都要求復雜的機械結構設計、昂貴的成本、較大的功耗，并且噪音大，離不開 人工的頻繁維護。對于智能化程度要求較高的水質(zhì)光電監(jiān)測裝置，尤其是對于在線工作的 水質(zhì)光電監(jiān)測裝置來說，上述方法更無法實現(xiàn)自動清洗，在實際操作中受到相當?shù)南拗啤?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用超聲波清洗光學窗口的裝置，其可實現(xiàn)對水質(zhì)監(jiān)測 光電裝置的光學窗口的在線自動清洗；對光學窗口的清洗均勻，能有效提高清洗效果；且 節(jié)能環(huán)保，成本較低。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是提供一種利用超聲波清洗光學窗口的裝 置，其包含一外殼，以及通過密封裝置安裝在該外殼內(nèi)的超聲波裝置；其中，所述的超聲波 裝置包含依次通過電路連接的控制器、逆變器、超聲波發(fā)生器和超聲波換能器，其中所述的 控制器和超聲波發(fā)生器之間也通過電路連接；所述的光學窗口設置在以超聲波換能器的振 動表面為底面的柱形體范圍內(nèi)。進一步，所述的控制器將直流電源信號分別傳輸給逆變器和超聲波發(fā)生器。所述的控制器上設置有RS232接口，其通過該RS232接口接收外部電源控制信號， 控制其與超聲波發(fā)生器之間的電路連通和斷開；該控制器還通過RS232接口接收外部功率 控制信號，對超聲波發(fā)生器的工作功率進行控制調(diào)整。所述的逆變器接收由控制器輸出的直流電源信號，將其放大并轉(zhuǎn)換為交流電信 號，并輸出至超聲波發(fā)生器。所述的超聲波發(fā)生器接收由控制器直接輸出的直流電源信號和由逆變器輸出的 交流電信號；其中，所述的直流電源信號對超聲波發(fā)生器起到開關作用，控制該超聲波發(fā)生 器正常工作；所述的交流電信號被超聲波發(fā)生器轉(zhuǎn)換成與超聲波換能器頻率相匹配的高頻 交流電信號，并傳輸至超聲波換能器。所述的超聲波換能器接收到由超聲波發(fā)生器輸出的高頻交流電信號，生成并發(fā)出 超聲波。
進一步，所述的超聲波換能器嵌設在外殼的頂部邊緣處，且只有該超聲波換能器 的振動表面露出外殼。所述的密封裝置包含兩個密封圈和一個壓環(huán)。所述的第一密封圈墊設在外殼的頂 部邊緣處，其夾設在所述的外殼和超聲波換能器之間；所述的第二密封圈設置在超聲波換 能器的上部；所述的壓環(huán)進一步設置在該第二密封圈的上部。所述的壓環(huán)和外殼之間還通過螺釘連接鎖緊。本發(fā)明所提供的利用超聲波清洗光學窗口的裝置，擴大了超聲波清洗的應用范 圍，把超聲波清洗技術引入到水質(zhì)監(jiān)測光電裝置中，可實現(xiàn)對水質(zhì)監(jiān)測光電裝置的光學窗 口的在線自動清洗；同時該裝置運行穩(wěn)定，與傳統(tǒng)的機械刷洗方式相比，其對光學窗口的清 洗更均勻，能有效提高清洗效果，且節(jié)能環(huán)保，成本較低。


圖1為本發(fā)明提供的超聲波裝置的結構框圖。圖2為本發(fā)明提供的利用超聲波清洗光學窗口的裝置的俯視圖。圖3為圖2中沿K-K剖面的剖面圖。
具體實施例方式以下結合圖1 圖3，詳細說明本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施例。如圖1 圖3所示，為本發(fā)明所述的利用超聲波清洗光學窗口的裝置，包含一外殼 6以及密封安裝在該外殼6內(nèi)的超聲波裝置。其中，具體參見圖1，所述的超聲波裝置包含 依次通過電路連接的控制器7、逆變器8、超聲波發(fā)生器9和超聲波換能器2，其中所述的控 制器7和超聲波發(fā)生器9之間也通過電路連接。進一步，所述的控制器7將直流電源信號分別傳輸給逆變器8和超聲波發(fā)生器9。 該控制器7上還設置有RS232接口，其通過該RS232接口與外部設備通訊，接收外部電源控 制信號，實現(xiàn)與超聲波發(fā)生器9之間的電路連通和斷開，從而控制整個光學窗口清洗裝置 的直流電源的開關和具體清洗時間。