NL2000797C2 - Waterproof ultrasonic transducer. - Google Patents
Waterproof ultrasonic transducer. Download PDFInfo
- Publication number
- NL2000797C2 NL2000797C2 NL2000797A NL2000797A NL2000797C2 NL 2000797 C2 NL2000797 C2 NL 2000797C2 NL 2000797 A NL2000797 A NL 2000797A NL 2000797 A NL2000797 A NL 2000797A NL 2000797 C2 NL2000797 C2 NL 2000797C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- ultrasonic transducer
- masses
- transducer according
- resonance
- sealing means
- Prior art date
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 38
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 30
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims description 6
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 9
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 7
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 3
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 2
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 2
- 210000003934 vacuole Anatomy 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 241000192700 Cyanobacteria Species 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 230000005791 algae growth Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
- B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
- B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
- B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
- B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
- B06B1/0607—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements
- B06B1/0611—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements in a pile
- B06B1/0618—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements in a pile of piezo- and non-piezoelectric elements, e.g. 'Tonpilz'
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01M—CATCHING, TRAPPING OR SCARING OF ANIMALS; APPARATUS FOR THE DESTRUCTION OF NOXIOUS ANIMALS OR NOXIOUS PLANTS
- A01M21/00—Apparatus for the destruction of unwanted vegetation, e.g. weeds
- A01M21/04—Apparatus for destruction by steam, chemicals, burning, or electricity
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/34—Treatment of water, waste water, or sewage with mechanical oscillations
- C02F1/36—Treatment of water, waste water, or sewage with mechanical oscillations ultrasonic vibrations
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/004—Mounting transducers, e.g. provided with mechanical moving or orienting device
- G10K11/006—Transducer mounting in underwater equipment, e.g. sonobuoys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/04—Disinfection
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Insects & Arthropods (AREA)
- Pest Control & Pesticides (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Description
Q.2ET00Q.2ET00
WATERDICHTE ULTRASOON TRANSDUCERWATERPROOF ULTRASONIC TRANSDUCER
5 De uitvinding heeft betrekking op een ultrasoon transducer, omvattende ten minste een althans in hoofdzaak schijfvormig piëzo-elektrisch kristal en ten minste twee aan weerzijde in axiale richting van het piëzo-elektrische kristal aangebrachte resonantiemassa's. In het bijzonder heeft de 10 uitvinding betrekking op een ultrasoon transducer voor het bestrijden van micro-organismen in een vloeistof.The invention relates to an ultrasonic transducer, comprising at least one at least substantially disc-shaped piezoelectric crystal and at least two resonance masses arranged on either side in the axial direction of the piezoelectric crystal. In particular, the invention relates to an ultrasonic transducer for controlling microorganisms in a liquid.
Een veel voorkomend probleem in met name stilstaand oppervlaktewater is de groei van algen daarin. Het gaat hier 15 met name om draad-, zweef en/of blauwalgen die door hun groei alle zuurstof uit het water doen verdwijnen en daarmee al het andere leven in het water onmogelijk maken. Bovendien zijn dergelijke algen een bedreiging voor de gezondheid wanneer er door personen in het betreffende water gezwommen wordt.A common problem in stagnant surface water in particular is the growth of algae therein. This particularly concerns thread, float and / or blue-green algae that, as a result of their growth, make all oxygen disappear from the water and thus make everything else in the water impossible. Moreover, such algae are a health threat when people are swimming in the water in question.
2020
Een bekende oplossing voor het voorkomen en/of verhelpen van bovengenoemd probleem is het blootstellen van de algen aan ultrasoon geluid. Onder invloed van dit ultrasone geluid zal een met vocht gevuld blaasje in de cellen van de algen, 25 vacuolen genaamd, gaan resoneren en uiteindelijk knappen waardoor de cellen sterven en daarmee ook de algen.A known solution for preventing and / or remedying the above-mentioned problem is to expose the algae to ultrasonic sound. Under the influence of this ultrasonic sound, a fluid-filled blister in the cells of the algae, called vacuoles, will start to resonate and eventually burst, causing the cells to die and thus also the algae.
Voorwaarde hiervoor is dat de algen worden blootgesteld aan ultrageluid met een frequentie waardoor deze vacuolen gaan resoneren, opgemerkt moet worden dat deze frequentie tussen 30 verschillende algensoorten en andere micro-organismen kan verschillen.A prerequisite for this is that the algae are exposed to ultrasound with a frequency that causes these vacuoles to resonate.
In een bekende inrichting voor het toedienen van ultrasone geluidsgolven aan algen wordt een transducer van de in de 2 aanhef vermelde soort in een cilindervormige huls geplaatst en wordt deze huls afgevuld en afgedicht met kunststof om deze waterdicht te maken. Een probleem van deze inrichting is het dempende effect op de door een piëzo-elektrische kristal 5 in trilling gebrachte resonantiemassa's door dit kunststof, waardoor het rendement van deze inrichting niet optimaal is. Een input van 50 Watt aan energie levert bijvoorbeeld maar een ultrasoon uitgangsvermogen van 2 Watt. Inherent aan dit probleem is dat dergelijke inrichtingen voorzien moeten zijn 10 van krachtige energiebronnen, bijvoorbeeld afkomstig van het elektriciteitsnet of generatoren, waardoor deze inrichting niet inzetbaar is in afgelegen of grotere oppervlaktewateren.In a known device for applying ultrasonic sound waves to algae, a transducer of the type mentioned in the opening paragraph is placed in a cylindrical sleeve and this sleeve is filled and sealed with plastic to make it watertight. A problem of this device is the damping effect on the resonance masses vibrated by a piezoelectric crystal 5 through this plastic, so that the efficiency of this device is not optimal. For example, an input of 50 watts of energy only provides an ultrasonic output power of 2 watts. Inherent to this problem is that such devices must be provided with powerful energy sources, for example from the electricity grid or generators, as a result of which this device cannot be used in remote or larger surface waters.
