【技术实现步骤摘要】
：本专利技术属于超声波，具体涉及一种低功耗多模式的超声波控藻方法。
技术介绍
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技术介绍
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1、城市化的推进和人民生活水平的提高，越来越多的氮和磷进入水体，加剧了水体富营养化的进程。水体富营养化将进一步恶化水体的水质，造成水的透明度降低，使得阳光难以穿透水层，从而影响水中植物的光合作用，造成水生动植物大量死亡。同时，水体富营养化会在水体表面形成一层绿色浮渣，致使底层堆积的有机物在厌氧条件分解产生的有害气体和一些浮游生物产生的生物毒素，影响水生生态平衡和人类健康。因此，控制和治理水体富营养化，是江河湖库环境治理迫切需要解决的难题。
2、现有的专利和文献报道超声波控藻或除藻技术的机理为超声振动、超声空化使得藻类破壁或细胞膜损伤，基于此机理的超声控藻设备能耗高、作用距离较短，工程应用需要大量的设备和能源，成本高，难以大面积推广应用。水体中藻类种类繁多，藻细胞体积大小各异，单频点超声波辐射很难做到全覆盖，实际控藻效果并不理想。宽频带扫频辐射，虽然频段范围内的超声波均有覆盖，但释放的能量无法集中，声场较弱且难以远距离传播。现有的控藻技术和超声波设备均为连续工作，未结合藻类的生长规律，能耗高，夜间藻类消耗氧气下沉水底，继续工作能耗浪费。
3、可见现有控藻技术中存在控藻技术和方法未结合藻类生长规律，能耗高、作用距离短、长期控藻效果差，工程应用成本高，需要大量的设备、能源及维护，难以应用推广。
技术实现思路
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技术实现思路
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1、本专利技术所要解
2、本专利技术的技术解决方案是，提供一种低功耗多模式的超声波控藻方法，包括以下步骤，根据声学原理和藻类的生长规律，配置4～20种超声波工作模式，根据水域环境及水质情况，选取相应的工作模式，在水体中形成特定超声波声场，引起水体局部湍流扰乱藻类的浮沉，降低藻的光合作用和繁殖能力，实现藻类的控制。
3、作为优选，根据水域环境及水质情况，选取相应的工作模式是指依据水域参数以及水质数据，适配相应工作模式，其中，水域参数包括水域形状、深度、流速；水质数据包括藻的种类、叶绿素a浓度、水体富营养化等级。
4、作为优选，特定超声波声场由超声波控藻设备形成，其中，超声波控藻设备与太阳辐射传感器联动，当辐射值高于设定值时超声波控藻设备自动开启，设定值取值100～400w/m2，控藻精准又节能。
5、作为优选，超声波控藻设备可自清洁超声波换能器发射端面，超声波信号发生器根据超声波换能器负载变化或定期，释放5～30s功率25～50w的连续超声波，对超声波换能器发射端面进行自清洁处理，保持控藻声波的长时间高效传递。
6、作为优选，每种工作模式设置1～20个的频率，频率范围为20～100khz，每个频率点脉冲宽度0.1～5s，间隔0～5s，占空比0.1～1，功率5～25w，采用周期循环模式工作。
7、作为优选，超声波控藻设备根据常见水华藻类设定频率，根据常见水华藻类浓度设置功率，根据水域深度和作用距离调节脉冲宽度与间隔时间。
8、作为优选，工作模式中超声波释放方式为跳频脉冲工作，能耗低，作用距离远，可达200～500m。
9、进一步的，根据水体温度、水体深度、不同优势藻类、水体富营养化等级相关因素条件，通过赋值加权法选取工作模式，对藻类的控制进行针对性和差异化的策略，提高控藻设备的使用范围和控藻效果。
10、更进一步的，超声波控藻设备放置在开阔水域的水面中央，超声波控藻设备的一体式超声波发射模块放置在水面下0.5～1.0m处，当水域不足1米时，设置在水域中间深度位置。
11、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
12、本专利技术基于藻类的光合作用及生长规律，设置了精度跳频多种工作模式，根据水域参数与水质数据，适配工作模式，对藻类的控制进行针对性和差异化策略，提高控藻效果和设备的适应性。该方法采用精度跳频脉冲工作，作用距离远，解决现有控藻设备的使用范围小的难题，该方法又结合太阳能辐射传感器，精准控制控藻设备的启停，保障控藻效果的同时，相较于常规设备能耗大幅度降低，增加其应用场景。该方法纯物理手段，融合生物学与声学技术，操作简单，能耗低，作用距离远，在水环境治理领域应用前景广阔。