該控制器7還通過RS232接口接收外部功率控制信號， 對超聲波發(fā)生器9的工作功率進行控制調(diào)整。所述的逆變器8接收由控制器7輸出的直流電源信號，將其放大并轉(zhuǎn)換為交流電 信號，并輸出至超聲波發(fā)生器9。所述的超聲波發(fā)生器9同時接收由控制器7直接輸出的直流電源信號和由逆變器 8輸出的交流電信號。其中，所述的直流電源信號對超聲波發(fā)生器9起到開關作用，控制該 超聲波發(fā)生器9正常工作。所述的交流電信號被超聲波發(fā)生器9轉(zhuǎn)換成與超聲波換能器2 頻率相匹配的高頻交流電信號，并且該超聲波發(fā)生器9將所述的高頻交流電信號傳輸至超 聲波換能器2。所述的超聲波換能器2接收到由超聲波發(fā)生器9輸出的高頻交流電信號，生成并 發(fā)出超聲波。如圖2和圖3所示，所述的超聲波裝置通過密封裝置安裝在外殼6內(nèi)。其中，所述 的超聲波換能器2嵌設在外殼6的頂部邊緣處，且只有該超聲波換能器2的振動表面露出 外殼6。所述的密封裝置包含兩個0型密封圈5和一個壓環(huán)4。所述的第一 0型密封圈5墊設在外殼6的頂部邊緣處，其夾設在所述的外殼6和超聲波換能器2之間；所述的第二 0 型密封圈5設置在超聲波換能器2的上部；所述的壓環(huán)4進一步設置在該第二 0型密封圈 5的上部，并通過螺釘1連接鎖緊壓環(huán)4和外殼6，使得整個利用超聲波清洗光學窗口的裝 置防水密封。所述的利用超聲波清洗光學窗口的裝置整體浸入水中，將水質(zhì)光電監(jiān)測裝置的光 學窗口 3設置在以所述的超聲波換能器2的振動表面為底面的圓柱體范圍內(nèi)，使得光學窗 口 3處在超聲波換能器2的有效作用范圍內(nèi)。以下詳細說明本實施例的具體工作原理和過程。將所述的超聲波裝置通過密封裝置安裝在外殼6內(nèi)實現(xiàn)防水密封，并將整個利用 超聲波清洗光學窗口的裝置整體浸入水中，將水質(zhì)光電監(jiān)測裝置的光學窗口 3設置在以所 述的超聲波換能器2為底面的圓柱體范圍內(nèi)。所述的超聲波裝置由12V的直流(DC)電源供電，其輸入至控制器7，該控制器7通 過RS232接口與外部設備通訊，接收外部電源控制信號，將12V直流電源信號分別傳輸至逆 變器8 (采用的型號為NFA-7550-N)和超聲波發(fā)生器9 (采用的型號為HNE-4050-S)，控制 超聲波發(fā)生器9被連通并處于正常工作狀態(tài)，利用該12V的直流弱電控制超聲波發(fā)生器9 的交流強電。同時逆變器8將接收到的12V直流電源信號放大并轉(zhuǎn)換為220V的正弦交流 電信號，并輸出至超聲波發(fā)生器9。超聲波發(fā)生器9將該220V的正弦交流電信號轉(zhuǎn)換成與 超聲波換能器2頻率相匹配的220V正弦交流電信號，并輸出至超聲波換能器2 (采用的型 號為HNC-4SS-3540-N)。該超聲波換能器2接收到所述的頻率相匹配的220V正弦交流電信 號，生成并發(fā)出超聲波。由超聲波換能器2產(chǎn)生的超聲波對處在其有效作用范圍內(nèi)的光學窗口 3進行清 洗。超聲波是利用超聲空化作用產(chǎn)生強大的沖擊波，在這個過程中，整個超聲波換能器2的 振動表面附近的水都是清洗液，水在沖擊波的作用下對光學窗口 3上的污垢進行沖擊，使 得污垢被剝離下來，從而達到清洗的效果。當然，當超聲波裝置的控制器7接收到外部電源控制信號斷開控制器7與超聲波 發(fā)生器9的連通后，即停止超聲波發(fā)生器9的工作狀態(tài)，相應的也就是停止了對光學窗口 3 的清洗過程。本發(fā)明所提供的利用超聲波清洗光學窗口的裝置，擴大了超聲波清洗的應用范 圍，把超聲波清洗技術引入到水質(zhì)監(jiān)測光電裝置中，可實現(xiàn)對水質(zhì)監(jiān)測光電裝置的光學窗 口的在線自動清洗；同時該裝置運行穩(wěn)定，與傳統(tǒng)的機械刷洗方式相比，其對光學窗口的清 洗更均勻，能有效提高清洗效果，且節(jié)能環(huán)保，成本較低。盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的 描述不應被認為是對本發(fā)明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的 多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護范圍應由所附的權利要求來限定。