Het doel van de uitvinding is de stand van de techniek te 15 verbeteren en wel om te voorzien in een efficiënte, goedkope en breed inzetbare ultrasoon transducer.The object of the invention is to improve the state of the art and to provide an efficient, inexpensive and widely usable ultrasonic transducer.
Hiertoe heeft de transducer van de in de aanhef vermelde soort als bijzonderheid dat de transducer voorts voorzien is 20 van afdichtmiddelen aangebracht tussen de resonantiemassa's, waarbij de resonantiemassa's en de afdichtmiddelen een waterdichte behuizing vormen. Doordat de resonantiemassa's zelf de behuizing vormen vindt er een zeer efficiënte overdracht van ultrasone energie naar het water plaats. In 25 tegenstelling tot de bekende transducer resoneert hierbij de behuizing zelf. Het rendement van de transducer ligt hierdoor vele malen hoger, waardoor met een kleinere energiebron volstaan kan worden ter bestrijding van micro-organismen in een vloeistof, bijvoorbeeld een oppervlaktewater.To this end, the transducer of the type mentioned in the preamble has the special feature that the transducer is furthermore provided with sealing means arranged between the resonant masses, the resonant masses and the sealing means forming a watertight housing. Because the resonance masses themselves form the housing, a highly efficient transfer of ultrasonic energy to the water takes place. In contrast to the known transducer, the housing itself resonates. The efficiency of the transducer is therefore many times higher, so that a smaller energy source can suffice to control microorganisms in a liquid, for example a surface water.
Opgemerkt moet worden dat onder micro-organismen in het bijzonder, maar niet beperkend tot, algen, schimmels, biolagen en bacteriën verstaan moeten worden. Ook kan de 30 3 ultrasoon transducer volgens de uitvinding worden gebruikt voor het bestrijden van virussen in een vloeistof.It should be noted that microorganisms are to be understood in particular, but not limited to, algae, fungi, biolayers and bacteria. The ultrasonic transducer according to the invention can also be used for combating viruses in a liquid.
5 In een voorkeursuitvoeringsvorm van een ultrasoon transducer overeenkomstig de uitvinding zijn de afmetingen van de resonantiemassa's in radiale richting groter dan het piëzo-elektrische kristal. Aangezien alleen het piëzo-kristal van elektrische stroom voorzien hoeft te worden in de transducer, 10 kan deze door een dergelijke opbouw eenvoudig afgedicht worden. Daar de resonantiemassa's geaard zijn, zoals zal blijken, kunnen zij in combinatie met de afdichtmiddelen uitstekend dienst doen als behuizing. Bij voorkeur zijn de afdichtmiddelen voorzien van een waterdichte doorgang voor de 15 stroomtoevoermiddelen voor het piëzo-elektrische kristal.In a preferred embodiment of an ultrasonic transducer according to the invention, the dimensions of the resonant masses in the radial direction are larger than the piezoelectric crystal. Since only the piezo crystal needs to be supplied with electric current in the transducer, it can be easily sealed by such a construction. As the resonance masses are grounded, as will be seen, they can serve as a housing in combination with the sealing means. The sealing means are preferably provided with a watertight passage for the current supply means for the piezoelectric crystal.
In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van een ultrasoon transducer volgens de uitvinding omvatten de afdichtmiddelen een buisstuk aangebracht tussen de resonantiemassa's. Bij 20 voorkeur komt de omtrekvorm van het buisstuk overeen met de omtrekvorm van de resonantiemassa's, waardoor een goede afsluiting van de ruimte tussen de resonantiemassa's wordt verkregen.In a further preferred embodiment of an ultrasonic transducer according to the invention, the sealing means comprise a pipe piece arranged between the resonance masses. Preferably, the circumferential shape of the tube section corresponds to the circumferential shape of the resonance masses, whereby a good closure of the space between the resonance masses is obtained.
25 In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van een ultrasoon transducer volgens de uitvinding zijn de resonantiemassa's voorzien van een groef voor het daarin opnemen van de afdichtmiddelen en bij voorkeur is de groef in een althans in hoofdzaak radiale omtrek van een resonantiemassa aangebracht. 30 In de tegenover elkaar liggende groeven aangebracht in ieder van de resonantiemassa's kunnen de afdichtmiddelen, bijvoorbeeld het buisstuk, opgenomen worden.In a further preferred embodiment of an ultrasonic transducer according to the invention, the resonance masses are provided with a groove for receiving the sealing means therein and preferably the groove is arranged in an at least substantially radial circumference of a resonance mass. In the opposing grooves provided in each of the resonance masses, the sealing means, for example the pipe section, can be received.
