[发明专利]功率可调的水下构建物清洗维护装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种功率可调的水下构建物清洗维护装置，属于超声清洗技术领域。

背景技术

目前，当今社会，随着人们对新能源的探索，水利事业得到不断发展，但闸门、大坝坝体等设备由于长期浸在水下，其表面生长的水垢和其他附着物影响了正常功能发挥，另外由于附着物的覆盖，无法发现水下大型设备是否存在裂缝等安全隐患，给常规的安全检查带来极大不方便，最终造成设备损坏。

现有技术对闸门、大坝坝体等水下构建物的清洗主要方法是停工、防水或抬离水面后通过人工敲击的方式，另加高压射水进行清洗，这样需要工程停工，且易对构建物表面造成损坏。因此研究一种高效、无污染、能在工程正常工作状态下对其进行安全清洗的装置显得尤为重要。借用超声洗牙的基本原理，已经能够对实现对水中的石块用超声波进行清洗，但对深水构建物利用超声波进行大面积清洗，尚未见报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种功率可调的水下构建物清洗维护装置，它不仅实现了对深水构建物的大面积高效清洗，并且清洗功率可调，避免了随深度增加清洗效果变差和因功率过大对构建物表面造成破坏的现象，能实现对大坝等构建物的完整保养和维护，显著提高工作效率。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种功率可调的水下构建物清洗维护装置，它包括超声信号发生器、驱动隔离电路、超声功率放大电路、匹配网络、调谐电感、压力传感器、控制器、控制面板、调压器和换能器；其中，

超声信号发生器，其输出端与驱动隔离电路相连接，用于输出同频反相信号；

驱动隔离电路，其输出端与超声功率放大电路相连接，用于接收同频反相信号并驱动超声功率放大电路正常工作；

超声功率放大电路，其输出端与匹配网络相连接；

匹配网络，其输出端与调谐电感相连接，用于变换换能器的阻抗，使其与信源阻抗相匹配；

调谐电感，其输出端与换能器相连接，用于对换能器的调谐匹配；

压力传感器，其安装在换能器上，用于感应能够反映换能器所在水深的水压信号并将其传递给A/D转换电路，经过A/D转换电路转换后传递至控制器；

控制器，其根据接收到的水压信号产生换能器深度信息输出至控制面板；

控制面板，其与控制器连接以实现双向信号传输，其用于接收并显示控制器传递的换能器深度信息；

调压器，其与超声功率放大电路的电压输入端相连接，用于根据控制面板显示的换能器深度信息调节超声功率放大电路的电压输入值。

进一步提供一种通过人工手动调节换能器清洗功率的模式结构，所述的调压器为手动调节模式，通过手动调节调压器改变超声功率放大电路的电压输入值。

进一步提供了一种通过控制器自动调节换能器清洗功率的模式结构，功率可调的水下构建物清洗维护装置还包括与调压器的线圈相活动连接以便改变调压器的线圈匝数比的步进电机，该步进电机的控制输入端与控制器相连接，控制器还用于根据接收到的相应水压信号产生相应的步进电机驱动信号传递给步进电机使其产生相应的动作。

进一步提供了一种换能器的结构以便进行大面积清洗，所述的换能器具有阶梯变幅杆，阶梯变幅杆由主体部分和前端聚焦部分组成，主体部分和前端聚焦部分的连接处设置有过渡圆弧，前端聚焦部分的宽度为D，过渡圆弧的半径为R=0.6D，前端聚焦部分的厚度为d=0.25D。

进一步，所述的阶梯变幅杆由不锈钢或铝合金材料制成。

进一步，所述的超声信号发生器输出频率为15kHZ的同频反相信号。

进一步为了提高信号的驱动能力，利于驱动后续的超声功率放大电路，所述的驱动隔离电路包括全桥逆变电路和隔离变压器，隔离变压器具有一个输入端和两个输出端，并且两个输出端的线圈缠绕方向反相，全桥逆变电路的输入端与超声信号发生器的输出端相连接，隔离变压器的输入端与全桥逆变电路的输出端相连接，隔离变压器的两个输出端分别与超声功率放大电路相连接。

更进一步，所述的超声功率放大电路为半桥型D类功率放大电路。