多功能超聲波清洗消毒的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多功能超聲波清洗消毒機(jī)，它包括控制面板、核心控制器、信號(hào)頻率切換開關(guān)、匹配電感切換開關(guān)、信號(hào)隔離電路、功率放大電路、匹配變壓器、超聲振板、臭氧機(jī)、至少兩個(gè)超聲信號(hào)發(fā)生模塊和至少兩個(gè)匹配電感；其中，控制面板的信號(hào)輸出端與核心控制器相連接；核心控制器的信號(hào)輸出端分別與信號(hào)頻率切換開關(guān)和匹配電感切換開關(guān)的控制信號(hào)輸入端相連接；其信號(hào)輸出端還與臭氧機(jī)的信號(hào)輸入端相連接；至少兩個(gè)超聲信號(hào)發(fā)生模塊，其輸出端分別通過信號(hào)頻率切換開關(guān)與信號(hào)隔離電路選擇性連接。本發(fā)明集合了超聲波降解和臭氧降解兩種清洗方式，能夠保證清洗和降解農(nóng)藥的有效性，并且提高降解效率。
【專利說明】多功能超聲波清洗消毒機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多功能超聲波清洗消毒機(jī)，屬于超聲清洗領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，化學(xué)合成農(nóng)藥是人類20世紀(jì)的重大發(fā)明，在農(nóng)作物病蟲害防治、提高農(nóng)作物產(chǎn)量等方面發(fā)揮過巨大貢獻(xiàn)。但與此同時(shí)，由于長(zhǎng)期過度使用農(nóng)藥，農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留量、微生物、微菌毒素增加，農(nóng)藥廢水大量排放等問題也日益嚴(yán)重。如何有效去除農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留物，降解農(nóng)藥廢水，確保食品安全，成為當(dāng)代科技工作者關(guān)注的重大命題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種多功能超聲波清洗消毒機(jī)，它集合了超聲波降解和臭氧降解兩種清洗方式，能夠保證清洗和降解農(nóng)藥的有效性，并且提高降解效率。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種多功能超聲波清洗消毒機(jī)，它包括控制面板、核心控制器、信號(hào)頻率切換開關(guān)、匹配電感切換開關(guān)、信號(hào)隔離電路、功率放大電路、匹配變壓器、超聲振板、臭氧機(jī)、至少兩個(gè)超聲信號(hào)發(fā)生模塊和至少兩個(gè)匹配電感；其中，
控制面板，其信號(hào)輸出端與核心控制器相連接，用于輸入信號(hào)頻率選擇信號(hào)并將其傳遞至核心處理器；
核心控制器，其信號(hào)輸出端分別與信號(hào)頻率切換開關(guān)和匹配電感切換開關(guān)的控制信號(hào)輸入端相連接，用于接收控制面板傳遞的信號(hào)頻率選擇信號(hào)并產(chǎn)生相應(yīng)的切換控制信號(hào)分別傳遞給信號(hào)頻率切換開關(guān)和匹配電感切換開關(guān)；其信號(hào)輸出端還與臭氧機(jī)的信號(hào)輸入端相連接，用于產(chǎn)生開關(guān)命令傳遞給臭氧機(jī)控制其啟動(dòng)或關(guān)閉；
至少兩個(gè)超聲信號(hào)發(fā)生模塊，其輸出端分別通過信號(hào)頻率切換開關(guān)與信號(hào)隔離電路選擇性連接，用于分別輸出不同頻率的超聲波驅(qū)動(dòng)信號(hào)；
信號(hào)頻率切換開關(guān)，用于接收相應(yīng)的切換控制信號(hào)并選擇接通相應(yīng)的超聲信號(hào)發(fā)生模塊和信號(hào)隔離電路；