44
In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van een ultrasoon transducer overeenkomstig de uitvinding omvatten de afdichtmiddelen ten minste een elastische afdichtingsring en bij voorkeur omvatten de afdichtmiddelen ten minste twee 5 afdichtingsringen. Dergelijke afdichtingsringen garanderen een waterdichte afsluiting tussen de afdichtmiddelen en ieder van de resonantiemassa's. Meer bij voorkeur zijn dergelijke ringen aangebracht in de eerdergenoemde groeven, waarop de afdichtmiddelen, bijvoorbeeld het buisstuk, aangebracht 10 worden. Nog meer bij voorkeur zijn dergelijke ringen vervaardigd van een rubberachtig materiaal.In a further preferred embodiment of an ultrasonic transducer according to the invention, the sealing means comprise at least one elastic sealing ring and preferably the sealing means comprise at least two sealing rings. Such sealing rings guarantee a watertight seal between the sealing means and each of the resonance masses. More preferably, such rings are provided in the aforementioned grooves, on which the sealing means, for example the pipe section, are arranged. Even more preferably, such rings are made of a rubber-like material.
In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van een ultrasoon transducer volgens de uitvinding zijn de afdichtmiddelen 15 tussen de resonantiemassa's ingeklemd, wat vooral in combinatie met de eerder genoemde afdichtingsringen en aangebrachte groeven tot een waterdicht systeem leidt, waarbij de afdichtingsringen enigszins vervormen in de aangebrachte groeven en daardoor een waterdichte verbinding 20 tussen de afdichtmiddelen en de resonantiemassa's creëren.In a further preferred embodiment of an ultrasonic transducer according to the invention, the sealing means are sandwiched between the resonance masses, which, especially in combination with the aforementioned sealing rings and grooves provided, leads to a watertight system, wherein the sealing rings deform somewhat in the grooves arranged and thereby a create a watertight connection between the sealing means and the resonance masses.
Opgemerkt moet worden dat de afdichtmiddelen niet gelimiteerd zijn tot de hierboven vermelde uitvoeringsvormen, in bepaalde gevallen kan bijvoorbeeld ook volstaan worden met alleen een, 25 voor dit geval hoger uitgevoerde, afdichtingsring of bijvoorbeeld waterwerend isolatieschuim aangebracht tussen beide resonantiemassa's.It should be noted that the sealing means are not limited to the above-mentioned embodiments, in certain cases it is, for example, also possible to suffice only with a sealing ring or, for example, water-resistant insulating foam applied between the two resonant masses.
In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van een transducer 30 volgens de uitvinding is voorzien meerdere piëzo-elektrische kristallen, waarbij de kristallen bij voorkeur in serie in axiale richting geplaatst zijn waardoor het uitgangsvermogen van de transducer vergroot kan worden.In a further preferred embodiment of a transducer 30 according to the invention, a plurality of piezoelectric crystals are provided, the crystals preferably being arranged in series in the axial direction, whereby the output power of the transducer can be increased.
55
In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van een transducer volgens de uitvinding komt de lengte van ten minste een resonantiemassa in axiale richting overeen met de golflengte van het uit te stoten ultrasone geluid. Wanneer een lengte 5 van een resonantiemassa overeenkomt met de uit te stoten golflengte van het ultrasoon geluid, is de energie benodigd om een dergelijke geluidsgolf uit te zenden significant lager dan wanneer deze lengtes niet overeenkomen. Een dergelijke opbouw komt het rendement van de transducer dus ten goede.In a further preferred embodiment of a transducer according to the invention, the length of at least one resonance mass in the axial direction corresponds to the wavelength of the ultrasonic sound to be emitted. When a length of a resonance mass corresponds to the wavelength of the ultrasonic to be emitted, the energy required to transmit such a sound wave is significantly lower than when these lengths do not match. Such a construction therefore benefits the efficiency of the transducer.
10 In een uitvoeringsvorm komen beide lengtes van de resonantiemassa's overeen, waarbij beide resonantiemassa's zullen resoneren en waardoor aan beide zijden van de transducer een ultrasone geluidsgolf uitgezonden wordt. In een andere uitvoeringsvorm zijn de lengtes van de 15 resonantiemassa's in axiale richting onderling verschillend, waarbij alleen de resonantiemassa met de met de golflengte overeenkomende lengte zal resoneren en een geluidsgolf zal uitzenden. Afhankelijk van de beoogde locatie en/of inzet van de transducer kan de ene uitvoering de voorkeur genieten 20 boven de ander, te denken valt aan het aanbrengen van een transducer aan de rand van een zwembad, waar alleen aan een zijde gericht naar het bad uitgezonden hoeft te worden.In one embodiment, both lengths of the resonant masses correspond, both resonant masses resonating and whereby an ultrasonic sound wave is transmitted on both sides of the transducer. In another embodiment, the lengths of the resonance masses are mutually different in the axial direction, with only the resonance mass having the length corresponding to the wavelength resonating and emitting a sound wave. Depending on the intended location and / or deployment of the transducer, one embodiment may be preferable to the other, for example the provision of a transducer on the edge of a swimming pool, where only one side faces the bath. need to be.
