應(yīng)用于管道上的電磁超聲換能器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種換能裝置，具體是一種應(yīng)用于管道上的電磁超聲換能器，它是應(yīng)用于液體處理系統(tǒng)中的將電能轉(zhuǎn)換為電磁能和超聲波的換能器。
【背景技術(shù)】
[0002]電子絮凝技術(shù)是一種通過(guò)在水中通入電流，從而打破水中懸浮物、乳化或溶解狀污染物的穩(wěn)定狀態(tài)的污水處理方法。電子絮凝與傳統(tǒng)的化學(xué)絮凝法相比，無(wú)需投加藥品，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低，處理效果穩(wěn)定、不會(huì)造成水質(zhì)和沉淀物的二次污染，是一項(xiàng)高效、環(huán)保的水處理技術(shù)。
[0003]目前，在液體中形成電場(chǎng)從而產(chǎn)生電流的方式通常有電極法、電磁感應(yīng)法?，F(xiàn)有的電子絮凝設(shè)備均是采用電極法，即在液體中加入電極從而產(chǎn)生電場(chǎng)，使電解處理槽中的液體產(chǎn)生電流。在實(shí)際使用過(guò)程中，基于電極法的電子絮凝設(shè)備不僅投資大、占地面積大、安裝不方便，而且定期檢查或更換電極等后期運(yùn)維成本較高；電磁感應(yīng)法是采用變壓器原理，通過(guò)交變電流信號(hào)源產(chǎn)生交變電流在環(huán)抱在管道外壁的鏈狀結(jié)構(gòu)軟磁條中產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，將載滿液體的管道看成是一根導(dǎo)線，從而在管道內(nèi)液體中感生出所需電場(chǎng)，同時(shí)，利用軟磁條的磁致伸縮效應(yīng)，可以在管道上產(chǎn)生出相應(yīng)的機(jī)械能，作用于液體內(nèi)物質(zhì)。電磁感應(yīng)法在液體處理領(lǐng)域具有諸多優(yōu)勢(shì)。
[0004]現(xiàn)有的基于電磁感應(yīng)法生產(chǎn)的一些液體處理器采用的換能器均存在一些不足之處。一、采用單一線圈向鏈狀軟磁條中感生磁場(chǎng)，在大一些的管道上應(yīng)用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生磁能衰減的情況，從而影響了換能效果；二、纏繞線圈使用導(dǎo)線通過(guò)人工繞制方式進(jìn)行制作，生產(chǎn)制作過(guò)程復(fù)雜，人為因素不穩(wěn)定造成纏繞線圈的質(zhì)量參差不齊，造成換能器的效果大打折扣；三、沒(méi)有利用鏈狀軟磁條的磁致伸縮效應(yīng)在管道上產(chǎn)生出超聲波，減少了換能器的功會(huì)K。
[0005]發(fā)明人檢索到以下相關(guān)的專(zhuān)利文獻(xiàn):CN104001689A公開(kāi)了一種適用于管道安裝的磁致超聲波換能器，換能器由磁致伸縮體、勵(lì)磁線圈、能量傳導(dǎo)環(huán)片、電氣防護(hù)外殼及安裝附件組成。磁致伸縮體焊接于能量傳導(dǎo)環(huán)片上，勵(lì)磁線圈纏繞于磁致伸縮體上。能量傳導(dǎo)環(huán)片被設(shè)計(jì)成弧形，若干片能量傳導(dǎo)環(huán)片通過(guò)安裝附件連接后組成能量傳導(dǎo)環(huán)，與不同管徑的管道匹配。