专利名称：喷淋式超声波保健洗浴装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种洗浴装置，尤其是能实现射流水和超声波相结合共同作用的喷淋式保健洗浴装置。
在日常生活中的洗浴活动是经常发生的，在这些活动中都存在着流体水的直接参与，但是，它仅仅是利用了水的化学溶解作用及普通冲刷作用。众所周知，现代超声学以其神奇的振动力学效应已被广泛应用于医学理疗领域，发挥着愈加深刻的作用。而水能够作为超声波较理想的载波介质直接使用。
传统的淋浴喷头只是一种水流冲刷洗浴装置，其配合浴液使用仅以洁肤为目的。现有的超声波在洗浴方面的应用仅局限于浴缸使用，如中国专利97241613号公开的一种气穴按摩洗浴盆，由盆体、超声波换能器、发热板、水位传感器、恒温器等组成，换能片是装在内壁下部和底面，用屏蔽线汇总到盆体下的超声波发生电路，另有多个换能片是固定在硬橡胶细管上。可以对特定穴位谐同按摩，还有单独一只用软导线加长供手持洁肤，用于穴位的换能片是凹抛物面压电体，将气穴集中。其超声波换能器必须在水位以下工作，且位置固定。其不足之处在于一般超声波换能器纵向波辐射面及指向角都很小，安置在浴缸壁或底部的换能器辐射的纵向超声波就好比水下放置了一个个手电筒发出的光束一样，势必存在很多超声波辐射盲区，或者强弱分布极度的不均匀，人体每次入浴时，身体位置都相对固定，而且极易在浴缸内长时间相对静止地浸泡，故容易造成局部过剂量照射。
即使有水按摩喷头的按摩浴缸，其喷头和超声波换能器安置在不同位置，各自独立作用。
本实用新型的目的在于将超声波和喷淋水浴统一起来，以简洁灵活的方式实现洗浴过程的超声理疗、高效洁肤和穴位按摩作用，提供一种既适用于无浴缸洗浴场所，也可以将喷头置入浴缸水面以下使用的喷淋式保健洗浴装置。
本实用新型的目的是这样实现的，一种喷淋式超声波保健洗浴装置，包括喷头、超声波换能器、超声波激励电路、保护及控制电路、连接导线、水管、水阀，在传统的喷淋式洗浴装置中安装有超声波换能器，对出射的水流加载和传导超声波。
超声波换能器可设置于喷淋装置的喷头内；超声波激励电路、保护及控制电路也设置在喷头上；也可设置于喷淋装置的内部管路上，超声波先耦合到水中后通过一定长度的水管载波传导。
超声波换能器设置有超声波变幅杆或传导杆，超声波换能器的前辐射面A-A和前面的管道入射接收面B-B基本平行对正，使得耦合到水中的超声波的传导方向和振动方向同水流的方向一致。
超声波是一种机械波，在介质中和界面上遵循波的传导、反射、折射规律，故超声波可以在平滑弯曲的管道中及出射水流中传导，而且管道和出射水流的周围必须是空气介质超声波才不会散失掉。该原理奠定了超声波用于喷淋洗浴的基础。喷淋洗浴时，超声波相对移动地、集中地作用于人体部位，明显提高了超声波的利用率。
本实用新型在传统的喷淋式洗浴装置中安装有超声波换能器，使出射的水流加载和传导超声波作用于人体，克服了浴缸浸泡时易造成局部过剂量超声辐射的缺陷，相比传统的淋浴方式，本实用新型通过水射流加载超声波喷淋，利用超声波的空化作用和振动力学效应、水流的冲刷作用，使得传统的以洁肤为目的的洗浴过程变成了还能激发人体皮肤和体内生化效应的保健洗浴过程，同时又可以手持喷头，针对局部需要作加强理疗，以简洁灵活的方式实现洗浴过程的超声理疗、高效洁肤和穴位按摩作用。
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细描述
图1是超声波在管道中的传导示意图；图2是本实用新型的原理图；图3是本实用新型实施例一示意图；图4是本实用新型实施例二示意图；图5是本实用新型实施例三示意图；图6是本实用新型的电气原理路。
