一種實(shí)現(xiàn)超聲波變頻發(fā)射的系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提出了一種實(shí)現(xiàn)超聲波變頻發(fā)射的系統(tǒng)，屬于超聲波應(yīng)用領(lǐng)域。系統(tǒng)包括控制器、超聲波發(fā)生器、超聲波換能器，依據(jù)超聲波換能器的諧振頻率點(diǎn)，進(jìn)行頻率區(qū)間劃分，在控制器中將每個(gè)超聲波換能器與其諧振頻率所屬區(qū)間建立一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí)，由控制器判斷需發(fā)射的超聲波頻率從屬于哪個(gè)頻率區(qū)間，則控制超聲波發(fā)生器驅(qū)動(dòng)該頻率區(qū)間對(duì)應(yīng)的超聲波換能器工作，從而實(shí)現(xiàn)不同的超聲波發(fā)生規(guī)律，可使不同頻率的超聲波換能器按照不同的規(guī)律單獨(dú)或混合進(jìn)行發(fā)射，或者隨機(jī)發(fā)射。利用該系統(tǒng)產(chǎn)生的超聲波具有多種頻率與多種規(guī)律，可以應(yīng)用在超聲波清洗、超聲波驅(qū)鳥(niǎo)等需要實(shí)現(xiàn)超聲波變頻發(fā)射的場(chǎng)合。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種實(shí)現(xiàn)超聲波變頻發(fā)射的系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種實(shí)現(xiàn)超聲波變頻發(fā)射的系統(tǒng)，具體的說(shuō)是涉及一種可產(chǎn)生多頻率多種規(guī)律的超聲波的發(fā)射系統(tǒng)。屬于超聲波發(fā)射領(lǐng)域。
技術(shù)背景
[0002]隨著超聲波技術(shù)在人們?nèi)粘Ｉ钆c生產(chǎn)中的廣泛使用，對(duì)超聲波產(chǎn)生的要求越來(lái)越高，許多場(chǎng)合需要用到變頻超聲波發(fā)射，但由于超聲波換能器的諧振頻率固定，很難實(shí)現(xiàn)一套系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)大功率變頻超聲波發(fā)射。
[0003]在很多場(chǎng)合單一頻率的超聲波已經(jīng)不能滿(mǎn)足需要，例如在超聲波清洗中采用傳統(tǒng)的單一頻率超聲波會(huì)造成清洗不均勻清洗效果差；在超聲波驅(qū)鳥(niǎo)中單一頻率的超聲波會(huì)使鳥(niǎo)類(lèi)很快產(chǎn)生適應(yīng)能力，從而失去驅(qū)鳥(niǎo)效果。若采用變頻超聲波能夠使上述問(wèn)題得到很好的解決。
[0004]中國(guó)專(zhuān)利“基于數(shù)字脈沖驅(qū)動(dòng)的變頻超聲波系統(tǒng)”(申請(qǐng)?zhí)?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(méi)有給出多種頻率及混頻發(fā)射的控制方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可實(shí)現(xiàn)多種頻率多種規(guī)律的變頻超聲波發(fā)射系統(tǒng)，滿(mǎn)足日常生產(chǎn)中各種對(duì)變頻超聲波有所需求的場(chǎng)合，產(chǎn)生超聲波頻率可變，發(fā)生規(guī)律可控，能夠滿(mǎn)足不同場(chǎng)合的應(yīng)用需要，使用方便。
[0006]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下:
[0007]本實(shí)用新型的一種實(shí)現(xiàn)超聲波變頻發(fā)射的系統(tǒng)，包括控制器(I)、超聲波發(fā)生器
(2)、超聲波換能器(3);系統(tǒng)中超聲波換能器(3)的數(shù)量為N個(gè)，N至少為2，且每個(gè)超聲波換能器(3)的諧振頻率均不相同，從低到高依次為f\、f2、…、fN ;在f\、f2、…、fN個(gè)諧振頻率所在的頻率區(qū)間中，選取N+1個(gè)分界點(diǎn)頻率值，記為…、Sn，利用所述分界點(diǎn)頻率將超聲波頻率范圍劃分成N個(gè)頻率區(qū)間，且滿(mǎn)Mf1 e [S0, S1J^f2 e [S1, S2]、…、fN e [S^1, SN]；在控制器(I)中將每個(gè)超聲波換能器(3)與其諧振頻率所屬區(qū)間建立一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí)，由控制器(I)判斷需發(fā)射的超聲波頻率從屬于哪個(gè)頻率區(qū)間，并控制超聲波發(fā)生器(2)驅(qū)動(dòng)該頻率區(qū)間對(duì)應(yīng)的超聲波換能器(3)工作。