勵(lì)磁線圈通過(guò)引線與外部超聲波控制器連接，CN103076402A公開(kāi)了一種用于在管道中激勵(lì)和接收多模式超聲導(dǎo)波的換能器，其特征是換能器中包含了兩片上下水平布置的振動(dòng)方向與各自極化方向相一致的剪切型壓電晶片，兩壓電晶片極化方向彼此正交，并通過(guò)位于兩壓電晶片之間的隔離層進(jìn)行電氣隔離。分別對(duì)兩壓電晶片施加激勵(lì)信號(hào)，則換能器能夠?qū)Ρ粰z測(cè)結(jié)構(gòu)表面施加激勵(lì)不同模式導(dǎo)波所需的不同方向載荷，而沿被檢測(cè)結(jié)構(gòu)軸向傳播的不同模式導(dǎo)波當(dāng)其主要振動(dòng)方向與某壓電晶片極化方向一致時(shí)亦能引起該壓電晶片的振動(dòng)進(jìn)而產(chǎn)生電壓信號(hào)用于分析和處理。
[0006]以上這些技術(shù)對(duì)于如何使應(yīng)用于管道上的電磁超聲換能器換能效果好，安裝方便，運(yùn)維成本低，并未給出具體的指導(dǎo)方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種應(yīng)用于管道上的電磁超聲換能器，該電磁超聲換能器換能效果好，安裝方便，運(yùn)維成本低，適用范圍廣，使用壽命長(zhǎng)。
[0008]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0009]—種應(yīng)用于管道上的電磁超聲換能器，其技術(shù)方案在于它具有用于產(chǎn)生高頻脈沖電流信號(hào)的交變電流信號(hào)源(交變電流源)、用于將所述交變電流信號(hào)源產(chǎn)生的高頻脈沖電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為高頻磁場(chǎng)信號(hào)的數(shù)個(gè)PCB板組線圈(數(shù)個(gè)PCB板組線圈也可稱(chēng)為PCB板組線圈組)、用于耦合所述數(shù)個(gè)PCB板組線圈產(chǎn)生的高頻磁場(chǎng)信號(hào)并將該高頻磁場(chǎng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為高頻電場(chǎng)能和相應(yīng)頻率的超聲波的軟磁條組、導(dǎo)線，每個(gè)PCB板組線圈皆由四塊PCB板連接而成，上述數(shù)個(gè)PCB板組線圈相串聯(lián)并通過(guò)導(dǎo)線與交變電流信號(hào)源相連接，所述交變電流信號(hào)源外接220V交流電源；所述軟磁條組由多個(gè)長(zhǎng)條形的軟磁條和多個(gè)塑料螺栓構(gòu)成，多個(gè)軟磁條沿管道的圓周方向分布為J排、同時(shí)沿管道的軸向分布為K列，軟磁條組中的排數(shù)J多4，每個(gè)軟磁條的兩端皆帶有連接孔，相鄰的兩排、K列軟磁條的端部皆由塑料螺栓穿過(guò)所述的連接孔并由螺母鎖定而固定連接在一起，軟磁條組呈環(huán)形、鏈狀，軟磁條組緊箍在管道的外壁上并嵌套于每個(gè)PCB板組線圈內(nèi)，所述每個(gè)PCB板組線圈皆安裝在塑料殼體內(nèi)。