權利要求
1.一種利用超聲波清洗光學窗口的裝置，其特征在于，包含一外殼(6)，以及通過密封 裝置安裝在該外殼(6)內(nèi)的超聲波裝置；其中，所述的超聲波裝置包含依次通過電路連接的控制器(7)、逆變器(8)、超聲波發(fā)生器 (9)和超聲波換能器(2);所述的控制器(7)和超聲波發(fā)生器(9)之間還通過電路連接； 所述的光學窗口(3)設置在以超聲波換能器(2)的振動表面為底面的柱形體范圍內(nèi)。
2.如權利要求1所述的利用超聲波清洗光學窗口的裝置，其特征在于，所述的控制器 (7)將直流電源信號分別傳輸給逆變器(8)和超聲波發(fā)生器(9)。
3.如權利要求2所述的利用超聲波清洗光學窗口的裝置，其特征在于，所述的控制器(7)上設置有RS232接口；該控制器(7)通過RS232接口接收外部電源控制信號，控制其與超聲波發(fā)生器(9)之間 的電路連通和斷開；該控制器(7)通過RS232接口接收外部功率控制信號，對超聲波發(fā)生器(9)的工作功率 進行控制調(diào)整。
4.如權利要求3所述的利用超聲波清洗光學窗口的裝置，其特征在于，所述的逆變器(8)接收由控制器(7)輸出的直流電源信號，將其放大并轉(zhuǎn)換為交流電信號，并輸出至超聲 波發(fā)生器(9)。
5.如權利要求4所述的利用超聲波清洗光學窗口的裝置，其特征在于，所述的超聲波 發(fā)生器(9)接收由控制器(7)直接輸出的直流電源信號和由逆變器(8)輸出的交流電信號；所述的直流電源信號對超聲波發(fā)生器(9)起到開關作用，控制該超聲波發(fā)生器(9)正 常工作；所述的交流電信號被超聲波發(fā)生器(9)轉(zhuǎn)換成與超聲波換能器(2)頻率相匹配的高頻 交流電信號，并傳輸至超聲波換能器(2 )。
6.如權利要求5所述的利用超聲波清洗光學窗口的裝置，其特征在于，所述的超聲波 換能器(2)接收到由超聲波發(fā)生器(9)輸出的高頻交流電信號，生成并發(fā)出超聲波。
7.如權利要求1所述的利用超聲波清洗光學窗口的裝置，其特征在于，所述的超聲波 換能器(2)嵌設在外殼(6)的頂部邊緣處，且只有該超聲波換能器(2)的振動表面露出外殼 (6)。
8.如權利要求7所述的利用超聲波清洗光學窗口的裝置，其特征在于，所述的密封裝 置包含兩個密封圈(5 )和一個壓環(huán)(4 )。
9.如權利要求8所述的利用超聲波清洗光學窗口的裝置，其特征在于，所述的第一密 封圈(5)墊設在外殼(6)的頂部邊緣處，其夾設在所述的外殼(6)和超聲波換能器(2)之間； 所述的第二密封圈(5)設置在超聲波換能器(2)的上部。
10.如權利要求9所述的利用超聲波清洗光學窗口的裝置，其特征在于，所述的壓環(huán) (4)設置在第二密封圈(5)的上部；該壓環(huán)(4)和外殼(6)之間還通過螺釘(1)連接鎖緊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用超聲波清洗光學窗口的裝置，其包含一外殼，以及通過密封裝置安裝在該外殼內(nèi)的超聲波裝置；所述的超聲波裝置包含依次通過電路連接的控制器、逆變器、超聲波發(fā)生器和超聲波換能器，所述的控制器和超聲波發(fā)生器之間也通過電路連接；所述的光學窗口設置在以超聲波換能器的振動表面為底面的柱形體范圍內(nèi)。本發(fā)明所提供的利用超聲波清洗光學窗口的裝置，可實現(xiàn)對水質(zhì)監(jiān)測光電裝置的光學窗口的在線自動清洗；對光學窗口的清洗均勻，能有效提高清洗效果；且節(jié)能環(huán)保，成本較低。
文檔編號B08B3/12GK102085519SQ20101058270
公開日2011年6月8日 申請日期2010年12月10日 優(yōu)先權日2010年12月10日
發(fā)明者宋春立, 王勤華, 黃欣 申請人:上海衡偉信息技術有限公司