超声波松土器及松土方法技术

技术编号:3862649 阅读:515 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开了一种超声波松土器及松土方法,其特点在于,包括超声波信号发生器、换能器、振动板,其中,超声波信号发生器与换能器通过导线联接,换能器与振动板相连。先将振动板安装在水面下土壤上,启动超声波信号发生器,产生高频信号给换能器,换能器将高频信号转换成超声波振动,使振动板推动水作超声波振动,土壤中的水产生空化现象而使土变松,达到松土效果。本发明专利技术具有松土块,效率高,且节能环保的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种,用在水田耕作的场 合,属于农业机械

技术介绍
农业工程中种作物时,必须对土地进行松土,以利作物的种植、 生长和吸收营养,传统农业多采用蓄力或拖拉机松土,是利用工具对 土的机械剪切,使土破碎松土,缺点是是土块大,破碎不充分,不均 匀,能量利用率不高,拖拉机对环境有污染。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是是提供一种结构设计合理、适用范 围广、节能环保的超声波松土器,其特点在于,包括超声波信号发生器1、换能器2、振动板3,其中,超声波信号发生器1与换能器2 通过导线联接,换能器2与振动板3相连。本专利技术的另一个目的是提供一种超声波松土方法,包括以下步 骤先将振动板3安装在水面下土壤上,启动超声波信号发生器l, 产生高频信号给^^能器2,换能器2将高频信号转换成超声波振动, 使振动板3推动水作超声波振动,土壤中的水产生空化现象而使土变 松,达到松土效果。前述的超声波振动板是一层具有一定厚度的不锈钢板,换能器粘 结于振动板上,通过超声波发生器产生的一定频率和电压的交流电信号,带动换能器和振动板一起做高频振动,当振动板向上振动时,将 水向上推开,当振动板向下振动时,水跟不上振动板的振动速度,在 水和振动板之间会形成一个空隙,这样反复振动就会有许多的气泡形 成,这种气泡就是由"空化效应"产生的,我们称之为空化泡,空化泡 会顺着振动方向向水中传播,空化泡撞击到含水土壤后产生数千个大 气压的撞击力,从而实现松土的目的。本专利技术的工作原理如下由于超声波的波长短,所以超声波在含 水土壤中近视直线传播,在分界面产生反射、折射,引起不规则运动 的振动旋涡,对含水土壤起到搅动作用,同时在土壤中水粒液体内部 会产生声空化效应及声流效应。声空化效应是指超声波在含水土壤 中传播时,由于超声波频率高、功率大,液体分子受到周期性交变声 场的作用,引起液体的疏密变化快、疏密的差别大,这种疏密变化, 使含水土壤时而受拉,时而受压,在液体中产生负压,在声波稀疏相 内,液体受到拉应力,若声压值足够大,则液体被拉裂而产生空化泡 或空穴。此时空孔内充满着稀薄气体或蒸气,形成空化核,通常在含 水土壤中总存在一定量的微气泡,但并不是含水土壤中的所有微泡都 能成为空化泡核,只有当液体内的声压超过一定的阈值时,空化泡才 能形成。在声场的振动作用下,当声压达到一定值时,气泡将迅速膨 胀,在随后来临的声波正压相内,这些空化泡或空穴将以极高的速度 闭合或崩溃,在闭合高压时而受压,但含水土壤的受拉性很差,含水 土壤就会断裂,产生一些几近真空的小空穴,接着液体受到压縮,这 些空穴被压縮直到崩溃,在崩溃过程中,空穴内部达到几千个大气压,连续不断地产生瞬间高压就象一连串小"爆炸"不断地冲击土壤内部, 使土壤变松,从而达到松土地的目的。高能超声在含水土壤中传播时,因声波与含水土壤中粘性力的交 互作用,有限振幅衰减使含水土壤内从声源处开始形成一定声压梯 度,导致含水土壤的流动为声流效应。含水土壤中距离声源越远,有 限振幅声流引起的等效力越小。高能超声在含水土壤中引起的声流的加速度大,并使声流以较大的速度运动,可达流体热对流速度的10 103倍。