信號(hào)隔離電路，其輸出端與功率放大電路相連接，用于驅(qū)動(dòng)功率放大電路正常工作；功率放大電路，其輸出端與匹配變壓器相連接；
至少兩個(gè)匹配電感，其輸入端分別與匹配變壓器相連接，其輸出端分別通過匹配電感切換開關(guān)與超聲振板選擇性連接，并與超聲信號(hào)發(fā)生模塊 對(duì)應(yīng)，用于對(duì)超聲振板的調(diào)諧匹配；
匹配變壓器，用于改變超聲振板的阻抗，使其與信源阻抗相匹配；
匹配電感切換開關(guān)，用于接收相應(yīng)的切換控制信號(hào)并選擇接通相應(yīng)的匹配電感和超聲振板。
[0005]進(jìn)一步，所述的超聲信號(hào)發(fā)生模塊有兩個(gè)，并分別為第一超聲信號(hào)發(fā)生模塊和第二超聲信號(hào)發(fā)生模塊；所述的匹配電感有兩個(gè)，并分別為第一匹配電感和第二匹配電感；第一超聲信號(hào)發(fā)生模塊和第一匹配電感相對(duì)應(yīng)，第二超聲信號(hào)發(fā)生模塊和第二匹配電感相對(duì)應(yīng)；信號(hào)頻率切換開關(guān)和匹配電感切換開關(guān)均為單刀雙擲式繼電器。
[0006]進(jìn)一步，所述的第一超聲信號(hào)發(fā)生模塊輸出頻率為80KHZ的超聲波驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述的第二超聲信號(hào)發(fā)生模塊輸出頻率為160KHZ的超聲波驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0007]進(jìn)一步，所述的功率放大電路為半橋推挽式放大電路。
[0008]更進(jìn)一步，所述的超聲振板由框型結(jié)構(gòu)的板體和板體上均勻分布的多個(gè)陶瓷晶片組成，并且板體上開有臭氧排出孔，所述的臭氧機(jī)的出口與臭氧排出孔相連通。
[0009]采用了上述技術(shù)方案后，采用超聲處理為核心技術(shù)，協(xié)同臭氧對(duì)蔬菜水果表面的農(nóng)藥殘留進(jìn)行清洗和降解，使蔬菜水果農(nóng)藥殘留量降至極低，保證清洗后蔬果的健康無(wú)毒。利用超聲空化作用產(chǎn)生的局部高溫高壓環(huán)境、微射流等效應(yīng)為清洗動(dòng)力能夠有效去除果蔬表面污物和藥殘；利用臭氧本身和臭氧溶于水中產(chǎn)生的單原子氧和羥基的強(qiáng)氧化性，可在極短時(shí)間內(nèi)殺滅致病細(xì)菌和病毒，并有效降解果蔬表面與清洗水中的殘留農(nóng)藥。蔬果的清洗過程無(wú)需加入化學(xué)洗潔劑，避免了洗潔劑殘留問題，且對(duì)環(huán)境無(wú)二次污染。本發(fā)明涉及的多功能超聲波清洗消毒機(jī)可以清洗蔬果或餐具，清洗蔬果模式下，自動(dòng)切換至160kHz超聲波，能有效保護(hù)蔬果表皮，防止?fàn)I養(yǎng)流失。清洗餐具模式下，自動(dòng)切換至80kHz超聲波，能夠快速高效去除餐具上的油污，使油污乳化并溶于清潔水中，結(jié)構(gòu)精巧，易于使用，成本較低，適合家用，由于本發(fā)明應(yīng)用于家庭的日常蔬果及餐具的清洗消毒工作，填補(bǔ)了超聲清洗在家庭應(yīng)用領(lǐng)域的空白，保證了人日常食用蔬果的健康無(wú)毒，由于清洗機(jī)排放的清洗水經(jīng)降解后僅含有部分無(wú)毒的無(wú)機(jī)物，對(duì)環(huán)境的保護(hù)起著有益作用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的多功能超聲波清洗消毒機(jī)的原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0012]如圖1所示，一種多功能超聲波清洗消毒機(jī)，它包括控制面板1、核心控制器、信號(hào)頻率切換開關(guān)2、匹配電感切換開關(guān)3、信號(hào)隔離電路、功率放大電路、匹配變壓器、超聲振板4、臭氧機(jī)、至少兩個(gè)超聲信號(hào)發(fā)生模塊和至少兩個(gè)匹配電感；其中，
