[发明专利]数字化全智能超声波发生器及其自动对频方法

权利要求书

1.数字化全智能超声波发生器，包括依次连接的电源整流滤波模块、超声波输出模块及换能器，还包括控制模块和超声波源频率产生模块、超声波功率器件控制模块；其特征在于，

所述控制模块控制超声波源频率产生模块产生超声波原频率信号，该原频率信号通过驱动信号死区时间发生模块处理后输出给超声波功率器件控制模块，再由超声波功率器件控制模块输出给超声波输出模块。

2.根据权利要求1所述的数字化全智能超声波发生器，其特征在于，所述控制模块包括微处理器及与微处理器连接的联机通信电路和PLC外设信号接口电路。

3.根据权利要求2所述的数字化全智能超声波发生器，其特征在于，所述控制模块还包括与微处理器连接的显示电路和键盘电路。

4.根据权利要求1所述的数字化全智能超声波发生器，其特征在于：所述驱动信号死区时间发生模块包括专用双端脉冲调制器件,其内部集成误差放大器、脉宽比较器、基准电压源及输出电路，专用双端脉冲调制器件CT端和FB端接超声波源频率产生模块，死区时间控制输入端CONT接上固定电压即在输出脉冲上产生附加死区时间的两路驱动信号E1、E2输出给超声波功率器件控制模块。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的数字化全智能超声波发生器，其特征在于：进一步包括功率器件保护模块，所述功率器件保护模块包括过流保护直流偏置电路、过压保护电路、过温保护电路、漏电/短路保护电路；所述功率器件保护模块与超声波输出模块连接，同时与控制模块连接将故障保护信息传输给控制模块。

6.数字化全智能超声波发生器自动对频方法，包括宽频快速频率扫描的步骤及窄频精准频率扫描的步骤；

所述宽频快速频率扫描方式如下：

在可以预期的系统允许的工作最大工作频率范围内，以特定的频率扫描步长进行扫频，并采样谐振回路电流数据；

对采样到的电流数据利用数学分析方法去除异样点，再采用移动平均法对数据进行平滑，最后利用一阶导数为零的数学分析原理，得到数据曲线拐点；  

通过比较拐点数据得到拐点数据绝对值的最大值点即为谐振点，微处理器记忆并储存此谐振点参数；

所述窄频精准频率扫描的方式如下：以宽频快速频率扫描得到的谐振点为基准参数，在可以预期的系统工作时的最大频率漂移范围内，以特定的频率跟踪步长进行扫频，并采样谐振回路电流数据；

对采样到的电流数据利用数学分析方法去除异样点，再采用移动平均法对数据进行平滑，最后利用一阶导数为零的数学分析原理，得到数据曲线拐点；  

通过比较拐点数据得到拐点数据绝对值的最大值点即为谐振点，微处理器记忆并储存此谐振点参数，并在此谐振点驻点工作。

7.根据权利要求6所述的数字化全智能超声波发生器自动对频方法，其特征在于：所述宽频快步频率扫描用于超声波设备第一次使用或超声波配置有重大改变时使用；所述窄频精准频率扫描在超声波设备每次开机启动时使用。

8.根据权利要求7所述的数字化全智能超声波发生器自动对频方法，其特征在于：还包括驻点工作时全范围跟踪谐振频率的步骤其实现方式为：

在同一谐振点工作时，每隔固定时间间隔对谐振回路的电流数据进行一轮采样；

每轮采样中，均多次采样谐振回路的电流数据，并对采样到的电流数据利用数学分析方法去除异样点，再采用四项移动平均法对数据进行平滑，作为该频点的谐振回路电流采样值储存；

然后将当前谐振回路电流采样值与前次谐振回路电流采样值进行比较，如果当前谐振回路电流采样值变大，则控制下一工作频率点与上一次频率变化方向一致；如果当前谐振回路电流采样值变小，则控制下一工作频率点与上一次频率变化方向相反；如果当前谐振回路电流采样值无变化，则按原谐振点频率继续驻点工作。