本发明涉及一种超声波装置，特别是涉及一种用于海底阀箱驱防水生物的超声波系统。
背景技术：
超声换能器，是一种实现电能与声能(即高频机械振动能)相互转换的器件。超声防护处理，是通过换能器产生的超声波振动，在水中发生空化效应所产生的瞬间高压空泡能冲击、驱除声场域内水生物、藻类，杀灭水生物卵细胞和幼虫，防止藻类的繁殖，同时破坏结合在海水阀箱的硬质垢层。
水下生物包括藻类、贝类以及浮游类植物。在湖泊和海洋中，许多藻类会形成水华和赤潮，严重威胁中水动物如养殖鱼类的存活。在一些区域，藻类的分解产物会通过饮水途径造成家畜的毒害、养殖业的损害，甚至引发人类的中毒。
水下生物吸附在海水阀箱的表面而大量繁殖，容易造成阀箱表面金属件的腐蚀、造成滤器的堵塞以及船用阀门的堵塞腐蚀，影响设施的正常使用。对海水输送管道和冷却设施来说，污损生物的附着会造成管道的阻塞、换热效率降低；同时污损生物的附着可以造成海中的仪表及转动机构失灵，影响声学仪器、浮标、网具、阀门等设施的正常使用。
海底阀箱水生物污损的防治方法多种多样，目前国内尚无统一的分类标准。主要有：1、物理防治：人工或机械清除法。这种方法的主要缺点是不能预防污损的发生，只能在污损发生后进行清理。过滤法一般和别的防污方法联合使用，作为对海水的初级处理。2、化学防污法分为直接加入法、电解法和化学防污涂料法等。
目前用于船体表面的防污涂料以及电解防污技术虽然能达到一定的效果，但对海水释放有毒的颜料，分解难以控制，防污有效期短，仍然会对海洋水环境造成污染和影响。电解耗电量大，阳极易结垢，电极易烧毁；人工去除或机械清除，劳动强度大，效率低。
技术实现要素：
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于海底阀箱驱防水生物的超声波系统，用于解决现有技术物理防治不能提前预防污损的发生，化学防治造成水体污染以及能耗高、电极损耗大、效率低等问题。本发明提供一种用于海底阀箱驱防水生物的超声波系统，包括超声波电控箱、高频电缆线、超声波振棒装置；所述超声波电控箱包括箱体、程序控制器、超声波发生器、电源开关。所述超声波振棒装置包括换能器、密封防水保护外壳和法兰连接紧固件；所述换能器包括后匹配块、压电晶体组件及声能辐射振棒；超声波发生器接入通用市电，通过程序控制器控制超声波发生器输出高频、高压的交流正弦信号，交流信号经过高频电缆线传输到超声波振棒装置内的换能器，换能器产生周期性的高频机械振动，在水中发生机械效应、温热效应、空化效应，所产生的瞬间高压空泡能有效冲击、驱离声场域内水生物，杀灭水生物卵细胞和幼虫，并破坏阀箱表面上的硬质垢层。基于上述机理，对船体阀箱部位的海生物驱除、水箱的清洗净化等尤为有效。通过将所述超声波振棒装置的法兰固定到阀箱上，所述换能器的振棒部分直接插入海底阀箱的水下，通过振棒产生高频振动在水中发生空化效应，同时可增加变幅杆实现超声效果的增益放大并使船体、管阀等外壁难以附着生长水生物；所述超声波振棒装置设计成标准模块，防水等级高，通过法兰固定在海底阀箱上，振棒部分插入水下传导超声，结构简单，且易安装、易操作，驱防效果好。
本发明提供了一种用于海底阀箱驱防水生物的超声波系统，其特征在于，包括超声波电控箱、高频电缆线、超声波振棒装置；其中，所述超声波电控箱通过市电供电，产生高频、高压的交流正弦信号，通过所述高频电缆线传输到超声波振棒装置，使得超声波振棒装置产生周期性的高频机械振动，在水中发生空化效应，所产生的瞬间高压空泡能有效冲击、驱除声场域内水生物。