控制面板1，其信號(hào)輸出端與核心控制器相連接，用于輸入信號(hào)頻率選擇信號(hào)并將其傳遞至核心處理器；控制面板I使用IXD19264作為顯示屏，按鍵使用薄膜開關(guān)，可以設(shè)定清洗消毒機(jī)的工作頻率模式和工作時(shí)間。
[0013]核心控制器，其信號(hào)輸出端分別與信號(hào)頻率切換開關(guān)2和匹配電感切換開關(guān)3的控制信號(hào)輸入端相連接，用于接收控制面板I傳遞的信號(hào)頻率選擇信號(hào)并產(chǎn)生相應(yīng)的切換控制信號(hào)分別傳遞給信號(hào)頻率切換開關(guān)2和匹配電感切換開關(guān)3 ;其信號(hào)輸出端還與臭氧機(jī)的信號(hào)輸入端相連接，用于產(chǎn)生開關(guān)命令傳遞給臭氧機(jī)控制其啟動(dòng)或關(guān)閉；核心控制器使用單片機(jī)MSP430F149，可以控制信號(hào)頻率切換開關(guān)2、匹配電感切換開關(guān)3和臭氧機(jī)。
[0014]至少兩個(gè)超聲信號(hào)發(fā)生模塊，其輸出端分別通過信號(hào)頻率切換開關(guān)2與信號(hào)隔離電路選擇性連接，用于分別輸出不同頻率的超聲波驅(qū)動(dòng)信號(hào)；超聲信號(hào)發(fā)生模塊具有信號(hào)發(fā)生芯片SG3525。
[0015]信號(hào)頻率切換開關(guān)2，用于接收相應(yīng)的切換控制信號(hào)并選擇接通相應(yīng)的超聲信號(hào)發(fā)生模塊和信號(hào)隔離電路；
信號(hào)隔離電路，其輸出端與功率放大電路相連接，用于驅(qū)動(dòng)功率放大電路正常工作，信號(hào)隔離電路使用隔離變壓器方式。
[0016]功率放大電路，其輸出端與匹配變壓器相連接；
至少兩個(gè)匹配電感，其輸入端分別與匹配變壓器相連接，其輸出端分別通過匹配電感切換開關(guān)3與超聲振板4選擇性連接,并與超聲信號(hào)發(fā)生模塊 對(duì)應(yīng)，用于對(duì)超聲振板4的調(diào)諧匹配；
匹配變壓器，用于改變超聲振板4的阻抗，使其與信源阻抗相匹配；匹配變壓器采用鐵氧體磁芯，PQ-28型骨架。
[0017]匹配電感切換開關(guān)3，用于接收相應(yīng)的切換控制信號(hào)并選擇接通相應(yīng)的匹配電感和超聲振板4。
[0018]超聲信號(hào)發(fā)生模塊有兩個(gè)，并分別為第一超聲信號(hào)發(fā)生模塊和第二超聲信號(hào)發(fā)生模塊；所述的匹配電感有兩個(gè)，并分別為第一匹配電感和第二匹配電感；第一超聲信號(hào)發(fā)生模塊和第一匹配電感相對(duì)應(yīng)，第二超聲信號(hào)發(fā)生模塊和第二匹配電感相對(duì)應(yīng)；信號(hào)頻率切換開關(guān)2和匹配電感切換開關(guān)3均為單刀雙擲式繼電器。第一匹配電感使用絲包線繞制磁芯骨架的方式，用于匹配工作在80kHz時(shí)的換能器陶瓷晶片，第二匹配電感使用絲包線繞制磁芯骨架的方式，用于匹配工作在160kHz時(shí)的換能器陶瓷晶片。
[0019]第一超聲信號(hào)發(fā)生模塊輸出頻率為80KHZ的超聲波驅(qū)動(dòng)信號(hào),所述的第二超聲信號(hào)發(fā)生模塊輸出頻率為160KHZ的超聲波驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0020]功率放大電路為半橋推挽式放大電路，選用MOS管型號(hào)為IRFP460。
[0021]超聲振板4由框型結(jié)構(gòu)的板體和板體上均勻分布的多個(gè)陶瓷晶片組成，外尺寸為40cm*40cm,用于放置在家庭廚房的清洗水池中，并且板體上開有臭氧排出孔，臭氧機(jī)的出口與臭氧排出孔相連通。臭氧量為3500mg/h，最大出氣量為3.5L/min。
[0022]本發(fā)明的工作原理如下:
首先將超聲振板4放入到洗菜池中，加入適量的清水，使水沒過超聲振板4，將待清洗的蔬果或餐具放入水中。通過控制面板I設(shè)置清洗消毒機(jī)的工作頻率模式，選擇開始，清洗機(jī)開始工作，若選擇工作模式為蔬果清洗模式，則核心控制器控制信號(hào)頻率切換開關(guān)2切換到第二信號(hào)發(fā)生模塊，控制匹配電感切換開關(guān)3切換到第二匹配電感，第二信號(hào)發(fā)生模塊產(chǎn)生中心頻率為160kHz的掃頻信號(hào)，通過信號(hào)隔離電路，進(jìn)入功率放大電路，功率放大電路輸出中心頻率為160kHz的掃頻功率電信號(hào)，通過第二匹配電感，送入超聲振板4，超聲振板4上的換能器開始工作在高頻狀態(tài)，將超聲波輻照入清洗水中，清洗蔬果。在清洗過程中，核心控制器控制臭氧機(jī)間歇式工作，通過超聲振板4表面的臭氧排出孔向水中曝入臭氧，清洗機(jī)在工作中可以隨時(shí)暫?；蚪K止，清洗結(jié)束后，將清洗池中清洗放掉，將蔬果過水一次以去掉附著在表面的廢水即可。若選擇工作模式為餐具清洗模式，使信號(hào)頻率切換開關(guān)2與匹配電感切換開關(guān)3切換到相應(yīng)的第一信號(hào)發(fā)生模塊與第一匹配電感，且信號(hào)為中心頻率為80kHz掃頻信號(hào)，其余工作過程完全相同。到此，超聲波清洗消毒機(jī)完成了一次蔬果或餐具的清洗消毒工作。[0023]臭氧是一種常用的氧化劑，它在水中發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成的氧化能力極強(qiáng)的單原子氧(O)和羥基(0H.)，它們幾乎可以瞬間分解水中的有機(jī)物質(zhì)，羥基的氧化能力與氟相當(dāng)，可使水中的有機(jī)物迅速氧化變質(zhì)。臭氧水不僅能夠打破乙酰甲胺磷分子結(jié)構(gòu)中的碳鏈，對(duì)“硝基”、“氨基”等基團(tuán)也有極強(qiáng)的氧化作用，臭氧可以徹底改變有機(jī)物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，使農(nóng)藥的性質(zhì)發(fā)生變化，從而起到降解農(nóng)藥殘留、解除農(nóng)藥毒性的作用。臭氧與農(nóng)藥發(fā)生氧化還原反應(yīng)以后，多余的臭氧會(huì)自行分解成為氧氣，產(chǎn)物大都為水溶性化合物，可以直接在環(huán)境中排放。
[0024]在臭氧降解農(nóng)藥廢水的過程中加入超聲波可以提高其的降解率，一方面，單獨(dú)使用超聲波對(duì)農(nóng)藥廢水進(jìn)行處理時(shí)可以起到降解的效果，在液體中，當(dāng)超聲波功率足夠大，液體受到的瞬時(shí)負(fù)壓足夠強(qiáng)時(shí)，介質(zhì)分子間距就會(huì)增大并可能超過臨界分子間距，形成空化核，在空化核迅速收縮并破滅的瞬間形成局部的高溫高壓環(huán)境和微射流等，使水裂解產(chǎn)生.οη、ηο2.和.0等強(qiáng)氧化性物質(zhì)，從而降解廢水中的農(nóng)藥。但單獨(dú)使用超聲波降解農(nóng)藥會(huì)消耗大量的電能，且降解速度較慢。另一方面，超聲波與臭氧同時(shí)作用時(shí)，超聲波空化效應(yīng)產(chǎn)生的局部高溫高壓使臭氧空化泡中的臭氧直接快速分解，產(chǎn)生自由基和H2O2等，并隨空化泡崩潰的沖擊波進(jìn)人水中，由于O自由基氧化性極強(qiáng)，水中的有機(jī)農(nóng)藥被迅速氧化降解，通過這一過程，也可以提高臭氧與農(nóng)藥的反應(yīng)速率。
