[实用新型]超声波宽带宽方向性平面阵除藻仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及环境保护水处理领域，尤其是一种超声波宽带宽方向性平面阵除藻仪。 

背景技术

我国随着工业的发展和人民生活水平的提高，向水体中排入大量含氮、磷的污染物，导致水库、湖泊严重富营养化。富营养化的水体滋生了藻类大量繁殖，爆发水华，消耗水中的溶解氧，破坏水环境的生态平衡，严重影响人类的饮用水资源。目前治理水华的方法主要化学药剂方法，容易引起环境的二次污染。 

超声波技术是近年来发展起来的一门新型的环境保护技术，在超声波除藻中不引入其他的化学药剂，反应速度快等优点。超声波除藻的原理是超声波在液体中传播，引起水体中的藻类机械振动，破坏细胞壁、破坏气体囊泡和破坏活性酶。藻类的气体囊泡约占整个构造的50%，其主要功能是控制藻类升降运动接收光合作用，因此气体囊泡对藻类非常重要，失去气体囊泡也就失去光合作用的能力，随之必然死亡。超声波在水中传播引起气体囊泡的共振，当张力超过气体囊泡承受极限时，气体囊泡瞬间破裂，极短时间在空化泡的周围产生高温高压，部分细胞组织损坏，细胞膜与细胞壁脱离，导致藻类失去了升降能力和与外部环境交换营养物质的能力，随着时间的推移细胞质慢慢的萎缩，最后自行灭亡。从上所述超声波除藻是通过破坏藻类的内部组织，而不是打碎藻类，不会引起水体藻毒素的升高，因此是一种非常环保的方法。目前使用的存在缺陷，工作带宽较窄、工作频率点固定、水域180°范围内有效作用半径不相同，辐射面90°方向作用距离最远和声源级有限作用距离近。 

发明内容

本实用新型要解决上述现有技术的缺点，提供一种使用范围更广、更有效的超声波宽带宽方向性平面阵除藻仪。 

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案：这种超声波宽带宽方向性平面阵除藻仪，主要包括智能超声波电源、输入电源线、多芯水密电缆、浮体和超声波智能平面阵，输入电源线与智能超声波电源的输入端相连，多芯水密电缆的一端与智能超声波电源的输出端相连，另一端与超声波智能平面阵的电缆接头相连，超声波智能平面阵固定在浮体下部，浮体通过安装孔拴在指定的位置。 

所述超声波智能平面阵通过固定结构件和紧固环固定在浮体下部。 

所述浮体的四个角上开的四个圆孔作为安装孔。 

所述超声波智能平面阵和浮体位于水域内。 

所述超声波智能平面阵包括采用布阵方式的多只多模耦合宽带换能器，换能器位于外壳内。 

所述换能器包括前盖板、预应力杆、压电陶瓷和后盖板，预应力杆外套有压电陶瓷，预应力杆的两端设有前盖板和后盖板，并通过螺母固定。 

所述输入电源线连接20伏交流市电、或110伏交流市电、或太阳能电池。 

所述芯水密电缆与超声波智能平面阵的连接处通过高温硫化密封。 

所述超声波智能平面阵的辐射面采用橡胶密封。 

所述浮体包括玻璃微珠浮力材料和骨架。 

本实用新型有益的效果是：本实用新型结构可用于不同水域，可以有效去除和抑制多种藻类的生长，工作带宽较宽、工作频率点可以根据需要调整，能够产生20-60（kHz）多路宽带脉冲信号，实现水平方向180°范围内波束扫描图，使有效作用半径更均匀，还可以调整平面阵的换能器数目实现不同作用距离，本实用新型消耗能量较低，能够有效的杀死含有气体囊泡的多细胞藻类和尺寸较大的单细胞藻类，抑制藻类的繁殖。 

附图说明

图1是本实用新型的换能器结构示意图； 

图2是本实用新型四元超声波智能平面阵的布阵图； 

图3是本实用新型平面阵水平方向180°范围内波束扫描图； 

图4是本实用新型的结构示意图； 

图5是超声波处理后与未经超声波的水体叶绿素a含量变化示意图。 

附图标记说明：智能超声波电源1，输入电源线2，多芯水密电缆3，浮体4，固定结构件5，紧固环6，超声波智能平面阵7，水域8，前盖板9，压电陶瓷10，预应力杆11，后盖板12，螺母13，外壳14，换能器15。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：