一種電磁攪拌超聲水浴裝置制造方法
【專利摘要】一種電磁攪拌超聲水浴裝置，包括水浴鍋、超聲換能器、設(shè)置在水浴鍋上的矩形電磁鐵以及分別控制水浴、超聲和電磁攪拌的溫度控制器、超聲發(fā)生控制器以及電磁攪拌控制器，矩形電磁鐵圍繞水浴鍋中的水浴槽設(shè)置，并且在矩形電磁鐵上設(shè)置兩組線圈，每組線圈中設(shè)有兩個相對的線圈，并具有相同的電流方向。本實用新型通過電磁攪拌控制器內(nèi)產(chǎn)生變化的直流電流，在矩形電磁鐵所圍成的水浴槽內(nèi)產(chǎn)生規(guī)律旋轉(zhuǎn)的電磁場，以驅(qū)動放置于水浴槽任意位置的多個樣品中的永磁攪拌子轉(zhuǎn)動，從而克服電磁攪拌只能對區(qū)域中心點處的單一樣品進(jìn)行攪拌的缺陷，提高電磁攪拌的效率。
【專利說明】一種電磁攪拌超聲水浴裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于一種超聲水浴裝置，具體說是一種可同時對多個樣品進(jìn)行電磁攪拌處理的超聲水浴裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]超聲水浴裝置作為一種超聲裝置在實驗室有著廣泛的用途。例如超聲清器，在實驗室除了用于清洗玻璃器皿等實驗器具外，往往還會被用于其它需要超聲處理的試驗場合，來考察超聲對試驗材料和結(jié)果的影響。在有些試驗中，試驗材料往往需要在超聲水浴的同時不斷攪拌。攪拌器和傳統(tǒng)磁攪拌裝置只能對單一樣品進(jìn)行攪拌處理，這大大的限制了超聲水浴裝置對試驗材料處理效率的提升。
[0003]磁攪拌是通過磁場方向的改變來驅(qū)動永磁攪拌子的旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)對試驗材料進(jìn)行攪拌的一種裝置。磁攪拌裝置可以對試驗材料進(jìn)行密閉條件下的攪拌，在防止揮發(fā)、無菌攪拌等方面的試驗中有著巨大的優(yōu)勢。但是傳統(tǒng)磁攪拌裝置是通過直流電機帶動永磁鐵轉(zhuǎn)動，形成一個以某一點為圓心的轉(zhuǎn)動磁場，從而驅(qū)動處在該圓心處的永磁攪拌子隨磁場旋轉(zhuǎn)。因此，一個磁攪拌裝置往往只能對單一的永磁攪拌子進(jìn)行驅(qū)動，處理單一樣品，這就影響了對試驗材料攪拌處理的效率。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的是提供一種能夠同時進(jìn)行電磁攪拌的超聲水浴裝置，通過對電磁攪拌裝置結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，實現(xiàn)在超聲水浴裝置中對多份試驗樣品進(jìn)行電磁攪拌處理。
[0005]本實用新型解決上述技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案是:一種電磁攪拌超聲水浴裝置，包括水浴機構(gòu)、超聲機構(gòu)和電磁攪拌機構(gòu)，其中，水浴機構(gòu)由水浴鍋和溫度控制器組成，水浴鍋為長方體結(jié)構(gòu)，包括水浴槽、水浴槽蓋和水浴槽底部的篩網(wǎng)，篩網(wǎng)上部為水浴功能區(qū)，下部為加熱區(qū)，在水浴功能區(qū)的內(nèi)壁上設(shè)置超聲換能器，并與超聲發(fā)生控制器連接，超聲換能器與超聲發(fā)生控制器構(gòu)成所述的超聲機構(gòu)，所述的電磁攪拌機構(gòu)包括套設(shè)在所述水浴槽外側(cè)的矩形電磁鐵以及設(shè)置于水浴鍋上的電磁攪拌控制器，所述的矩形電磁鐵的下表面與所述的篩網(wǎng)上表面水平，矩形電磁鐵中的矩形鐵芯成回字形結(jié)構(gòu)，并在矩形鐵芯內(nèi)側(cè)的四角分別設(shè)置穿線槽，相鄰的穿線槽之間形成纏繞線圈的繞線板，矩形電磁鐵中的線圈分為兩個線圈組，每個線圈組中分別包括兩個相互連接的具有相同纏繞方向的線圈，并且分別設(shè)置在相對的兩個繞線板上，電磁攪拌控制器依次向兩個線圈組通入方向變化的、電流強度相等的直流電流，使得所述的矩形電磁鐵形成旋轉(zhuǎn)的勻強磁場。
[0006]所述的電磁攪拌控制器設(shè)有電源開關(guān)、整流電路和換向電路，整流電路和換向電路向所述的矩形電磁鐵傳輸電流方向變化、電流強度相等的直流電流。