In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van een transducer 25 volgens de uitvinding is de transducer althans in hoofdzaak cilindervormig en bij voorkeur zijn de resonantiemassa's onderling verbonden door een staafvormig verbindingselement, waarbij het verbindingselement aan beide uiteinden is voorzien van uitwendig schroefdraad wat kan worden opgenomen 30 in inwendig schroefdraad aangebracht in daarvoor bestemde holtes in de resonantiemassa's. Op deze manier wordt op een eenvoudig manier in een stevige verbinding tussen beide massa's voorzien. Meer bij voorkeur is het verbindingselement 6 geleidend voor stroom. Aangezien de resonantiemassa's geaard dienen te zijn, kan met een dergelijke verbinding volstaan worden met een aardingsverbinding aan een van de massa's. Opgemerkt moet worden dat de aarding bij voorkeur plaatsvindt 5 door eenzelfde leiding waardoor de stroomtoevoer plaatsvindt voor het piëzo-elektrische kristal.In a further preferred embodiment of a transducer 25 according to the invention, the transducer is at least substantially cylindrical and preferably the resonance masses are mutually connected by a rod-shaped connecting element, wherein the connecting element is provided on both ends with external screw thread which can be received in internal screw thread arranged in appropriate cavities in the resonance masses. In this way a solid connection between both masses is provided in a simple manner. More preferably, the connecting element 6 is conductive for current. Since the resonance masses must be earthed, such a connection can suffice with an earth connection to one of the masses. It should be noted that the grounding is preferably carried out through the same line through which the current is supplied for the piezoelectric crystal.
In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van een transducer volgens de uitvinding is het piëzo-elektrisch kristal althans 10 in hoofdzaak ringvormig, waarbij het verbindingselement zich door de doorgang van het kristal uitstrekt en bij voorkeur is het verbindingselement ter plaatse van het kristal voorzien van elektrische isolatiemiddelen, aangezien het verbindingselement dient ter aarding van de massa's. Het 15 aanbrengen van het kristal over het verbindingselement en het daarna aanschroeven van de twee resonantiemassa's heeft een eenvoudige en compacte constructie tot gevolg, waarbij bij het aanschroeven van de massa's de afdichtmiddelen aangebracht tussen de massa's bij voorkeur ingeklemd raken en 20 daardoor stevig verbonden worden, wat een waterdichte afsluiting tot gevolg heeft.In a further preferred embodiment of a transducer according to the invention, the piezoelectric crystal is at least substantially annular, the connecting element extending through the passage of the crystal and preferably the connecting element is provided with electrical insulating means at the location of the crystal, since the connecting element serves to ground the masses. Arranging the crystal over the connecting element and subsequently screwing on the two resonant masses results in a simple and compact construction, wherein when screwing on the masses the sealing means arranged between the masses are preferably clamped in and are thereby firmly connected, which results in a watertight seal.
In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van een transducer volgens de uitvinding is de transducer voorzien van 25 drijfmiddelen en ophangmiddelen. Bij voorkeur omvatten de drijfmiddelen een boei of gelijksoortige inrichting met drijfvermogen. Hierdoor kan een transducer overeenkomstig de uitvinding bij voorkeur vlak onder het vloeistofoppervlak worden opgehangen met de ophangmiddelen, waarbij de 30 transducer bij voorkeur in althans in hoofdzaak horizontale richtingen geluidsgolven uitzendt. Dit is gunstig aangezien bijvoorbeeld de algengroei hoofdzakelijk plaatsvindt aan het oppervlak en hierdoor dus een groter oppervlak van het 7 oppervlaktewater bestreken kan worden. Meer bij voorkeur omvatten de ophangmiddelen stroomtoevoermiddelen voor het piëzo-elektrische kristal, waardoor geen extra verbinding tussen transducer en drijver nodig is. Nog meer bij voorkeur 5 zijn de drijfmiddelen voorzien van middelen ter voorkoming van afdrijving van de drijfmiddelen, bijvoorbeeld in de vorm van een (drijf)anker.In a further preferred embodiment of a transducer according to the invention, the transducer is provided with floating means and suspension means. The buoyancy means preferably comprise a buoy or similar device with buoyancy. As a result, a transducer according to the invention can preferably be suspended just below the liquid surface with the suspension means, the transducer preferably transmitting sound waves in at least substantially horizontal directions. This is advantageous since, for example, the growth of algae mainly takes place at the surface and therefore a larger surface area of the surface water can be covered. More preferably, the suspension means comprise current supply means for the piezoelectric crystal, whereby no additional connection between transducer and driver is required. Even more preferably, the floating means are provided with means for preventing drift of the floating means, for example in the form of a (floating) anchor.
In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van een transducer 10 volgens de uitvinding is de transducer voorzien van zonnecollectoren en bij voorkeur zijn de zonnecollectoren op de drijfmiddelen, bij voorkeur een boei, aangebracht. Door het hoge rendement van de transducer overeenkomstig de uitvinding is het mogelijk deze te voorzien van stroom 15 afkomstig van zonnepanelen. Het moge duidelijk zijn dat een dergelijke samenstelling de inzetbaarheid van de transducer drastisch vergroot, aangezien geen verbinding met de kant meer nodig is voor stroomtoevoer. Meer bij voorkeur is/zijn de transducer en/of de drijfmiddelen voorzien van een 20 batterij waarin overtollige elektriciteit opgewekt door het zonnepaneel opgeslagen wordt, waardoor ook bij gebrek aan zonlicht de transducer kan werken.In a further preferred embodiment of a transducer 10 according to the invention, the transducer is provided with solar collectors and preferably the solar collectors are arranged on the floating means, preferably a buoy. Due to the high efficiency of the transducer according to the invention, it is possible to provide it with power from solar panels. It will be clear that such a composition drastically increases the usability of the transducer, since no connection to the side is required for power supply. More preferably, the transducer and / or the buoyancy means is / are provided with a battery in which excess electricity generated by the solar panel is stored, so that the transducer can also function in the absence of sunlight.