图中，1为超声波，2为水介质，3为水管，4为反射和折射的超声波，5为载波出射水流，6为喷头，7为保护及控制电路，8为超声波激励电路，9为连接导线，10为超声波换能器，11水阀，12为换能器变幅杆或传导杆，13为喷头导流罩，14为万向节，1-1为超声波换能器部分，1-2为超声波水耦合部分，1-3为水载波传导部分，D表示水流方向。
图2是本实用新型的原理图，该喷淋式超声波保健洗浴装置包括喷头6、超声波换能器10、超声波激励电路8、保护及控制电路7、连接导线9、水管3、水阀11组成。水介质在打开水阀11后，流经超声波换能器10，耦合超声波后载波传导，载波出射的水流5喷淋到哪里，超声波就能作用到哪里。
图3是本实用新型实施例1，该装置上包含超声波换能器部分1-1、超声波水耦合部分1-2、水载波传导部分1-3三个单元。超声波换能器10和喷头融合成一体，而超声波激励电路、保护及控制电路和水回路部分在空间上分离，超声波换能器的前辐射面A-A和前面的管道入射接收面B-B基本上平行对正，即超声波辐射方向指向前导水流的流线方向，使得耦合到水中的超声波的传导方向和振动方向同水流的方向一致，且越平行越好(超声波损失会越小)。当考虑到喷淋装置的美观问题时，可将连接导线9置于水管3内，也可以置于水管外，同时连接线采用耐温、绝缘、屏蔽、同轴的传输线。在该结构中，超声波换能器10可以简化为比如只有一只直接放置在水中的压电陶瓷晶片的结构(省略换能器变幅杆或传导杆12等)。这种喷淋装置容易将超声波直射出去，超声波损失较小。这是最佳的活动式使用的喷淋式超声波保健洗浴装置的实施方案，外观上和传统的家庭用淋浴喷头相似。
图4是本实用新型实施例2，它是用于固定式使用的喷淋式超声波保健洗浴装置的实施方案。它除具备实施例1的超声波耦合传导等本质特征外，超声波换能器10、喷头、超声波激励电路8、保护和控制电路7和喷淋装置的喷头导流罩13融合成一体，成为一个部件，喷头的水流出射方向可通过万向节14调整。这种方法同样容易将超声波随水流直射出去，超声波损失较小。多适合于宾馆、医院等使用场所。
图5是本实用新型的实施例3，超声波换能器10位于喷淋装置的中间管路上，超声波先耦合到水中后通过一定长度的水管3载波传导，超声波换能器10可以有变幅杆或传导杆(如同实施例1)，超声波换能器10的前辐射面A-A和前面的管道入射接收面B-B基本平行对正，载波后的输水管路水管3和载波出射水流5可以平滑弯曲。当换能器的的超声波辐射面大于前方管道通径面积时，就需采用变幅杆聚能或聚焦式聚能方式使换能器产生的超声波能有效地收集到用于载波传导的管道内。这种方法的优点在于它可借用传统的喷淋装置的喷头部分。超声波激励电路8、保护及控制电路7和水阀等均可固定在比如墙壁上。
当手持喷淋洗浴时，喷头可贴着人体使用，在喷头和人体间形成一个载波局域水体，尤其局部需要超声波加强辐射时，理疗效果更佳。
当图2中的喷头6和水管3浸入浴缸水体内时，水管内和喷头内的指向不同方向的超声波4一边沿管道方向传导一边透过管壁散射到浴缸水体内，选择水管管壁材料和管壁厚度并适度地掌握水管置入浴缸水面下的长度时，在浴缸水体内可得到相比传统超声波浴缸强度分布更为均匀的超声波场。
实际应用中，根据需要超声波换能器可以是单个或多个，其频率可以是单频或多频的，超声波可以是连续作用或间歇作用的，载波传导超声波的水介质2可以是自来水或水压可调的循环水、可以是热水或冷水。当使用循环水时调节水压可实现对人体穴位的宏观物理按摩作用，水射流的水压和流速可根据不同的使用场合确定。可适度提高水压或增加出水射流的流速，籍以提高水射流的宏观按摩作用或冲刷作用。
