[發明專利]頻率控制裝置、方法及超聲波換能器系統

在審

• 申請號: 201811633141.1
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN111381615A
• 公開（公告）日: 2020-07-07
• 發明（設計）人: 郭毅軍;楊濤;葉強;唐福海;秦勇
• 申請（專利權）人: 重慶西山科技股份有限公司
• 主分類號: G05D19/02
• 分類號: G05D19/02;B06B1/02
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 黃隸凡

本申請涉及一種頻率控制裝置、方法及超聲波換能器系統，溫度采集模塊采集超聲波換能器的溫度，電流值采集模塊采集激勵回路的電流值，功率采集模塊采集超聲波換能器的功率。進一步地，頻率控制模塊根據溫度、電流值和功率，通過預設數據模型得到跟蹤頻率，并將激勵信號源的激勵信號的頻率調整為跟蹤頻率。基于此，可根據超聲波換能器的實際工作狀態確定對應的跟蹤頻率，將激勵信號的頻率調整為跟蹤頻率可降低固有頻率與激勵信號的頻率的差異，提高超聲波換能器的轉換效率。

技術領域

本發明涉及超聲波換能器技術領域，特別是涉及一種頻率控制裝置、方法及超聲波換能器系統。

背景技術

超聲波換能器是一種可將輸入的電功率轉換成機械功率(即超聲波)再傳遞出去的能量轉換器件。超聲波換能器被廣泛應用于各種超聲波設備，如超聲波手術刀、超聲波焊接機或超聲波清洗機等。超聲波設備中的超聲波換能器接收特定頻率的交流電激勵信號，并將其轉換成機械能，以驅動相應的工作設備。

其中，超聲波換能器自身具有固定頻率，當激勵信號的頻率與超聲波換能器固有頻率一致時，即超聲波換能器工作在電壓與電流相位一致的諧振頻率上，超聲波換能器的轉換效率最高。然而，超聲波換能器在工作過程中，受自身性能、工作設備的狀態和工作環境等因素的影響，其固有頻率會產生變化，導致固有頻率與激勵信號的頻率存在較大頻率差異，降低超聲波換能器的轉換效率。

發明內容

基于此，有必要針對超聲波換能器在工作過程中，受自身性能、工作設備的狀態和工作環境等因素的影響，其固有頻率會產生變化，導致固有頻率與激勵信號的頻率存在較大頻率差異，降低超聲波換能器的轉換效率的問題，提供一種頻率控制裝置、方法及超聲波換能器系統。

本發明實施例一方面提供一種頻率控制裝置，包括溫度采集模塊、電流值采集模塊、功率采集模塊和頻率控制模塊；

頻率控制模塊分別連接溫度采集模塊、電流值采集模塊和功率采集模塊；

溫度采集模塊用于采集超聲波換能器的溫度；電流值采集模塊用于采集激勵回路的電流值；功率采集模塊用于采集超聲波換能器的功率；其中，超聲波換能器與激勵信號源構成激勵回路；

頻率控制模塊用于根據溫度、電流值和功率，通過預設數據模型得到跟蹤頻率；頻率控制模塊還用于將激勵信號源的激勵信號的頻率調整為跟蹤頻率。

上述頻率控制裝置，溫度采集模塊采集超聲波換能器的溫度，電流值采集模塊采集激勵回路的電流值，功率采集模塊采集超聲波換能器的功率。進一步地，頻率控制模塊根據溫度、電流值和功率，通過預設數據模型得到跟蹤頻率，并將激勵信號源的激勵信號的頻率調整為跟蹤頻率。基于此，可根據超聲波換能器的實際工作狀態確定對應的跟蹤頻率，將激勵信號的頻率調整為跟蹤頻率可降低固有頻率與激勵信號的頻率的差異，提高超聲波換能器的轉換效率。

在其中一個實施例中，溫度采集模塊包括溫度傳感器。

在其中一個實施例中，電流值采集模塊包括電流采集電路。

在其中一個實施例中，功率包括有功功率和無功功率。

在其中一個實施例中，頻率控制模塊包括MCU。

本發明實施例一方面還提供一種頻率控制方法，包括步驟：

獲取超聲波換能器的溫度、功率，以及激勵回路的電流值；其中，其中，超聲波換能器與激勵信號源構成激勵回路；

將溫度、功率和電流值代入預設數據模型，得到跟蹤頻率；

將激勵信號源的激勵信號的頻率調整為跟蹤頻率。