Opgemerkt moet worden dat de uitvinding zich niet beperkt tot 25 een transducer voor gebruik bij het bestrijden van micro- organismen, maar betrekking heeft op een algemene waterdichte ultrasoon transducer, waarbij bijvoorbeeld te denken valt aan ultrasone transducers voor gebruik in proefopstellingen, andersoortige reinigingsinrichtingen of als 30 visualisatiemiddel. Ook kan de transducer volgens de uitvinding worden ingezet in een andere vloeistof dan van een oppervlaktewater om daarin micro-organismen en/of virussen te bestrijden, waarbij te denken valt aan opslagtanks voor 8 vloeistoffen, waterleidingen of fonteinen.It should be noted that the invention is not limited to a transducer for use in combating microorganisms, but relates to a general watertight ultrasonic transducer, in which, for example, ultrasonic transducers for use in test arrangements, other types of cleaning devices or as 30 visualization tool. The transducer according to the invention can also be used in a liquid other than from a surface water to combat microorganisms and / or viruses therein, for example storage tanks for 8 liquids, water pipes or fountains.
De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van in een tekening weergegeven figuren, waarbij: 5 - Figuur 1 een voorkeursuitvoeringsvorm van een ultrasoon transducer half opengewerkt schematisch toont; 10 - Figuur 2 schematisch een explosieaanzicht van de ultrasoon transducer uit figuur 2 weergeeft, en; - Figuur 3 schematisch een inrichting voor het algenvrij houden van een oppervlaktewater volgens 15 de uitvinding weergeeft.The invention will be further elucidated with reference to figures shown in a drawing, in which: - Figure 1 schematically shows a preferred embodiment of an ultrasonic transducer; Figure 2 schematically shows an exploded view of the ultrasonic transducer of Figure 2, and; Figure 3 schematically represents a device for keeping algae-free a surface water according to the invention.
In de figuren 1 en 2 is een waterdichte ultrasoon transducer 1 weergegeven. Zoals weergeven heeft de transducer 1 een althans in hoofdzaak cilindrische opbouw, waarbij twee 20 resonantiemassa's 3a en 3b aan weerszijden in axiale richting van een piëzo-elektrisch kristal 2 zijn aangebracht. In verbonden toestand, zoals weergegeven in figuur 1, raken de resonantiemassa's 3a (gestippeld weergegeven) en 3b het piëzo-elektrische kristal 2, zodat wanneer het kristal 2 25 onder toediening van stroom zal gaan vervormen, de massa's 3a en 3b ook mee zullen vervormen en bij voorkeur zullen gaan resoneren. Hierdoor zal aan de zijden 17a en 17b van resonantiemassa's 3a en 3b een ultrasone geluidsgolf uitgezonden worden in axiale richting.A watertight ultrasonic transducer 1 is shown in Figures 1 and 2. As shown, the transducer 1 has an at least substantially cylindrical structure, wherein two resonant masses 3a and 3b are arranged on either side in the axial direction of a piezoelectric crystal 2. In the connected state, as shown in Fig. 1, the resonance masses 3a (shown in broken lines) and 3b touch the piezoelectric crystal 2, so that when the crystal 2 will start to deform while applying current, the masses 3a and 3b will also deform with it and will preferably resonate. As a result, an ultrasonic sound wave will be transmitted in the axial direction on the sides 17a and 17b of resonance masses 3a and 3b.
Opgemerkt moet worden dat het kristal 2 vervormt in de frequentie van het aangeboden elektriciteitssignaal dat bij voorkeur blokvormig is, dat wil zeggen een afwisselend 30 9 onderbroken stroom, dat aan het kristal 2 aangeboden wordt.It should be noted that the crystal 2 distorts into the frequency of the presented electricity signal, which is preferably block-shaped, that is to say an alternately interrupted current that is applied to the crystal 2.
Lengtes 10a en 10b van de resonantiemassa's 3a en 3b in axiale richting komen in deze uitvoeringsvorm beide overeen 5 met de uit te stoten golflengte van de ultrasone geluidsgolf en daarmee met de vervormingsfrequentie van het kristal 2.In this embodiment, lengths 10a and 10b of the resonant masses 3a and 3b both correspond to the wavelength of the ultrasonic sound wave to be emitted and hence to the frequency of deformation of the crystal 2.
Het vervormen van de massa's 3a en 3b in de eigenfrequentie heeft tot gevolg dat de massa's 3a en 3b gaan resoneren onder toediening van relatief weinig energie aan het kristal 2 10 vergeleken met wanneer de lengtes 10a en/of 10b niet overeenkomen met de betreffende golflengte. Aangezien beide lengtes 10a en 10b gelijk zijn en overeenkomen met de uit te stoten golflengte, zal de transducer aan beide uiteinden 17a en 17b een ultrasone geluidsgolf uitzenden.The distortion of the masses 3a and 3b in the natural frequency causes the masses 3a and 3b to resonate while applying relatively little energy to the crystal 2 compared to when the lengths 10a and / or 10b do not correspond to the relevant wavelength. Since both lengths 10a and 10b are the same and correspond to the wavelength to be emitted, the transducer will emit an ultrasonic wave at both ends 17a and 17b.