[0007]所述超聲發(fā)生控制器包含電源開關(guān)以及超聲發(fā)生線路板，超聲發(fā)生線路板負(fù)責(zé)產(chǎn)生超頻電能并傳輸給超聲換能器。
[0008]所述的加熱區(qū)內(nèi)設(shè)置有溫度探測器和電加熱棒，所述的溫度控制器通過溫度探測器測得的水浴槽內(nèi)的水溫，控制電加熱棒的加熱，所述溫度控制器設(shè)有電源開關(guān)。
[0009]所述的線圈與相應(yīng)的繞線板的邊沿平行。
[0010]所述矩形電磁鐵中矩形鐵芯的厚度在3cm到1cm不定，取決于矩形鐵芯所圍成區(qū)域的大小，所圍區(qū)域越大，矩形鐵芯就越厚。
[0011]本實用新型具有以下有益效果:
[0012]第一，本實用新型通過在超聲水浴裝置上設(shè)置電磁攪拌裝置，可對水浴槽內(nèi)多個樣品進(jìn)行超聲水浴的同時進(jìn)行密閉的磁攪拌處理。這一功能的實現(xiàn)不僅拓寬了超聲水浴的使用范圍，而且也提高了對試驗材料的處理能力和效率。
[0013]第二，本實用新型所采用的電磁攪拌裝置通過對鐵芯結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，并向繞組線圈通入規(guī)律變化的電流，進(jìn)而在矩形鐵芯所圍成的空間內(nèi)，也就是水浴裝置內(nèi)產(chǎn)生方向有序變化的旋轉(zhuǎn)勻強磁場，繼而驅(qū)動多個永磁攪拌子的轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)對多個樣品同時進(jìn)行攪拌的目的。
[0014]第三，本實用新型同時具有超聲、水浴和電磁攪拌三項功能，并且通過其相互獨立的控制其可以分開進(jìn)行控制，相互獨立，可根據(jù)需要隨機組合。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是本實用新型中矩形電磁鐵的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中標(biāo)記:1、水浴鍋、2、水浴槽，21、水浴功能區(qū)，22、加熱區(qū)，3、水浴槽蓋，4、篩網(wǎng)，
5、超聲換能器，6、矩形電磁鐵，61、矩形鐵芯，62、穿線槽，63、線圈，64、繞線板，7、溫度探測器，8、電加熱棒，9、出水管，10、閥門，11、超聲發(fā)生控制器，12、電磁攪拌控制器，13、溫度控制器。

【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖，通過【具體實施方式】對本實用新型作進(jìn)一步的說明。
[0019]如圖所示，一種電磁攪拌超聲水浴裝置，包括水浴鍋1、超聲換能器5、設(shè)置在水浴鍋I上的矩形電磁鐵6以及分別控制水浴、超聲和電磁攪拌的溫度控制器13、超聲發(fā)生控制器11以及電磁攪拌控制器12。
[0020]所述的水浴鍋I為長方體結(jié)構(gòu)，設(shè)置有水浴槽2、水浴槽蓋3和篩網(wǎng)4，篩網(wǎng)4位于水浴槽I的底部，并將水浴槽I水浸區(qū)域分成兩部分，篩網(wǎng)4上部為水浴功能區(qū)21，下部為加熱區(qū)22，在加熱區(qū)22設(shè)置裝有溫度探測器7和電加熱棒8，水浴槽I的內(nèi)壁設(shè)置超聲換能器5,超聲換能器5和超聲發(fā)生控制器11相連,負(fù)責(zé)將超聲發(fā)生控制器11傳輸過來的電能轉(zhuǎn)化為超聲波能，水浴槽2最低端設(shè)有出水管9和閥門10，在水浴槽2的外側(cè)，圍繞水浴槽2側(cè)壁設(shè)置矩形電磁鐵6，矩形電磁鐵6的下表面與所述的水浴槽2內(nèi)的篩網(wǎng)4上表面水平。
[0021]所述超聲發(fā)生控制器11包含電源開關(guān)、超聲發(fā)生線路板、頻率調(diào)節(jié)按鍵、頻率顯示窗口、功率調(diào)節(jié)按鍵、功率顯示窗口，電源開關(guān)可獨立控制超聲功能的開與關(guān)，超聲發(fā)生線路板負(fù)責(zé)產(chǎn)生超頻電能并傳輸給超聲換能器5。
[0022]所述溫度控制器13設(shè)有電源開關(guān)、溫度顯示窗口、溫度設(shè)定鍵和溫度調(diào)節(jié)按鍵，電源開關(guān)可獨立控制溫控部分電源的開與關(guān)。