[0025]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種多功能超聲波清洗消毒機(jī)，其特征在于:它包括控制面板(I)、核心控制器、信號(hào)頻率切換開關(guān)(2)、匹配電感切換開關(guān)(3)、信號(hào)隔離電路、功率放大電路、匹配變壓器、超聲振板(4)、臭氧機(jī)、至少兩個(gè)超聲信號(hào)發(fā)生模塊和至少兩個(gè)匹配電感；其中， 控制面板(I )，其信號(hào)輸出端與核心控制器相連接，用于輸入信號(hào)頻率選擇信號(hào)并將其傳遞至核心處理器； 核心控制器，其信號(hào)輸出端分別與信號(hào)頻率切換開關(guān)(2)和匹配電感切換開關(guān)(3)的控制信號(hào)輸入端相連接，用于接收控制面板(I)傳遞的信號(hào)頻率選擇信號(hào)并產(chǎn)生相應(yīng)的切換控制信號(hào)分別傳遞給信號(hào)頻率切換開關(guān)(2)和匹配電感切換開關(guān)(3);其信號(hào)輸出端還與臭氧機(jī)的信號(hào)輸入端相連接，用于產(chǎn)生開關(guān)命令傳遞給臭氧機(jī)控制其啟動(dòng)或關(guān)閉； 至少兩個(gè)超聲信號(hào)發(fā)生模塊，其輸出端分別通過信號(hào)頻率切換開關(guān)(2)與信號(hào)隔離電路選擇性連接，用于分別輸出不同頻率的超聲波驅(qū)動(dòng)信號(hào)； 信號(hào)頻率切換開關(guān)(2)，用于接收相應(yīng)的切換控制信號(hào)并選擇接通相應(yīng)的超聲信號(hào)發(fā)生模塊和信號(hào)隔離電路； 信號(hào)隔離電路，其輸出端與功率放大電路相連接，用于驅(qū)動(dòng)功率放大電路正常工作；功率放大電路，其輸出端與匹配變壓器相連接； 至少兩個(gè)匹配電感，其輸入端分別與匹配變壓器相連接，其輸出端分別通過匹配電感切換開關(guān)(3)與超聲振板(4)選擇性連接,并與超聲信號(hào)發(fā)生模塊 對(duì)應(yīng)，用于對(duì)超聲振板(4)的調(diào)諧匹配； 匹配變壓器，用于改變超聲振板(4)的阻抗，使其與信源阻抗相匹配； 匹配電感切換開關(guān)(3)，用于接收相應(yīng)的切換控制信號(hào)并選擇接通相應(yīng)的匹配電感和超聲振板(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能超聲波清洗消毒機(jī)，其特征在于:所述的超聲信號(hào)發(fā)生模塊有兩個(gè)，并分別為第一超聲信號(hào)發(fā)生模塊和第二超聲信號(hào)發(fā)生模塊；所述的匹配電感有兩個(gè)，并分別為第一匹配電感和第二匹配電感；第一超聲信號(hào)發(fā)生模塊和第一匹配電感相對(duì)應(yīng)，第二超聲信號(hào)發(fā)生模塊和第二匹配電感相對(duì)應(yīng)；信號(hào)頻率切換開關(guān)(2)和匹配電感切換開關(guān)(3)均為單刀雙擲式繼電器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多功能超聲波清洗消毒機(jī)，其特征在于:所述的第一超聲信號(hào)發(fā)生模塊輸出頻率為80KHZ的超聲波驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述的第二超聲信號(hào)發(fā)生模塊輸出頻率為160KHZ的超聲波驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能超聲波清洗消毒機(jī)，其特征在于:所述的功率放大電路為半橋推挽式放大電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能超聲波清洗消毒機(jī)，其特征在于:所述的超聲振板(4)由框型結(jié)構(gòu)的板體和板體上均勻分布的多個(gè)陶瓷晶片組成，并且板體上開有臭氧排出孔，所述的臭氧機(jī)的出口與臭氧排出孔相連通。
【文檔編號(hào)】A47L15/13GK103584752SQ201310557637
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月11日
【發(fā)明者】王斌, 朱昌平, 何貞兵, 劉逸韜, 姚澄, 單鳴雷, 李建 申請(qǐng)人:河海大學(xué)常州校區(qū), 常州市新理念超聲波設(shè)備有限公司