1515
Zoals weergegeven, zijn de resonantiemassa's 3a en 3b in radiale richting groter dan het kristal 2, waardoor de afstand tussen de massa's 3a en 3b afgesloten kan worden. In deze uitvoeringsvorm is er voorzien in een buissegment 4 die 20 tussen beide massa's 3a en 3b aangebracht kan worden. Hiertoe is in de buitenste rand van de massa's 3a en 3b in radiale richting gezien een groef 6 aangebracht. Echter, ook denkbaar is het dat de groef meer naar het centrum van de massa's 3a en 3b aangebracht wordt, waardoor er een groef ontstaat met 25 een U-vormige dwarsdoorsnede. Ook is er voorzien in twee rubberen afdichtingsringen 5a en 5b die ieder in de groeven 6 van respectievelijk de massa's 3a en 3b aangebracht worden, waardoor er na aanbrengen van het buissegment 4 in de groeven 6 een waterdichte afsluiting tussen de massa's 3a en 3b 30 ontstaat. Opgemerkt moet worden dat het buissegment 4 licht klemmend tussen de massa's 3a en 3b vastgehouden wordt, waardoor de ringen 5a en 5b in de groeven 6 enigszins vervormen en zo de afdichting verbeteren.As shown, the resonance masses 3a and 3b are larger in radial direction than the crystal 2, whereby the distance between the masses 3a and 3b can be closed. In this embodiment a pipe segment 4 is provided which can be arranged between the two masses 3a and 3b. For this purpose a groove 6 is provided in the outer edge of the masses 3a and 3b, viewed in the radial direction. However, it is also conceivable that the groove is arranged more towards the center of the masses 3a and 3b, so that a groove is formed with a U-shaped cross-section. Two rubber sealing rings 5a and 5b are also provided, each of which is arranged in the grooves 6 of the masses 3a and 3b, so that after fitting the pipe segment 4 in the grooves 6 a watertight seal is created between the masses 3a and 3b . It should be noted that the pipe segment 4 is held slightly clampingly between the masses 3a and 3b, as a result of which the rings 5a and 5b in the grooves 6 slightly deform and thus improve the seal.
1010
Voorts is het buissegment 4 voorzien van een gat 7 waarin een waterdicht aansluitstuk 8 is aangebracht voor het verbinden van een stroomdraad 9 aan de transducer 1. De stroomdraad 9 wordt verbonden aan het kristal 2 via een aansluiting 16 voor 5 het toedienen van het blokvormige elektriciteitssignaal om het kristal 2 te laten vervormen en aan een aansluiting 15 om de resonantiemassa's 3a en 3b te aarden, aangezien voor dit vervormen van het kristal 2 de andere zijden van het kristal 2, ter plaatse van de massa's 3a en 3b, geaard dienen te 10 zijn.Furthermore, the pipe segment 4 is provided with a hole 7 in which a watertight connecting piece 8 is provided for connecting a current wire 9 to the transducer 1. The current wire 9 is connected to the crystal 2 via a connection 16 for administering the block-shaped electrical signal to cause the crystal 2 to deform and to a terminal 15 to ground the resonance masses 3a and 3b, since for this deformation of the crystal 2 the other sides of the crystal 2, at the masses 3a and 3b, must be grounded. to be.
Ter verbinding van de resonantiemassa's 3a en 3b onderling zijn de beide massa's 3a en 3b voorzien van uitsparingen 13a en 13b waarin inwendig schroefdraad is aangebracht. In deze 15 uitsparingen 13a en 13b grijpt een van uitwendig schroefdraad voorziene staaf 11 aan, waardoor beide massa's 3a en 3b op elkaar geschroefd kunnen worden en waardoor het buissegment 4 enigszins klemmend tussen beide massa's vastgehouden kan worden. Het kristal 2 is hiertoe dan ook ringvormig 20 uitgevoerd waarbij de staaf 11 door een opening 14 steekt.To connect the resonant masses 3a and 3b to one another, the two masses 3a and 3b are provided with recesses 13a and 13b in which internal screw thread is provided. A rod 11 provided with external screw thread engages in these recesses 13a and 13b, as a result of which both masses 3a and 3b can be screwed onto each other and whereby the pipe segment 4 can be held somewhat clampingly between the two masses. The crystal 2 is therefore designed to be annular for this purpose, the rod 11 protruding through an opening 14.
Aangezien beide oppervlakken in axiale richting van het kristal 2 geaard dienen te zijn is de staaf 11 geleidend uitgevoerd en aangezien de massa's 3a en 3b zelf ook 25 geleidend zijn, is via de aansluiting 15, massa 3a en de staaf 11 de resonantiemassa 3b ook geaard. Ter isolering ter plaatse van het kristal 2 wordt er om de staaf 11 een kunststof buissegment 12 aangebracht.Since both surfaces must be earthed in the axial direction of the crystal 2, the rod 11 is designed to be conductive and since the masses 3a and 3b themselves are also conductive, the resonance mass 3b is also grounded via the connection 15, mass 3a and rod 11 . For insulation at the location of the crystal 2, a plastic pipe segment 12 is provided around the rod 11.