优选地，所述超声波电控箱包括箱体，所述箱体内设置有超声波发生器、程序控制器，所述箱体上设置有防水航插座、市电输入接口、电源开关盒、端子接线排；所述高频电缆线的一端有防水航插头；所述市电输入接口将市电接入超声波电控箱中，通过程序控制器控制超声波发生器输出高频、高压的交流正弦信号，交流信号通过防水航插座、防水航插头以及高频电缆线传输到超声波振棒装置。
优选地，超声波发生器的输出端口通过端子接线排实现一台超声波发生器连接一个或一个以上超声波振棒装置，超声波发生器的启停控制接口由程序控制器来控制，开关电源盒为程序控制器供电；通过改变的程序即可控制超声波振棒装置工作。
优选地，所述超声波电控箱还包括箱门，箱体与箱门通过阻尼铰链连接；箱门内边与箱体密封区域安装有软胶垫，箱门上设有门锁，保证了箱体内部的防水和防尘要求；锁紧箱门后箱体内部实现密封防尘防水。
优选地，所述箱门上设置有电源开关，电源指示灯、超声运行指示灯、超声故障报警灯；市电输入接口将市电接入电箱中，按下电源开关，箱体各元器件通电，电源指示灯亮起；电源指示灯、运行指示灯、超声故障报警灯分别具有不同颜色区分。
优选地，超声波振棒装置分别由一组超声波运行指示灯和超声波故障报警灯独立监测，超声波振棒装置工作正常，运行指示灯亮；超声波振棒装置工作异常，故障报警灯亮。
优选地，超声波振棒装置包括换能器、固定法兰，声能辐射振棒，密封防水保护外壳；所述换能器包括包括后匹配块、压电晶体组件；所述换能器的频率为15khz-100khz；声能辐射振棒的截面为多节型、喇叭形或直柱形。
优选地，所述密封防水保护外壳一端与法兰连接紧固件连接，另一端与换能器密封连接，通过螺栓连接件将法兰与阀箱固定；
优选地，所述法兰连接紧固件上方设有防水接头，高频电缆线与换能器上电极片连接经防水接头密封固定后连接防水航插头，连接到所述电箱底部防水航插座，实现电控箱与超声波振棒装置的电传输。
优选地，超波发生器输出端连接到端子接线排，经端子接线排连接到防水航插座，从而实现一台超声波发生器驱动一个及一个以上超声波振棒装置的接线，超声波发生器的启停控制接口接程序控制器。
如上所述，本发明的一种驱防水生物的超声波系统，具有以下有益效果：
超声波电控箱结构稳定紧凑，底部配备安装脚，安装方便；箱门与箱体通过阻尼铰链连接，避免了开关过程中的摔打，有效保护了箱门上安装的元器件；箱体密封，阻隔灰尘和湿气，特别在一些海洋环境或者温湿度变化较大的严酷环境下，保证了各元器件在恒定环境下工作。箱体内部元器件均安装在一块底板上，通过底板与箱体固定，方便安装和维修操作，箱体底部排置通用市电输入防水航插以及超声波发生器输出防水航插，通过防水航插直接与超声波振棒装置电连接。
超声波振棒装置达到ip68防水等级，振棒部分直接投入到海水阀箱水下工作，上部通过法兰固定在阀箱上，也可在通过悬挂方式将振棒投递到相应位置，从而将换能器的振动传导到相应位置，实现驱防效果最大化。
本发明的一种用于海底阀箱驱防水生物的超声波系统尤其适合安装在船体海水阀箱、管阀等部位进行水生物防护。
附图说明
图1显示为本发明一种驱防水生物的超声波系统的立体图；
图2显示为本发明一种驱防水生物的超声波系统的超声波箱体的立体图ⅰ
图3显示为本发明一种驱防水生物的超声波系统的超声波箱体的立体图ⅱ；
图4显示为本发明一种驱防水生物的超声波系统的超声波箱体的主视图；
图5显示为本发明一种驱防水生物的超声波系统的超声波箱体的左视图；
图6显示为本发明一种驱防水生物的超声波系统的超声波振棒装置的立体图；
图7显示为本发明一种驱防水生物的超声波系统的超声波振棒装置的主视图；