[0008]所述的一種實(shí)現(xiàn)超聲波變頻發(fā)射的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可由一個(gè)超聲波發(fā)生器(2)驅(qū)動(dòng)N個(gè)超聲波換能器(3)，同一時(shí)刻只有一個(gè)超聲波換能器(3)工作，產(chǎn)生一種頻率的超聲波；或者每個(gè)超聲波換能器(3)由獨(dú)立的超聲波發(fā)生器(2)驅(qū)動(dòng)，采用這種方式可實(shí)現(xiàn)同一時(shí)刻多個(gè)超聲波換能器(3 )可同時(shí)工作，發(fā)射由多種頻率組成的混頻超聲波，使發(fā)出超聲波頻率更加的復(fù)雜多變。
[0009]所述的一種實(shí)現(xiàn)超聲波變頻發(fā)射的系統(tǒng)，需發(fā)射的超聲波頻率可采用設(shè)定規(guī)律或隨機(jī)方式生成，將所需特定規(guī)律的超聲波發(fā)射規(guī)律預(yù)先通過(guò)程序?qū)懭肟刂破?I)中，控制器(I)根據(jù)預(yù)先設(shè)定規(guī)律控制每個(gè)超聲波換能器(3)每次持續(xù)工作時(shí)間。每個(gè)超聲波換能器
(3)在驅(qū)動(dòng)時(shí)可采用調(diào)幅方式，通過(guò)驅(qū)動(dòng)信號(hào)頻率不變只改變幅值大小來(lái)調(diào)整所發(fā)超聲波的聲強(qiáng)，并可以與其他超聲波換能器(3)相互配合工作，產(chǎn)生多種頻率、聲強(qiáng)相結(jié)合的超聲波。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0011]采用多個(gè)不同頻率的超聲波換能器，并由控制器分時(shí)、分別驅(qū)動(dòng)，解決了一套系統(tǒng)中需要超聲波多頻且按照一定規(guī)律發(fā)射的需求；按照劃分頻率區(qū)間方式驅(qū)動(dòng)，即使需求的超聲波頻率和超聲波換能器諧振頻率不完全對(duì)應(yīng)，也能自動(dòng)選取就近頻率工作，擴(kuò)大了系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)合；采用每個(gè)超聲波換能器由獨(dú)立的超聲波發(fā)生器驅(qū)動(dòng)方案時(shí)，還可實(shí)現(xiàn)多種超聲波頻率的混頻發(fā)射，滿(mǎn)足特殊場(chǎng)合需求。因此，本系統(tǒng)產(chǎn)生超聲波頻率可變，發(fā)生規(guī)律可控，能夠滿(mǎn)足不同場(chǎng)合的應(yīng)用需要，使用方便。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是一種實(shí)現(xiàn)超聲波變頻發(fā)射的系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0013]圖2是一種實(shí)現(xiàn)超聲波變頻發(fā)射的系統(tǒng)的頻率區(qū)間劃分圖。
[0014]圖3是一種實(shí)現(xiàn)超聲波變頻發(fā)射的系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)載波示意圖。
[0015]圖中:1-控制器，2-超聲波發(fā)生器，3-超聲波換能器。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0017]如圖1所示，本實(shí)用新型的一種實(shí)現(xiàn)超聲波變頻發(fā)射的系統(tǒng)，由控制器(I)、超聲波發(fā)生器(2)、超聲波換能器(3)組成，控制器(I)控制超聲波發(fā)生器(2)產(chǎn)生不同頻率的超聲波驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)超聲波換能器(3)工作；超聲波換能器(3)的數(shù)量為N (N>1)個(gè)，每個(gè)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(fā)出其特定諧振頻率的超聲波。
[0018]系統(tǒng)有兩種實(shí)現(xiàn)方式，一種是由一個(gè)超聲波發(fā)生器(2)驅(qū)動(dòng)N個(gè)超聲波換能器