30 In figuur 3 is een inrichting 20 voor het algenvrij houden van een oppervlaktewater 21 afgebeeld, waarbij de transducer 1 volgens de uitvinding gebruikt wordt. Hiertoe is de transducer 1 via de stroomdraad 9 verbonden aan een boei 19, 11 waarbij de transducer 1 vlak onder het wateroppervlak hangt. Op deze boei 19 zijn zonnecollectoren 18 geplaatst voor het leveren van stroom aan de transducer 1. Gezien de efficiëntie van de transducer 1 kan deze werken zonder dat er 5 stroombronnen vanaf de kant van het water nodig zijn, waardoor de inrichting 20 flexibel inzetbaar is. Bij voorkeur is de inrichting 20 voorzien van een batterij, waarin overtollige elektriciteit kan worden opgeslagen die kan worden aangesproken bij een afwezige zon. De inrichting 20 is 10 voorts voorzien van middelen 22 om het afdrijven tegen te gaan, in deze uitvoering een ketting 23 verbonden aan een blok 24 die op de bodem ligt, in andere uitvoeringen kan gebruik worden gemaakt van bijvoorbeeld een anker.Figure 3 shows a device 20 for keeping surface water 21 algae-free, wherein the transducer 1 according to the invention is used. To this end, the transducer 1 is connected via the electrical wire 9 to a buoy 19, 11, the transducer 1 hanging just below the water surface. Solar collectors 18 are provided on this buoy 19 for supplying power to the transducer 1. In view of the efficiency of the transducer 1, it can operate without the need for power sources from the water side, whereby the device 20 can be used flexibly. The device 20 is preferably provided with a battery, in which excess electricity can be stored which can be used in the event of an absent sun. The device 20 is furthermore provided with means 22 to prevent drifting, in this embodiment a chain 23 connected to a block 24 lying on the bottom, in other embodiments use can for instance be made of an anchor.
15 De transducer 1 zoals weergegeven in figuur 3 zendt aan beide uiteinden 17a en 17b ultrasone geluidsgolven 25 uit en aangezien de axiale as van de transducer 1 althans in hoofdzaak parallel is met de waterspiegel, worden de golven 25 in horizontale richting uitgezonden, waardoor een groot 20 oppervlak bestreken kan worden. In combinatie met het feit dat de transducer bij voorkeur vlak onder het wateroppervlak wordt opgehangen, is dit bijzonder voordelig, aangezien algengroei zich voornamelijk voordoet nabij dit oppervlak.The transducer 1 as shown in Figure 3 emits ultrasonic sound waves 25 at both ends 17a and 17b and since the axial axis of the transducer 1 is at least substantially parallel to the water surface, the waves 25 are transmitted in the horizontal direction, whereby a large Surface can be covered. In combination with the fact that the transducer is preferably suspended just below the water surface, this is particularly advantageous, since algae growth mainly occurs near this surface.
Claims (19)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL2000797A NL2000797C2 (en) | 2007-08-07 | 2007-08-07 | Waterproof ultrasonic transducer. |
| PCT/NL2008/050538 WO2009020392A2 (en) | 2007-08-07 | 2008-08-06 | Watertight ultrasonic transducer |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL2000797 | 2007-08-07 | ||
| NL2000797A NL2000797C2 (en) | 2007-08-07 | 2007-08-07 | Waterproof ultrasonic transducer. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL2000797C2 true NL2000797C2 (en) | 2009-02-10 |
Family
ID=38799387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL2000797A NL2000797C2 (en) | 2007-08-07 | 2007-08-07 | Waterproof ultrasonic transducer. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL2000797C2 (en) |
| WO (1) | WO2009020392A2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10399867B2 (en) | 2016-05-03 | 2019-09-03 | Antonio Trigiani | Ultrasonic algae control |
| US11299406B2 (en) | 2016-05-03 | 2022-04-12 | Antonio Davido Trigiani | Algae and biofilm control by mimicking turbulence |
| US12330964B2 (en) | 2016-05-03 | 2025-06-17 | Antonio Davido Trigiani | Enhanced algae control system transducer |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102834359A (en) * | 2009-11-03 | 2012-12-19 | 普罗杜伊特森股份有限公司 | Method and apparatus for controlling the propagation of cyanobacteria in a body of water |
| CN101817571A (en) * | 2010-04-21 | 2010-09-01 | 苏州市华兴天和科技有限公司 | Variable frequency type ultrasonic algae remover |
| NL2005488C2 (en) * | 2010-10-08 | 2012-04-11 | Stichting Wetsus Ct Excellence Sustainable Water Technology | WIRELESS SOUND SOURCE, DEVICE AND METHOD FOR DISINFECTING A FLUID. |
| NL2008011C2 (en) * | 2011-12-21 | 2013-06-24 | Luykx Patenten B V | WATER TANK. |
| US9909560B1 (en) | 2017-06-22 | 2018-03-06 | Daniel F. Hollenbach | Turbine apparatus with airfoil-shaped enclosure |
| CN107628670B (en) * | 2017-11-13 | 2020-09-08 | 哈尔滨工业大学 | Ultrasonic device and method for algae suppression and algae removal in slow-flow area of open channel |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2063285A5 (en) * | 1969-09-10 | 1971-07-09 | Scotto Jean Pierre | |
| JPS51113590A (en) * | 1975-03-31 | 1976-10-06 | Hitachi Ltd | Landupan-type vibrator |
| US4220886A (en) * | 1976-06-16 | 1980-09-02 | Politechnika Wroclawska | Electroacoustic sandwich transducer with bonded joints |
| US4906359A (en) * | 1989-04-17 | 1990-03-06 | Cox Jr Berthold V | Solar activated water aeration station |