声空化和声流所引发的力学效应中的搅拌、分散、除气、冲击破坏、作用和含水土壤松土原因。本专利技术同现有技术相比有以下优点及效果1、超声波松土,具有松土速度快,松土效果好的特点。2、节约能源,3对土壤中杂草有脱水作用,使杂草死亡,有除草作用。下面结合实施例对本专利技术进一步的详细说明,以下实施例是对本 专利技术的解释但本专利技术不局限于以下实施例。 附图说明图l为本专利技术的结构示意图。 具体实施例方式如图1所示,本专利技术的超声波松土器包括超声波信号发生器1、换能器2、振动板3,其中,振动板3安装在水面下土壤上,超声波 信号发生器1与换能器2通过导线联接,换能器2与振动板3相连。 工作时,先将超声波信号发生器1电源打开,使换能器2产生超 声波振动,通过振动板3对水和土壤进行超声振动,对土壤产生空化效应,在声场的振动作用下,当声压达到一定值时,气泡将迅速膨胀, 在随后来临的声波正压相内,这些空化泡或空穴将以极高的速度闭合 或崩溃,在闭合高压时而受压,但含水土壤的受拉性很差,含水土壤 就会断裂,产生一些几近真空的小空穴,接着液体受到压縮,这些空 穴被压縮直到崩溃,在崩溃过程中,空穴内部达到几千个大气压,连 续不断地产生瞬间高压就象一连串小"爆炸"不断地冲击土壤内部,使 土壤变松,从而达到松土地的目的。权利要求1、一种超声波松土器,其特征在于,包括超声波信号发生器(1),用来产生高频信号;换能器(2)与超声波信号发生器(1)通过导线联接,将高频信号转换成超声波振动;振动板(3)安装在水面下土壤上与换能器(2)相连,推动水作超声波振动。2、 一种超声波松土方法,包括以下步骤先将振动板安装在水 面下土壤上,启动超声波信号发生器,产生高频信号给换能器,换能 器将高频信号转换成超声波振动,使振动板推动水作超声波振动,土 壤中的水产生空化效应而使土变松,达到松土效果。3、 如权利要求2所述的一种超声波松土器,其特征在于所述 的超声波振动板是一层不锈钢板,换能器粘结于振动板上,通过超声 波发生器产生的一定频率和电压的交流电信号,带动换能器和振动板 一起做高频振动,当振动板向上振动时,将水向上推开,当振动板向 下振动时,水跟不上振动板的振动速度,在水和振动板之间会形成一 个空隙,这样反复振动就会有许多的气泡形成,形成空化效应,由空 化效应产生的空化泡顺着振动方向向水中传播,空化泡撞击到含水土 壤后产生数千个大气压的撞击力,从而实现松土的目的。全文摘要本专利技术公开了一种,其特点在于,包括超声波信号发生器、换能器、振动板,其中,超声波信号发生器与换能器通过导线联接,换能器与振动板相连。先将振动板安装在水面下土壤上,启动超声波信号发生器,产生高频信号给换能器,换能器将高频信号转换成超声波振动,使振动板推动水作超声波振动,土壤中的水产生空化现象而使土变松,达到松土效果。本专利技术具有松土块,效率高,且节能环保的优点。文档编号A01B35/00GK101574027SQ200910099450公开日2009年11月11日 申请日期2009年6月11日 优先权日2009年6月11日专利技术者黄德中 申请人:绍兴文理学院本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波松土器,其特征在于,包括: 超声波信号发生器(1),用来产生高频信号; 换能器(2)与超声波信号发生器(1)通过导线联接,将高频信号转换成超声波振动; 振动板(3)安装在水面下土壤上与换能器(2)相连,推动水作超声波振动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:黄德中
申请(专利权)人:绍兴文理学院
类型:发明
国别省市:33[中国|浙江]

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