高新复频超声波除藻设备技术

专利名称:高新复频超声波除藻设备技术
技术领域
本发明涉及一种除藻设备,特别涉及一种复频超声波除藻设备。
背景技术
随着社会经济的发展,水污染问题也日益凸显,其中水体富营养化是水污染的一种。水体富营养化是指湖泊、河流、水库等水体中氮磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。由于水体中氮磷营养物质的富集,引起藻类及其他浮游生物的迅速繁殖,使水体溶解氧含量下降,造成藻类、浮游生物、植物、水生物和鱼类衰亡甚至绝迹的污染现象。因此,除藻已成为环境治理中迫切需要解决的问题。超声波除藻是近年提出的一种新的除藻方法。超声波是一种频率比人耳所能听到的频率更高(F>16KHz)的弹性波,其具有能量集中、穿透力强、简洁、高校、无二次污染等特点。超声波可以在水体中产生机械效应、热效应、空化效应、自由基效应、声流效应、传质效应和触变效应等声波效应。在这些效应的共同作用下,超声波有着一定的除藻效果。但是,超声波的除藻效果受到超声波的频率、藻的种类、藻的浓度、水体环境等影响。单一频率的超声波的除藻效果有限,现有的除藻设备基本都是单频的设备,偶尔采用的变频式的除藻设备也仅是根据不同藻的生长周期调节除藻设备的发射频率,其本质上仍然是单频的设备。

发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的除藻设备仅能单频除藻的缺陷, 提供一种提供复频工作模式的复频超声波除藻设备。为了达到上述目的,本发明的复频超声波除藻设备采用的技术方案为 复频超声波除藻设备,其特征在于包括
复频超声波信号发生器,以及超声波发射探头; 其中,复频超声波信号发生器包含 电源装置,用于供给能量;
变频信号源,用于周期性交替激励高频电信号电路,产生激发超声波探头发射超声波信号的高频激励电信号,变频信号源中包含至少2路互不相同的高频电信号电路;
功率放大器,用于将高频激励电信号进行功率放大,并将高频激励电信号输出给高频输出变压器;
高频输出变压器,用于将高频激励电信号整形并输出给超声波发射探头。作为该技术方案的一种优选方式,变频信号源中还包含1路0信号信号电路。采用上述技术方案,本发明的复频超声波除藻设备相对于现有技术达到了如下有益效果
复频超声波信号发生器,可以周期性交替产生至少两种不同频率的高频激励电信号,并分步循环地输送给超声波发射探头,其中超声波发射探头能很好的将复频超声波信号发生器发出的不同频率的高频激励电信号在超声波发射探头的谐振点附近产生不同的振荡频率的超声波。使用上述超声波除藻设备可以在同一时段使用不同频率的超声波信号交互工作除藻,即复频工作模式。该超声波除藻方法相对于现有技术中的单频同功率除藻方法,可以使得藻中液泡更易迅速被压缩、崩溃、湮灭,达到了良好的除藻效果;同时低强度的复频超声波还有着有效破坏藻胆体的结构功能,干扰叶绿素的合成途径,达到了良好的抑制藻类生长,降低藻类的生物量的效果。从实际应用出发对本发明的复频超声波除藻设备采用的技术方案提出一种改进: 复频超声波除藻设备上还设有自动升降浮托装置,所述自动升降浮托装置包含固定杆,固定杆上连接有滑套,滑套上连接有浮托;复频超声波除藻设备固定在浮托上。由于藻类的生长环境在水中,因此在实际应用中需要将超声波除藻设备固定在水下,利用自动升降浮托装置可以使得超声波除藻设备在不同的水体环境均能处于最优的除藻环境,并且自动升降浮托装置还能帮助超声波除藻设备固定一定的方向发射超声波。

图1是本发明复频超声波除藻设备的第一实施方式的结构示意图2是本发明复频超声波除藻设备的第二实施方式的自动升降浮托装置的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图与优选实施方式对本发明做进一步的说明。图1显示的是本发明复频超声波除藻设备的第一实施方式的结构示意图。如图所示,复频超声波除藻设备包括
复频超声波信号发生器,用于产生至少两种不同频率的高频激励电信号,以及使各频率的超声波信号交互工作;
超声波发射探头,用于将复频超声波信号发生器发出的高频激励电信号转换为超声
波;
其中,复频超声波信号发生器包含 电源装置,用于供给能量;
变频信号源,用于周期性,例如间隔5秒,交替激励高频电信号电路产生激发超声波探头发射超声波信号的高频激励电信号,在本实施方式中,为了产生至少两种不同频率的超声波信号,变频信号源中包含至少2路互不相同的高频电信号电路;
功率放大器,用于将变频信号源产生的不同频率的高频激励电信号进行功率放大,并将高频激励信号输出给高频输出变压器;
高频输出变压器,用于将高频激励电信号整形并输出给超声波发射探头,使得超声波发射探头在谐振点产生不同的振荡频率的超声波。这样的复频超声波除藻设备可以使得在同一除藻时间段,产生至少两个不同频率的除藻超声波交互工作除藻。
优选复频超声波信号发生器的变频信号源中还包含1路0信号信号电路,这样可以在超声波除藻的过程中生成一次超声波停顿,能提升除藻的效果;进一步优选变频信号源中包含9路高频电信号电路,以及1路0信号信号电路;特别优选高频电信号电路的范围在20-40KHz之间。上述0信号的信号电路指的是不产生信号的电路。由此10路信号电路连续交互工作,使得在同一除藻时间段9个超声波频率在20-40KHZ之间的不同频率的除藻超声波及 1个超声波停顿连续交互工作除藻。

