[發明專利]一種實現超聲波變頻發射的系統與方法

有效

• 申請號: 201410388796.2
• 申請日: 2014-08-10
• 公開（公告）號: CN104117478B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發明（設計）人: 周封;王晨光;劉健;王丙全;郝婷;崔博聞;劉小可;宋躍慶;胡海濤;謝恩哲
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學;周封
• 主分類號: B06B1/02
• 分類號: B06B1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種實現超聲波變頻發射的系統與方法，具體的說是涉及一種可產生多頻率多種規律的超聲波的發射系統與方法。屬于超聲波發射領域。

技術背景

隨著超聲波技術在人們日常生活與生產中的廣泛使用，對超聲波產生的要求越來越高，許多場合需要用到變頻超聲波發射，但由于超聲波換能器的諧振頻率固定，很難實現一套系統中實現大功率變頻超聲波發射。

在很多場合單一頻率的超聲波已經不能滿足需要，例如在超聲波清洗中采用傳統的單一頻率超聲波會造成清洗不均勻清洗效果差；在超聲波驅鳥中單一頻率的超聲波會使鳥類很快產生適應能力，從而失去驅鳥效果。若采用變頻超聲波能夠使上述問題得到很好的解決。

中國專利“基于數字脈沖驅動的變頻超聲波系統”（申請號：201310254782.7）提出超聲波換能器為多組超聲波換能單元組成的換能模組，但是沒有給出多種頻率及混頻發射的控制方法。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種可實現多種頻率多種規律的變頻超聲波發射系統與方法，滿足日常生產中各種對變頻超聲波有所需求的場合，產生超聲波頻率可變，發生規律可控，能夠滿足不同場合的應用需要，使用方便。?

本發明所采用的技術方案如下：

本發明的一種實現超聲波變頻反射的系統與方法，包括控制器、超聲波發生器、超聲波換能器；系統中超聲波換能器的數量為N（N>1）個，每個換能器的諧振頻率均不相同，從低到高依次為f₁、f₂、…、f_N；在f₁、f₂、…、f_N個諧振頻率所在的頻率區間中，選取N+1個分界點頻率值，記為S₀、S₁、…、S_N，利用所述分界點頻率將超聲波頻率范圍劃分成N個頻率區間，且滿足f₁∈[S₀,S₁]、f₂∈[S₁,S₂]、…、f_N∈[S_N-1,S_N]；在控制器中將每個超聲波換能器與其諧振頻率所屬區間建立一一對應關系，當系統工作時，由控制器判斷需發射的超聲波頻率從屬于哪個頻率區間，并控制超聲波發生器驅動該頻率區間對應的超聲波換能器工作。

所述的一種實現超聲波變頻發射的系統與方法，該系統可由一個超聲波發生器驅動N個超聲波換能器，同一時刻只有一個超聲波換能器工作，產生一種頻率的超聲波；或者每個超聲波換能器由獨立的超聲波發生器驅動，采用這種方式可實現同一時刻多個超聲波換能器可同時工作，發射由多種頻率組成的混頻超聲波，使發出超聲波頻率更加的復雜多變。

所述的一種實現超聲波變頻發射的系統與方法，需發射的超聲波頻率可采用設定規律或隨機方式生成，將所需特定規律的超聲波發射規律預先通過程序寫入控制器中，控制器根據預先設定規律控制每個超聲波換能器每次持續工作時間。

所述的一種實現超聲波變頻發射的系統與方法，每個超聲波換能器在驅動時可采用調幅方式，通過驅動信號頻率不變只改變幅值大小來調整所發超聲波的聲強，并可以與其他超聲波換能器相互配合工作，產生多種頻率、聲強相結合的超聲波。?

附圖說明

圖1是一種實現超聲波變頻發射的系統與方法的系統結構圖。

圖2是一種實現超聲波變頻發射的系統與方法的頻率區間劃分圖。

圖3是一種實現超聲波變頻發射的系統與方法的驅動載波示意圖。

圖中：1-控制器，2-超聲波發生器，3-超聲波換能器。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明：

如圖1所示，本發明的一種實現超聲波變頻發射的系統與方法，由控制器（1）、超聲波發生器（2）、超聲波換能器（3）組成，控制器（1）控制超聲波發生器（2）產生不同頻率的超聲波驅動信號，驅動超聲波換能器（3）工作；超聲波換能器（3）的數量為N（N>1）個，每個超聲波換能器（3）的諧振頻率均不相同，每種超聲波換能器（3）只能發出其特定諧振頻率的超聲波。