[0023]所述溫度探測器7與溫度控制器13連接，溫度控制器13通過溫度探測器7的探頭感知水浴槽2內(nèi)的水溫高低，從而控制加熱棒8的加熱與否。
[0024]所述電磁攪拌控制器12設(shè)有電源開關(guān)、轉(zhuǎn)速顯示窗口、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)旋鈕、整流電路、換向電路，該電源開關(guān)能獨立控制電磁攪拌功能的開與關(guān)，整流和換向電路負(fù)責(zé)向矩形電磁鐵6傳輸有規(guī)律換向的直流電源。
[0025]所述水浴鍋1、水浴槽2、篩網(wǎng)4、溫度探測器7、加熱棒8和超聲換能器5等均選用不銹鋼材質(zhì)，最大限度降低它們對磁場的影響。
[0026]所述矩形電磁鐵6所用的矩形鐵芯61由多個回字形的硅鐵片疊加而成，所述的回字形硅鐵片由四個矩形硅鐵片圍成，所述的矩形鐵芯內(nèi)側(cè)的四個角分別設(shè)有四個穿線槽62，相鄰的兩個穿線槽62之間設(shè)置纏繞線圈63的繞線板64，相對繞線板64上的兩個線圈63為一組，因此在矩形鐵芯61上形成兩組線圈63，并且，每一個線圈組中兩個線圈63的一端互相連接，而且這兩個線圈63纏繞方向一致，具有同樣的電流方向，如此，這每個線圈組和矩形鐵芯61就組成了一個磁場封閉的電磁鐵，整個矩形電磁鐵6相當(dāng)于兩個磁場方向垂直的電磁鐵，線圈63在纏繞矩形鐵芯61時，要保持繞線方向與所在繞線板64的邊平行。
[0027]在為上述其中一個線圈組中通入一定方向的直流電后，在該組線圈63上形成磁場，所形成的磁場沿著矩形鐵芯61未通電的兩邊傳遞接通，并在所圍成的區(qū)域內(nèi)形成勻強磁場。所以，相對于開放的電磁鐵，這種封閉的電磁鐵可以避免漏磁。當(dāng)電流通向另外一組線圈組時，磁場方向即發(fā)生90度旋轉(zhuǎn)，如此循環(huán)，形成旋轉(zhuǎn)磁場，以驅(qū)動永磁攪拌子的轉(zhuǎn)動，所述的永磁攪拌子就是外面設(shè)置有保護(hù)層的永磁磁鐵，呈棒狀，使用時直接放入需要攪拌的容器內(nèi)，再把該容器放入所述的水浴槽2內(nèi)的篩網(wǎng)4上，在磁場的驅(qū)動下，攪拌子旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到攪拌的效果。
[0028]如圖2所示，為了更清楚地表述本實用新型中旋轉(zhuǎn)的勻強磁場的產(chǎn)生，可以將矩形鐵芯61左右兩側(cè)的線圈63設(shè)置為A組線圈，上下兩側(cè)線圈設(shè)置為B組線圈，當(dāng)A組線圈的電流向下時，磁場方向向右；B組線圈電流向右時，磁場方向向上；A組線圈電流向上時，磁場方向向左；B組線圈電流向左時，磁場方向向下，完成一次循環(huán)，從而使得磁場方向進(jìn)行360度的旋轉(zhuǎn)，多次連續(xù)不斷的循環(huán)該過程，即可形成旋轉(zhuǎn)的勻強磁場，進(jìn)而驅(qū)動永磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
[0029]上述內(nèi)容中，方向依次變化的直流電的獲得是通過整流得到的，直流電通過換向器和集電環(huán)與兩組線圈連接。換向器和集電環(huán)的旋轉(zhuǎn)動力來自帶有調(diào)速器的微型直流馬達(dá)。
[0030]本實用新型多管磁攪拌超聲水浴裝置的三項功能:超聲，水浴，磁攪拌分開控制，相互獨立，可隨機組合。使用該裝置時，首先檢查水浴槽2內(nèi)水位，然后根據(jù)需要打開溫度控制器13的電源開關(guān)，通過溫度設(shè)定鍵和溫度調(diào)節(jié)鍵設(shè)定水浴溫度，待溫度達(dá)到預(yù)設(shè)溫度時，將永磁攪拌子放入實驗樣品中，并將實驗樣品放入水浴槽2內(nèi)，蓋上水浴槽蓋3 ;然后打開超聲發(fā)生控制器11的電源開關(guān)，調(diào)節(jié)頻率調(diào)節(jié)按鍵和功率調(diào)節(jié)按鍵，設(shè)定頻率和功率；打開電磁攪拌控制器12的電源開關(guān)，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)旋鈕，設(shè)定攪拌速度，即可進(jìn)行超聲水浴以及電磁攪拌。