(3)，根據(jù)驅(qū)動(dòng)超聲波換能器(3)諧振頻率的不同，超聲波發(fā)生器(2)能夠產(chǎn)生不同諧振頻率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，此種方式同一時(shí)刻只有一個(gè)超聲波換能器工作，只能產(chǎn)生一種頻率的超聲波；另一種是每個(gè)超聲波換能器(3)由獨(dú)立的超聲波發(fā)生器(2)驅(qū)動(dòng)，同一時(shí)刻多個(gè)超聲波換能器可同時(shí)工作，這種方法發(fā)射混頻超聲波。這兩種方式超聲波發(fā)生器(2)產(chǎn)生何種頻率的超聲波信號(hào)以及驅(qū)動(dòng)何種諧振頻率的超聲波換能器(3)都是由控制器(I)進(jìn)行控制的。
[0019]如圖2所示，系統(tǒng)中N個(gè)超聲波換能器(3)的諧振頻率從低到高分別為f\、f2>…、fN，在諧振頻率所組成的連續(xù)的頻率區(qū)間上取N+1個(gè)分界點(diǎn)頻率值，記為…、Sn，利用所述分界點(diǎn)頻率將超聲波頻率范圍劃分成N個(gè)頻率區(qū)間，且滿(mǎn)Mf1 e [S0, S1],f2 e [S1, S2],…、fN e [Sm, Sn];在控制器(I)中將每個(gè)超聲波換能器(3)與其諧振頻率所屬區(qū)間建立一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí)，由控制器(I)判斷需發(fā)射的超聲波頻率f從屬于哪個(gè)頻率區(qū)間，則控制超聲波發(fā)生器(2)驅(qū)動(dòng)該頻率區(qū)間對(duì)應(yīng)的超聲波換能器(3)工作。
[0020]系統(tǒng)發(fā)射的超聲波規(guī)律可采用預(yù)先編制好的音頻文件，工作時(shí)由控制器(I)進(jìn)行實(shí)時(shí)解析和控制。預(yù)先編制好的音頻文件可以是可聽(tīng)見(jiàn)的音樂(lè)或歌曲旋律，按照設(shè)定的規(guī)律映射到上述超聲波區(qū)間上，驅(qū)動(dòng)與該區(qū)間對(duì)應(yīng)的超聲波換能器(3)發(fā)出超聲波。該音頻文件也可以是鳥(niǎo)叫聲通過(guò)算法映射到超聲波頻率區(qū)間。
[0021]如圖3所示，每個(gè)超聲波換能器可采用調(diào)幅方式驅(qū)動(dòng)，即載波方式，載波信號(hào)的頻率決定了超聲波換能器發(fā)聲頻率，通過(guò)調(diào)節(jié)載波的幅值，可相應(yīng)的改變超聲波電源(2)的輸出，從而改變超聲波換能器(2)的發(fā)聲聲強(qiáng)。也可在其頻點(diǎn)上疊加形成一個(gè)較低頻率的聲波，從而拓寬音律范圍。
[0022]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施實(shí)例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種實(shí)現(xiàn)超聲波變頻發(fā)射的系統(tǒng)，系統(tǒng)包括控制器(I)、超聲波發(fā)生器(2)、超聲波換能器(3)，其特征在于，系統(tǒng)中超聲波換能器(3)的數(shù)量為N個(gè)，N至少為2，且每個(gè)超聲波換能器(3)的諧振頻率均不相同，從低到高依次為f\、f2、…、fN ； 選取N+1個(gè)分界點(diǎn)頻率值，記為Sc^Sp…、Sn，利用所述分界點(diǎn)頻率將超聲波頻率范圍劃分成 N 個(gè)頻率區(qū)間，且滿(mǎn)足 e [S0, S1], f2 e [S1, S2],…、fNe [S^1, SN]； 在控制器(I)中將每個(gè)超聲波換能器(3)與其諧振頻率所屬區(qū)間建立一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí)，由控制器(I)判斷需發(fā)射的超聲波頻率從屬于哪個(gè)頻率區(qū)間，則控制超聲波發(fā)生器(2)驅(qū)動(dòng)該頻率區(qū)間對(duì)應(yīng)的超聲波換能器(3)工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)超聲波變頻發(fā)射的系統(tǒng)，其特征在于，可由一個(gè)超聲波發(fā)生器(2)驅(qū)動(dòng)N個(gè)超聲波換能器(3)，同一時(shí)刻只有一個(gè)超聲波換能器(3)工作；或者每個(gè)超聲波換能器(3)由獨(dú)立的超聲波發(fā)生器(2)驅(qū)動(dòng)，同一時(shí)刻多個(gè)超聲波換能器(3)可同時(shí)工作，發(fā)射混頻超聲波。
【文檔編號(hào)】B06B1/02GK204018180SQ201420446951
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年8月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月10日
【發(fā)明者】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(qǐng)人:哈爾濱理工大學(xué), 周封