在附图6示的控制电路中，利用一双时基集成电路(如本例用LM556)完成对超声波激励电路8的触摸开机、定时关机、触摸关机、占空比方式功率调节、工作和间歇周期调节及对超声波换能器10的无水状态保护。其中一个时基电路工作在单稳态，用于开关和定时，另一个时基电路工作在双稳态，用于多谐振荡及控制超声波激励电路8的工作模式，单稳态电路通过双稳态电路及串接的水位探测电极控制超声波激励电路工作。图中PORT1和PORT2引出的控制信号连接到超声波激励电路，IC1B工作在单稳态，触摸IO-1感应触点，在9脚输出定时工作信号，超声波激励电路起振并限时工作，调节可调电阻VR1实现超声波工作时限调整，定时结束则在9脚输出结束工作信号，超声波激励电路停振。触摸IO-2感应触点，在9脚输出强制结束工作信号，超声波激励电路停振。只有当水位探测电极IO-3和IO-4之间有水存在而且IO-1被触摸时IC1A才会工作在双稳态多谐振荡，在5脚输出超声波激励电路的控制电平，比如高电平时超声波激励电路振荡，低电平时超声波激励电路振荡停歇，由此该电路实现了超声波激励的水控工作模式。调节可调电阻VR3实现5脚输出波形的占空比改变，从而实现超声功率调节。调节可调电阻VR2实现5脚输出波形的周期改变，从而实现超声波工作时间和间歇时间调节，即调节工作周期。图中安置了2个工作状态指示灯LED1A和LED2A。
权利要求1.一种喷淋式超声波保健洗浴装置，包括喷头(6)、超声波换能器(10)、超声波激励电路(8)、保护及控制电路(7)、连接导线(9)、水管(3)及水阀(11)，其特征是在传统的喷淋式洗浴装置中安装有超声波换能器(10)，对出射的水流(5)加载和传导超声波。
2.根据权利要求1所述的喷淋式超声波保健洗浴装置，其特征在于超声波换能器(10)设置于喷淋装置的喷头内。
3.根据权利要求2所述的喷淋式超声波保健洗浴装置，其特征在于超声波激励电路(8)、保护及控制电路(7)也设置在喷头上。
4.根据权利要求1所述的喷淋式超声波保健洗浴装置，其特征在于超声波换能器(10)设置于喷淋装置的内部管路上，超声波先耦合到水中后通过一定长度的水管(3)载波传导。
5.根据权利要求2或4所述的喷淋式超声波保健洗浴装置，其特征在于超声波换能器(10)设置有超声波变幅杆或传导杆(12)，超声波换能器的前辐射面A-A和前面的管道入射接收面B-B基本平行对正，使得耦合到水中的超声波的传导方向和振动方向同水流的方向一致。
6.根据权利要求1所述的喷淋式超声波保健洗浴装置，其特征在于超声波换能器(10)可以是单个或多个；其频率可以是单频或多频的；超声波可以是连续作用或间歇作用。
7.根据权利要求1所述的喷淋式超声波保健洗浴装置，其特征在于连接超声波换能器(10)和超声波激励电路(8)的连接导线(9)，设置在水阀(11)和喷头(6)之间的水管(3)内或水管(3)外。
8.根据权利要求1所述的喷淋式超声波保健洗浴装置，其特征在于控制电路中设置有一双时基集成电路，完成对超声波激励电路(8)的触摸开机、定时关机、触摸强制关机、占空比方式功率调节、工作和间歇周期调节及对超声波换能器(10)的无水状态保护；其中一个时基电路工作在单稳态，用于开关和定时；另一个时基电路工作在双稳态，用于多谐振荡及控制超声波激励电路(8)的工作模式，单稳态电路通过双稳态电路及串接的水位探测电极控制超声波激励电路工作。
专利摘要本实用新型涉及一种喷淋式超声波保健洗浴装置,包括喷头、超声波换能器、超声波激励电路、保护及控制电路、连接导线、水管及水阀,在传统的喷淋式洗浴装置中安装有超声波换能器,使出射的水流加载和传导超声波作用于人体,克服了浴缸浸泡时易造成局部过剂量超声辐射的缺陷,以简洁灵活的方式实现洗浴过程的超声理疗、高效洁肤和穴位按摩作用。
文档编号A61N7/00GK2496378SQ0124216
公开日2002年6月26日 申请日期2001年6月18日 优先权日2001年6月18日
发明者张长增, 张向增 申请人:张长增, 张向增