[0031 ] 本實用新型中的電磁攪拌裝置明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的電磁攪拌裝置。傳統(tǒng)電磁攪拌裝置是旋轉(zhuǎn)的永磁磁鐵產(chǎn)生的單一旋轉(zhuǎn)磁場，只能驅(qū)動位于磁場中心部位的單一永磁攪拌子，因此，只能攪拌一個樣品，攪拌效率很低，遠(yuǎn)不能滿足試驗以及生產(chǎn)的需要；而本實用新型的磁場是由水浴鍋外設(shè)置的矩形電磁鐵產(chǎn)生的方向有序變化的勻強磁場，通過改變電流的方向，使得每次磁場方向變化都向單一方向變化90°，從而形成旋轉(zhuǎn)的勻強磁場，可以驅(qū)動位于電磁鐵所圍成的矩形區(qū)域內(nèi)的任意一點的永磁攪拌子運動，因此，可以同時對多份樣品進(jìn)行攪拌，極大地提高了攪拌處理的效率。
【權(quán)利要求】
1.一種電磁攪拌超聲水浴裝置，包括水浴機構(gòu)、超聲機構(gòu)和電磁攪拌機構(gòu)，其中，水浴機構(gòu)由水浴鍋(I)和溫度控制器(13)組成，水浴鍋(I)為長方體結(jié)構(gòu)，包括水浴槽(2)、水浴槽蓋(3)和水浴槽(2)底部的篩網(wǎng)(4)，篩網(wǎng)(4)上部為水浴功能區(qū)(21)，下部為加熱區(qū)(22)，在水浴功能區(qū)(21)的內(nèi)壁上設(shè)置超聲換能器(5)，并與超聲發(fā)生控制器(11)連接，超聲換能器(5)與超聲發(fā)生控制器(11)構(gòu)成所述的超聲機構(gòu)，其特征在于:所述的電磁攪拌機構(gòu)包括套設(shè)在所述水浴槽(2)外側(cè)的矩形電磁鐵(6)以及設(shè)置于水浴鍋(I)上的電磁攪拌控制器(12)，所述的矩形電磁鐵(6)的下表面與所述的篩網(wǎng)(4)上表面水平，矩形電磁鐵(6)中的矩形鐵芯(61)成回字形結(jié)構(gòu)，并在矩形鐵芯(61)內(nèi)側(cè)的四角分別設(shè)置穿線槽(62)，相鄰的穿線槽(62)之間形成纏繞線圈(63)的繞線板(64)，矩形電磁鐵(6)中的線圈(63)分為兩個線圈組，每個線圈組中分別包括兩個相互連接的具有相同纏繞方向的線圈(63)，并且分別設(shè)置在相對的兩個繞線板(64)上，電磁攪拌控制器(12)依次向兩個線圈組通入方向變化的、電流強度相等的直流電流，使得所述的矩形電磁鐵(6)形成旋轉(zhuǎn)的勻強磁場。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電磁攪拌超聲水浴裝置，其特征在于:所述的電磁攪拌控制器(12)設(shè)有電源開關(guān)、整流電路和換向電路，整流電路和換向電路向所述的矩形電磁鐵(6)傳輸電流方向變化、電流強度相等的直流電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電磁攪拌超聲水浴裝置，其特征在于:所述超聲發(fā)生控制器(11)包含電源開關(guān)以及超聲發(fā)生線路板，超聲發(fā)生線路板負(fù)責(zé)產(chǎn)生超頻電能并傳輸給超聲換能器(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電磁攪拌超聲水浴裝置，其特征在于:所述的加熱區(qū)(22)內(nèi)設(shè)置有溫度探測器(7)和電加熱棒(8)，所述的溫度控制器(13)通過溫度探測器(7)測得的水浴槽(2)內(nèi)的水溫，控制電加熱棒(8)的加熱，所述溫度控制器(13)設(shè)有電源開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電磁攪拌超聲水浴裝置，其特征在于:所述的線圈(63)與相應(yīng)的繞線板(64)的邊沿平行。
【文檔編號】B01L7/02GK203990698SQ201420473444
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月21日
【發(fā)明者】馬麗蘋, 焦昆鵬, 牛明福, 侯穎, 康懷彬, 原江鋒, 汪倫記, 邱智軍 申請人:河南科技大學(xué)