[发明专利]一种高压脉冲放电式水下裂缝清洗装置及方法

说明书

本发明公开了一种高压脉冲放电式水下裂缝清洗方法及装置，所述装置包括上位机、单片机控制器、机械开关单元、升压单元、储能单元、致泡单元；所述单片机控制器连接上位机然后控制机械开关单元，所述升压单元通过外接电压连接机械单元，所述机械开关单元连接储能单元，所述储能单元包括储能单元充电模块和储能单元放电模块，所述储能单元放电模块连接致泡单元。本装置利用空化泡在产生与溃灭过程中伴随的冲击波与高速射流对周围物体的剥蚀效应对水下裂缝进行清洗。本发明实用性强，能高效地清洗水下裂缝。

技术领域

本发明涉及一种高压脉冲放电式水下裂缝清洗装置及方法，属于机械领域。

背景技术

为了保证水下建筑物裂缝的修补质量，需要对裂缝内壁进行清洗。液体中物体受空化冲击后，表面会出现剥蚀现象。近壁空化泡在产生与溃灭消失的过程中，伴随着的高压脉冲、高速射流对固体表面产生强烈的剥蚀效应，恰当利用空泡产生与溃灭时的剥蚀效应可以对水下建筑物裂缝进行高效清洗。

发明内容

本发明提供了一种高压脉冲放电式水下裂缝清洗装置及方法，用于清洗水下构建物出现的裂缝。

为实现上述技术目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种高压脉冲放电式水下裂缝清洗装置，所述装置包括：上位机、单片机控制器、机械开关单元、升压单元、储能单元、致泡单元；

所述单片机控制器连接上位机然后控制机械开关单元，所述升压单元通过外接电压连接机械单元，所述机械开关单元连接储能单元，所述储能单元包括储能单元充电模块和储能单元放电模块，所述储能单元放电模块连接致泡单元。

作为优选方案，上述升压单元包括高频电路和二十倍倍压整流电路，低压直流电源通过高频电路产生频率约为47kHz、电压为的正弦波高压，再通过二十倍的倍压整流电路产生储能模块所需的直流高压。

作为优选方案，上述储能单元，包括多个储能模块，根据实际所需放电频率选择合适数量的储能模块，每个储能模块由400个相同的高压瓷片电容串并联而成，瓷片电容的电容值为0.1uF，耐压值为2kV，整个储能模块有20条支路并联，每一条支路由20个电容串联而成。

作为优选方案，上述机械开关单元为单片机控制器控制的旋转式开关，包括壳体、第一电极、卡槽、金属片、导电金属环、主轴、轴承、联轴器、电机、金属弹簧、导电金属棒、第二电极；

所述主轴一端通过联轴器与电机的旋转轴相连，另一端连接于所述壳体的卡槽,所述主轴与壳体有轴承支撑，所述主轴位于壳体内部的轴段上固定有两个导电金属环，两个导电金属环的一侧均设置一个金属弹簧连接导电金属棒，另一侧设置一个金属片连接第一电极；其中一个导电金属环所连接的导电金属棒的数量为1，用于储能单元中个储能模块放电，另一个导电金属环所连接的导电金属棒的数量为储能单元中储能模块总个数减1，用于储能单元中剩余储能模块充电，在导电金属棒与第二电极还未完全接触时，利用金属弹簧的弹性使导电金属棒与第二电极完全接触。

作为优选方案，上述导电金属棒与第二电极的接触处，导电金属棒接触面为凸起的圆球面，第二电极是凹陷的圆球面。

作为优选方案，上述单片机控制器连接蓝牙模块，单片机控制器的型号为AT89S51。

作为优选方案，上述上位机，使用C#编写，通过串口方式与单片机控制器通信，调整机械开关主轴位置，控制本装置的放电频率、运行和停止。

作为优选方案，上述致泡单元包括底座、机械臂、连接件、电极固定底座、接线柱、锁紧孔、放电电极；

所述机械臂的一端固定在底座上，另一端连接连接件，所述电机固定底座的一端固定在连接件上，另一端连接接线柱，所述接线柱上放置放电电极，所述放电电极通过设置在接线柱上的锁紧孔锁紧。

一种高压脉冲放电式水下裂缝清洗方法，利用上述的装置，步骤如下：