将超声波频率设定为20-40KHZ的低强度的超声波频率是因为在该频率段的复频超声波还有着有效破坏藻胆体的结构功能,干扰叶绿素的合成途径,达到了良好的抑制藻类生长,降低藻类的生物量的效果。由于日常生活用电大多为交流电,而变频信号源的最优工作用电是直流电,因此本实施方式中的电源装置为直流稳压电源,用于接外部电源并将其稳压成直流电,优选为士 12V直流电。本发明复频超声波除藻设备的第二实施方式是从实际应用出发,对第一实施方式提出的一种改进。由于藻类的生长环境在水中,因此在实际应用中需要将复频超声波除藻设备固定在水下。在本实施方式中,复频超声波除藻设备上还设有自动升降浮托装置。如图2所示,所述自动升降浮托装置包含固定杆1,固定杆1上连接有滑套2,滑套2上连接有浮托3 ;超声波除藻设备(图2上未显示)固定在浮托3上。滑套2可以沿着固定杆1滑动,从而定位浮托3,由此可以很好地定位复频超声波除藻设备在水体中的位置和方向。固定杆1与滑套2的连接方式可以采用丝杆导轨的连动形式。出于藻类的生长特点,复频超声波除藻设备位于水面下0. ail处时可以更有效地进行除藻抑藻,使用自动升降浮托装置可以使复频超声波除藻设备在不同水体环境下,均能置于水面下0. 2m处,即可以使复频超声波除藻设备处在最优的除藻环境中。上面结合附图与具体实施方式
对本发明做了详细的说明,但本发明并不限于此, 任何本技术领域的技术人员在所具备的知识范围内,在不违背本发明宗旨的前提下,可以对本发明作出各种变形与修改。
权利要求
1.复频超声波除藻设备,其特征在于包括复频超声波信号发生器,以及超声波发射探头;其中,复频超声波信号发生器包含电源装置,用于供给能量;变频信号源,用于周期性交替激励高频电信号电路,产生激发超声波探头发射超声波信号的高频激励电信号,变频信号源中包含至少2路互不相同的高频电信号电路;功率放大器,用于将高频激励电信号进行功率放大,并将高频激励电信号输出给高频输出变压器;高频输出变压器,用于将高频激励电信号整形并输出给超声波发射探头。
2.根据权利要求1所述的复频超声波除藻设备,其特征在于变频信号源中还包含1 路0信号信号电路。
3.根据权利要求2所述的复频超声波除藻设备,其特征在于变频信号源中包含9路高频电信号电路,以及1路0信号信号电路。
4.根据权利要求1-3任一项所述的复频超声波除藻设备,其特征在于所述高频电信号电路的范围在20-40KHZ之间。
5.根据权利要求4所述的复频超声波除藻设备,其特征在于所述电源装置为直流稳压电源。
6.根据权利要求5所述的复频超声波除藻设备,其特征在于复频超声波除藻设备上还设有自动升降浮托装置,所述自动升降浮托装置包含固定杆,固定杆上连接有滑套,滑套上连接有浮托;复频超声波除藻设备固定在浮托上。
全文摘要
本发明公开了一种复频超声波除藻设备,包括复频超声波信号发生器,以及超声波发射探头;其中,复频超声波信号发生器包含电源装置,用于供给能量;变频信号源,用于周期性交替激励高频电信号电路,产生激发超声波探头发射超声波信号的高频激励电信号,变频信号源中包含至少2路互不相同的高频电信号电路;功率放大器,用于将高频激励电信号进行功率放大,并将高频激励电信号输出给高频输出变压器;高频输出变压器,用于将高频激励电信号整形并输出给超声波发射探头。使用上述设备可提供复频工作模式,在同一时段使用不同频率的超声波信号交互工作除藻,使得藻中液泡更易迅速被压缩、崩溃、湮灭,达到了良好的除藻效果。
文档编号C02F1/36GK102344184SQ20111019743
公开日2012年2月8日 申请日期2011年7月15日 优先权日2011年7月15日
发明者吴健琨, 周克明, 张维科, 徐国龙, 李家群, 李聂贵, 陆伟 申请人:水利部南京水利水文自动化研究所

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