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1.一种低功耗多模式的超声波控藻方法，其特征在于：包括以下步骤，根据声学原理和藻类的生长规律，配置4～20种超声波工作模式；根据水域环境及水质情况，选取相应的工作模式；在水体中形成特定超声波声场，引起水体局部湍流扰乱藻类的浮沉，降低藻的光合作用和繁殖能力，实现藻类的控制。
2.根据权利要求1所述的低功耗多模式的超声波控藻方法，其特征在于：根据水域环境及水质情况，选取相应的工作模式是指依据水域参数以及水质数据，适配相应工作模式，其中，水域参数包括水域形状、深度、流速；水质数据包括藻的种类、叶绿素a浓度、水体富营养化等级。
3.根据权利要求1所述的低功耗多模式的超声波控藻方法，其特征在于：特定超声波声场由超声波控藻设备形成，其中，超声波控藻设备与太阳辐射传感器联动，当辐射值高于设定值时超声波控藻设备自动开启，设定值取值100～400w/m2。
4.根据权利要求2所述的低功耗多模式的超声波控藻方法，其特征在于：超声波控藻设备可自清洁超声波换能器发射端面，超声波信号发生器根据超声波换能器负载变化或定期，释放5～30s功率25～50w的连续超声波，对超声
5.根据权利要求1所述的低功耗多模式的超声波控藻方法，其特征在于：每种工作模式设置1～20个的频率，频率范围为20～100kHz，每个频率点脉冲宽度0.1～5s，间隔0～5s，占空比0.1～1，功率5～25w，采用周期循环模式工作。
6.根据权利要求3所述的低功耗多模式的超声波控藻方法，其特征在于：超声波控藻设备根据常见水华藻类设定频率，根据常见水华藻类浓度设置功率，根据水域深度和作用距离调节脉冲宽度与间隔时间。
7.根据权利要求5所述的低功耗多模式的超声波控藻方法，其特征在于：工作模式中超声波释放方式为跳频脉冲工作，超声波辐射范围200～500m。
8.据权利要求1所述的低功耗多模式的超声波控藻方法，其特征在于：根据水体温度、水体深度、不同优势藻类、水体富营养化等级相关因素条件，通过赋值加权法选取工作模式，对藻类的控制进行针对性和差异化的策略，提高控藻设备的使用范围和控藻效果。
9.根据权利要求3所述的低功耗多模式的超声波控藻方法，其特征在于：超声波控藻设备放置在开阔水域的水面中央，超声波控藻设备的一体式超声波发射模块放置在水面下0.5～1.0m处，当水域不足1米时，设置在水域中间深度位置。
...【技术特征摘要】
1.一种低功耗多模式的超声波控藻方法，其特征在于：包括以下步骤，根据声学原理和藻类的生长规律，配置4～20种超声波工作模式；根据水域环境及水质情况，选取相应的工作模式；在水体中形成特定超声波声场，引起水体局部湍流扰乱藻类的浮沉，降低藻的光合作用和繁殖能力，实现藻类的控制。
2.根据权利要求1所述的低功耗多模式的超声波控藻方法，其特征在于：根据水域环境及水质情况，选取相应的工作模式是指依据水域参数以及水质数据，适配相应工作模式，其中，水域参数包括水域形状、深度、流速；水质数据包括藻的种类、叶绿素a浓度、水体富营养化等级。
3.根据权利要求1所述的低功耗多模式的超声波控藻方法，其特征在于：特定超声波声场由超声波控藻设备形成，其中，超声波控藻设备与太阳辐射传感器联动，当辐射值高于设定值时超声波控藻设备自动开启，设定值取值100～400w/m2。
4.根据权利要求2所述的低功耗多模式的超声波控藻方法，其特征在于：超声波控藻设备可自清洁超声波换能器发射端面，超声波信号发生器根据超声波换能器负载变化或定期，释放5～30s功率25～50w的连续超声波，对超声波换能器发射端面进行自清洁处理。
5.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱广峰，罗马奇，陈莫琪，楼成淦，陶玉春，魏贤敏，俞刚，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七一五研究所，
类型：发明
国别省市：
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