图8显示为本发明一种驱防水生物的超声波系统的超声波振棒装置的换能器主视图；
附图标记说明：
1-超声波电控箱，2-高频电缆线，3-超声波振棒装置，4-箱体，5-箱门，6-超声波发生器，7-程序控制器，8-端子接线排，9-阻尼铰链，10-防水航插座，11-市电输入接口，12-电源开关,13-电源指示灯,14-超声运行指示灯，15-超声故障报警灯，16-开关电源盒，30-换能器，301-固定法兰，302-声能辐射振棒，303-防水航插头，304-防水外壳体，305-后匹配块，306-压电晶体组件。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图8。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1所示，本发明提供一种用于海底阀箱驱防水生物的超声波系统，包括超声波电控箱1、高频电缆线2、超声波振棒装置3。市电输入接口将市电接入电箱中，通过程序控制器控制超声波发生器输出高频、高压的交流正弦信号，交流信号通过防水航插座10、防水航插头303以及高频电缆线2传输到超声波振棒装置3内的换能器30，换能器30带动振棒302产生周期性的高频机械振动，实现超声驱防水生物的作用。
如图2至图5所示，所述超声波电控箱1包括箱体4、箱门5、超声波发生器6、程序控制器7、阻尼铰链9、防水航插座10、市电输入接口11、电源开关12，电源指示灯13、超声运行指示灯14、超声故障报警灯15、开关电源盒16；
具体的，超声波电控箱1的箱体4与箱门5在左侧通过阻尼铰链6连接，实现箱门5的缓慢开合；箱门5的上部通过穿孔固定安装有电源开关12，电源指示灯13，超声运行指示灯14，超声故障报警灯15，电源指示灯、运行指示灯、超声故障报警灯分别具有不同颜色区分。箱体4下部安装有市电输入接口29和防水航插座23。箱门内边与箱体密封区域安装有软胶垫，锁紧箱门5后箱体内部实现密封防尘防水。在一些特定场合要求，还可以在箱门5上安装有显示屏，实时监测参数数据。
参考图2和图4，在箱体4内部固定有程序控制器7，超声波发生器6，开关电源盒16、端子接线排8。市电输入接口将市电接入电箱中，按下电源开关12，箱体各元器件通电，电源指示灯13亮起。超声波发生器6的输出端口通过端子接线排8实现一台超声波发生器连接一个或一个以上超声波振棒装置，超声波发生器6的启停控制接口由程序控制器7来控制，开关电源盒为程序控制器7供电；通过改变的程序即可控制超声波振棒装置工作，操作简便，安全高效。
如图6至图8所示，所述超声波振棒装置3包括换能器30、固定法兰301，声能辐射振棒302，防水航插头303，密封防水保护外壳304。换能器30包括包括后匹配块305、压电晶体组件306及声能辐射块302，所述压电晶体组件通过所述电极片与高频电缆线相连。密封防水保护外壳304将换能器30收容在壳体内。高频电缆线2通过法兰301上方引出，经防水接头密封固定。
参考图8，所述换能器30的频率为15khz到100khz范围，声能辐射振棒的截面为喇叭形或直柱形，并且压电陶瓷组件306可增加多个压电陶瓷组成；
参考图1和图8，本发明还可以包括n个所述超声波发生器6和n个所述超声波振棒装置3，且n≥1；为提高整体设计效益最优化，还可将超声波发生器6重新设计使其可以驱动多个超声波振棒装置3，进而优化了电箱结构和元器件的排布。
参考图8换能器30的声能辐射振棒302裸露在外，振棒部分直接投入到海水阀箱水下工作，上部通过法兰固定在阀箱上，作为超声波发射端面向外辐射超声波。另外，也可在通过悬挂方式将振棒投递到相应位置，从而将换能器的振动传导到相应位置，实现驱防效果最大化。
