當(dāng)代科技高速發(fā)展，超聲波技術(shù)已應(yīng)用于解決很多引起廣泛關(guān)注的問題上，例如治理隨著工業(yè)化程度的提高，帶來的嚴(yán)重水污染；伴隨健康問題日益受到重視，處理日常飲用水；應(yīng)科技發(fā)展需要，進(jìn)行細(xì)胞的粉碎等等。

    但是目前大部分超聲反應(yīng)器在處理污水、生活飲用水和細(xì)胞的粉碎等問題時(shí)，普遍存在的問題是耗能大，處理量小，多停留在實(shí)驗(yàn)室的規(guī)模。

    因此，以提高能量利用率為目標(biāo)，設(shè)計(jì)一種新結(jié)構(gòu)超聲反應(yīng)器以改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)之不足是極為重要的。

    本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題而提供一種新結(jié)構(gòu)超聲反應(yīng)器及其工作方法，該結(jié)構(gòu)利用由超聲換能器驅(qū)動(dòng)的多個(gè)插入在水槽中的抗腐蝕金屬片所產(chǎn)生的超聲場(chǎng)，對(duì)目標(biāo)液體進(jìn)行有效的聲處理，提高系統(tǒng)的能量效率。

    本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種新結(jié)構(gòu)超聲反應(yīng)器，包括超聲換能器、金屬棒、抗腐蝕金屬板以及水槽，所述超聲換能器上設(shè)有能夠施加激勵(lì)電壓的電極，在超聲換能器表面固定有用于傳遞振動(dòng)的金屬棒，金屬棒的長(zhǎng)度方向垂直于超聲換能器的聲輻射面，并與超聲換能器的主振動(dòng)方向平行，所述金屬棒上固定有若干個(gè)抗腐蝕金屬板，抗腐蝕金屬板的長(zhǎng)度方向與金屬棒的長(zhǎng)度方向相垂直，所述抗腐蝕金屬板插入到水槽中，水槽中盛有目標(biāo)液體，抗腐蝕金屬板由超聲換能器驅(qū)動(dòng)，在目標(biāo)液體中產(chǎn)生超聲場(chǎng)。

    進(jìn)一步地，所述金屬棒為沿長(zhǎng)度方向的橫斷面尺寸不均勻的桿件。

    進(jìn)一步地，固定于金屬棒上的若干個(gè)抗腐蝕金屬板中，相鄰的兩個(gè)之間的位置間距滿足：λm/2+mλm，λm為金屬棒的振動(dòng)波長(zhǎng)，m取自然數(shù)(m＝0,1,2,3……)。

    進(jìn)一步地，固定于金屬棒上的若干個(gè)抗腐蝕金屬板中，相鄰的兩個(gè)之間的位置間距滿足：(n·λf)/2，λf為水槽內(nèi)目標(biāo)液體介質(zhì)中的超聲波長(zhǎng)，n取正整數(shù)(n＝0,1,2,3……)。

    本發(fā)明還采用如下技術(shù)方案：一種新結(jié)構(gòu)超聲反應(yīng)器的工作方法，其特征在于：步驟如下：

    對(duì)電極施加激勵(lì)，超聲換能器會(huì)生與激勵(lì)同頻率的振動(dòng)，振動(dòng)傳遞至金屬棒，再由金屬棒傳遞至若干個(gè)抗腐蝕金屬板，振動(dòng)依次傳遞并放大，在水槽中的目標(biāo)液體中產(chǎn)生聲場(chǎng)。

    本發(fā)明具有如下有益效果：本發(fā)明通過利用金屬桿與目標(biāo)液體的共振進(jìn)一步提高新結(jié)構(gòu)超聲反應(yīng)器的能量效率。

    對(duì)電極1施加激勵(lì)，超聲換能器2會(huì)產(chǎn)生與激勵(lì)同頻率的振動(dòng)，振動(dòng)傳遞至金屬棒3，再由金屬棒3傳遞至若干個(gè)抗腐蝕金屬板4，振動(dòng)依次傳遞并放大，在水槽5中的目標(biāo)液體中產(chǎn)生聲場(chǎng)，高效實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)液體(如污水、生活飲用水和細(xì)胞的粉碎)的處理。

    為增強(qiáng)新結(jié)構(gòu)超聲反應(yīng)器的能量效率，首先，金屬棒3沿長(zhǎng)度方向的橫斷面尺寸是變化的，其次，若干個(gè)抗腐蝕金屬板4固定在金屬棒3上的位置間距需滿足：λm/2+mλm或者(n·λf)/2，其中λm為金屬棒3在空氣中的振動(dòng)波長(zhǎng)，m取自然數(shù)(m＝0,1,2,3……)；λf為水槽5內(nèi)目標(biāo)液體介質(zhì)中的超聲波長(zhǎng)n取正整數(shù)(n＝0,1,2,3……)。根據(jù)具體的工況，確定合適的m和n，使的值盡量小，其中cm、cf分別為金屬棒3在空氣中的聲速以及在目標(biāo)液體中的聲速。