| US4922470A (en) * | 1988-11-15 | 1990-05-01 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of National Defence Of Her Majesty's Canadian Government | Barrel stave projector |
| US4972390A (en) * | 1989-04-03 | 1990-11-20 | General Instrument Corp. | Stack driven flexural disc transducer |
| WO1991001814A1 (en) * | 1989-08-10 | 1991-02-21 | Billmann Andre | Manufacture of electromechanical resonators which are electrically excited and piloted by the magnetostrictive effect |
| US4996674A (en) * | 1985-06-14 | 1991-02-26 | Westinghouse Electric Corp. | Double piston acoustic transducer with selectable directivity |
| FR2705198A1 (en) * | 1993-05-14 | 1994-11-25 | Ivaldi Jean | Method of undersea destruction of Caulerpa Taxifolia, and installation for implementing the method making use of ultrasonic radiation |
| US20050188751A1 (en) * | 1997-06-16 | 2005-09-01 | Puskas William L. | Sensing system for measuring cavitation |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3113288A (en) * | 1960-10-21 | 1963-12-03 | Benjamin L Snavely | Supersensitive shielded crystal hydrophone |
| US3686115A (en) * | 1970-06-18 | 1972-08-22 | Charles E Farman | Ultrasonic apparatus and method for the purification of fluids |
| US4074152A (en) * | 1974-09-30 | 1978-02-14 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Ultrasonic wave generator |
| US7008538B2 (en) * | 2003-08-20 | 2006-03-07 | Kasparian Kaspar A | Single vessel multi-zone wastewater bio-treatment system |
-
2007
- 2007-08-07 NL NL2000797A patent/NL2000797C2/en active Search and Examination
-
2008
- 2008-08-06 WO PCT/NL2008/050538 patent/WO2009020392A2/en not_active Ceased
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2063285A5 (en) * | 1969-09-10 | 1971-07-09 | Scotto Jean Pierre | |
| JPS51113590A (en) * | 1975-03-31 | 1976-10-06 | Hitachi Ltd | Landupan-type vibrator |
| US4220886A (en) * | 1976-06-16 | 1980-09-02 | Politechnika Wroclawska | Electroacoustic sandwich transducer with bonded joints |
| US4996674A (en) * | 1985-06-14 | 1991-02-26 | Westinghouse Electric Corp. | Double piston acoustic transducer with selectable directivity |
| US4922470A (en) * | 1988-11-15 | 1990-05-01 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of National Defence Of Her Majesty's Canadian Government | Barrel stave projector |
| US4972390A (en) * | 1989-04-03 | 1990-11-20 | General Instrument Corp. | Stack driven flexural disc transducer |
| US4906359A (en) * | 1989-04-17 | 1990-03-06 | Cox Jr Berthold V | Solar activated water aeration station |
| WO1991001814A1 (en) * | 1989-08-10 | 1991-02-21 | Billmann Andre | Manufacture of electromechanical resonators which are electrically excited and piloted by the magnetostrictive effect |
| FR2705198A1 (en) * | 1993-05-14 | 1994-11-25 | Ivaldi Jean | Method of undersea destruction of Caulerpa Taxifolia, and installation for implementing the method making use of ultrasonic radiation |
| US20050188751A1 (en) * | 1997-06-16 | 2005-09-01 | Puskas William L. | Sensing system for measuring cavitation |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10399867B2 (en) | 2016-05-03 | 2019-09-03 | Antonio Trigiani | Ultrasonic algae control |
| US11299406B2 (en) | 2016-05-03 | 2022-04-12 | Antonio Davido Trigiani | Algae and biofilm control by mimicking turbulence |
| US12330964B2 (en) | 2016-05-03 | 2025-06-17 | Antonio Davido Trigiani | Enhanced algae control system transducer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2009020392A2 (en) | 2009-02-12 |
| WO2009020392A3 (en) | 2009-05-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NL2000797C2 (en) | Waterproof ultrasonic transducer. | |
| EP0758455B1 (en) | Flextensional acoustic source for offshore seismic exploration | |
| US4864548A (en) | Flextensional transducer | |
| US5132942A (en) | Low frequency electroacoustic transducer | |
| AU775315B2 (en) | Bow dome sonar | |
| US6076629A (en) | Low frequency flextensional acoustic source for underwater use | |
| EP0793811B1 (en) | Acoustic transmitter | |
| US12432491B2 (en) | Methods and apparatus for wideband acoustic communication | |
| CN101121165A (en) | Piezoelectric Ultrasonic Transducer | |
| MXPA97002774A (en) | Module of radiation, its application and method paraautolimpi | |
| US6041888A (en) | Low frequency flextensional acoustic source for underwater use | |
| US4433399A (en) | Ultrasonic transducers | |
| US20050269078A1 (en) | Downhole ultrasonic well cleaning device | |
| US5841737A (en) | Sparker source systems | |
| JPH07508148A (en) | Low frequency underwater sonic projector configuration | |
| US20100126942A1 (en) | Multi-frequency ultrasonic apparatus and process with exposed transmitting head | |
| FR2713869A1 (en) | Electro-acoustic transducer with mechanical impedance transformer. | |
| RU2047280C1 (en) | Acoustic transmitter | |
| US5627801A (en) | Underwater pinger acoustic resonance chamber | |
| JP2009194889A (en) | Underwater transducer, driving method thereof, and composite underwater sonic wave transmitter | |
| CA2226276A1 (en) | Ultrasonic transducers method for fixing ultrasonic transducers and high output power ultrasonic transducers | |
| CN107274877A (en) | A kind of inverted phase type deep-sea flextensional underwater acoustic transducer | |
| SU1086131A1 (en) | Down-hole thermoacoustic apparatus | |
| US2419197A (en) | Electroacoustic transducer | |
| WO2000020896A1 (en) | Piezoelectric converter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD2B | A search report has been drawn up |