[0010]上述技術(shù)方案中，所述交變電流信號(hào)源產(chǎn)生的高頻脈沖電流信號(hào)頻率為20KHz以上，可以為20KHz?200KHz。上述數(shù)個(gè)PCB板組線圈最好均勻分布在所述軟磁條組上。軟磁條組中的排數(shù)J最好為偶數(shù)，可以選擇排數(shù)J = 6，列數(shù)K = 3。每個(gè)軟磁條最好皆為長(zhǎng)方體形，其材質(zhì)可以為Mn-Zn鐵氧體、Cu-Zn鐵氧體、N1-Zn鐵氧體中的一種。上述軟磁條組中的排數(shù)J = 6，PCB板組線圈的數(shù)量為兩個(gè)，即安裝于軟磁條組的正上方的一個(gè)PCB板組線圈和安裝于軟磁條組的正下方的另一個(gè)PCB板組線圈，上述導(dǎo)線包括導(dǎo)線L1、導(dǎo)線L2、導(dǎo)線L3，所述交變電流信號(hào)源的輸出端通過(guò)導(dǎo)線L3連接到安裝于軟磁條組的正下方的PCB板組線圈的輸入端，該P(yáng)CB板組線圈的輸出端通過(guò)導(dǎo)線L2連接到安裝于軟磁條組的正上方的PCB板組線圈的輸入端，安裝于軟磁條組的正上方的PCB板組線圈的輸出端通過(guò)導(dǎo)線LI連接到所述交變電流信號(hào)源的輸入端。每個(gè)PCB板組線圈皆由四塊PCB板通過(guò)彎排針焊接而成，具體結(jié)構(gòu)是所述四塊PCB板分為作為線圈前面板的PCB板、作為線圈上面板的PCB板、作為線圈后面板的PCB板、作為線圈下面板的PCB板，所述作為線圈前面板的PCB板由信號(hào)輸入焊盤(pán)、信號(hào)輸出焊盤(pán)、覆銅線組、第一彎排針焊盤(pán)組、第二彎排針焊盤(pán)組構(gòu)成；所述作為線圈上面板的PCB板由覆銅線組、第三彎排針焊盤(pán)組、第四彎排針焊盤(pán)組構(gòu)成；所述作為線圈后面板的PCB板由覆銅線組、第五彎排針焊盤(pán)組、第六彎排針焊盤(pán)組構(gòu)成；所述作為線圈下面板的PCB板由覆銅線組、第七彎排針焊盤(pán)組、第八彎排針焊盤(pán)組構(gòu)成；所述作為線圈前面板的PCB板、作為線圈上面板的PCB板、作為線圈后面板的PCB板、作為線圈下面板的PCB板分別使用彎排針垂直焊接，所述第二彎排針焊盤(pán)組和所述第三彎排針焊盤(pán)組采用彎排針成直角焊接；所述第四彎排針焊盤(pán)組和所述第五彎排針焊盤(pán)組采用彎排針成直角焊接；所述第六彎排針焊盤(pán)組和所述第七彎排針焊盤(pán)組采用彎排針成直角焊接；所述第八彎排針焊盤(pán)組和所述第一彎排針焊盤(pán)組采用彎排針成直角焊接，從而四塊PCB板構(gòu)成一個(gè)環(huán)裝電路線圈。導(dǎo)線L3的一端與所述交變電流信號(hào)源的輸出端相連接，導(dǎo)線L3的另一端焊接在安裝于軟磁條組的正下方的PCB板組線圈中(交變電流)信號(hào)輸入焊盤(pán)上，導(dǎo)線L2的一端焊接在安裝于軟磁條組的正下方的PCB板組線圈中信號(hào)輸出焊盤(pán)上，導(dǎo)線L2的另一端焊接在安裝于軟磁條組的正上方的PCB板組線圈中信號(hào)輸入焊盤(pán)上，導(dǎo)線LI的一端與所述交變電流信號(hào)源的輸入端相連接，導(dǎo)線LI的另一端焊接在安裝于軟磁條組的正上方的PCB板組線圈中信號(hào)輸出焊盤(pán)上。
[0011]本實(shí)用新型提供了一種應(yīng)用于管道上的電磁超聲換能器，它是一種應(yīng)用于液體處理系統(tǒng)中的將電能轉(zhuǎn)換為磁能和機(jī)械能的基于電磁波的管道換能器，它使用PCB板組線圈代替人工繞制線圈，降低了生產(chǎn)難度，增加了換能效率；采用數(shù)個(gè)PCB板組線圈(均勻)分布在(鏈狀)軟磁條組的結(jié)構(gòu)方式，降低了磁能在大直徑的管道上的衰減量，大幅度提高了換能效果；利用(鏈狀)軟磁條組的磁致伸縮效應(yīng)在管道上產(chǎn)生出超聲波，增加了應(yīng)用范圍，提高了換能效果，克服了現(xiàn)有技術(shù)的