在本实施例中，所述换能器30是超声波发生器将电能转换为机械振动，声能辐射振棒302将振动放大的同时实现360°圆周振动，从而在水中实现超声驱防作用。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
1.一种用于海底阀箱驱防水生物的超声波系统，其特征在于，包括超声波电控箱、高频电缆线、超声波振棒装置；其中，所述超声波电控箱通过市电供电，产生高频、高压的交流正弦信号，通过所述高频电缆线传输到超声波振棒装置，使得超声波振棒装置产生周期性的高频机械振动，在水中发生空化效应，所产生的瞬间高压空泡能有效冲击、驱除声场域内水生物。
2.根据权利要求1所述的一种驱防水生物的超声波系统，其特征在于：所述超声波电控箱包括箱体，所述箱体内设置有超声波发生器、程序控制器，所述箱体上设置有防水航插座、市电输入接口、电源开关盒、端子接线排；所述高频电缆线的一端有防水航插头；所述市电输入接口将市电接入超声波电控箱中，通过程序控制器控制超声波发生器输出高频、高压的交流正弦信号，交流信号通过防水航插座、防水航插头以及高频电缆线传输到超声波振棒装置。
3.根据权利要求1所述的一种驱防水生物的超声波系统，其特征在于：超声波发生器的输出端口通过端子接线排实现一台超声波发生器连接一个或一个以上超声波振棒装置，超声波发生器的启停控制接口由程序控制器来控制，开关电源盒为程序控制器供电；通过改变的程序即可控制超声波振棒装置工作。
4.根据权利要求3所述的一种驱防水生物的超声波系统，其特征在于：所述超声波电控箱还包括箱门，箱体与箱门通过阻尼铰链连接；箱门内边与箱体密封区域安装有软胶垫，箱门上设有门锁，保证了箱体内部的防水和防尘要求；锁紧箱门后箱体内部实现密封防尘防水。
5.根据权利要求4所述的一种驱防水生物的超声波系统，其特征在于：所述箱门上设置有电源开关，电源指示灯、超声运行指示灯、超声故障报警灯；市电输入接口将市电接入电箱中，按下电源开关，箱体各元器件通电，电源指示灯亮起；电源指示灯、运行指示灯、超声故障报警灯分别具有不同颜色区分。
6.根据权利要求5所述的一种驱防水生物的超声波系统，其特征在于：超声波振棒装置分别由一组超声波运行指示灯和超声波故障报警灯独立监测，超声波振棒装置工作正常，运行指示灯亮；超声波振棒装置工作异常，故障报警灯亮。
7.根据权利要求6所述的一种驱防水生物的超声波系统，其特征在于：超声波振棒装置包括换能器、固定法兰，声能辐射振棒，密封防水保护外壳；所述换能器包括包括后匹配块、压电晶体组件；所述换能器的频率为15khz-100khz；声能辐射振棒的截面为多节型、喇叭形或直柱形。
8.根据权利要求7所述的一种驱防水生物的超声波系统，其特征在于：所述密封防水保护外壳一端与法兰连接紧固件连接，另一端与换能器密封连接，通过螺栓连接件将法兰与阀箱固定。
9.根据权利要求8所述的一种驱防水生物的超声波系统，其特征在于：所述法兰连接紧固件上方设有防水接头，高频电缆线与换能器上电极片连接经防水接头密封固定后连接防水航插头，连接到所述电箱底部防水航插座，实现电控箱与超声波振棒装置的电传输。
10.根据权利要求9所述的一种驱防水生物的超声波系统，其特征在于：超波发生器输出端连接到端子接线排，经端子接线排连接到防水航插座，从而实现一台超声波发生器驱动一个及一个以上超声波振棒装置的接线，超声波发生器的启停控制接口接程序控制器。
技术总结