[发明专利]一种具有自我校正功能的超音波驱动装置

说明书

本发明提供一种具有自我校正功能的超音波驱动装置，其利用中央控制模块搭配驱动模块进行超音波频率的设定，而可达到全频段的超音波操作；并且通过相位比较模块进行相位信息的回传，以确认超音波喷头较佳的共振频率；除此之外，也可利用功率计算单元进行超音波喷头老化状态的监控，以提醒更换喷头的时间点；同时，通过温度感测模块进行超音波喷头温度的监控，配合临界调整单元进行温度临界判断与调整，延长超音波喷头连续使用的时间，降低超音波振荡的位移量衰减问题，以增加超音波喷头的工作产量。

技术领域

本发明涉及一种超音波驱动装置，特别涉及一种具有自我校正功能的超音波驱动装置。

背景技术

超音波应用范围极广，其中之一为应用于喷头上，超音波喷头可将液体雾化，进而喷涂于物体的表面上形成薄膜，简单的说，超音波喷涂技术是利用电子振荡原理，通过压电陶瓷振荡器产生高频率振波将所供应的涂料分子结构打散，以此方式将涂料振成极小的雾状粒子，同时也可避免涂料内的固体粒子再结合影响薄膜的均匀度及质量，所形成的薄膜特性可依据其涂料的材质，达到特定的功用，例如使用抗菌或防水的涂料，则可使物体的表面达到抗菌或防水的效果。除此之外，一般不规则状的物体表面极难使用其他方式形成表面薄膜，但利用超音波喷涂的方式，便可以有效的、均匀的形成薄膜。

目前的超音波喷头雾化驱动器，皆为单一频率操作，如中国专利公开第102019264号的“一种超威雾化喷涂方法”，其公开了一种利用两次不同喷涂方式以达到均匀涂布的效果，而这些技术中，若要进行频率的选择，便必须要同时更换超音波喷头以及其对应的驱动器，且并无针对超音波喷头老化提出警示的作用，容易造成喷头内部压电换能器损坏、表面容易发热后，造成输出功率减小，无法满足使用的需求。同时，不同频率的超音波喷头在共振频率上都会有些微小的差异，举例来说，标示为28KHz的超音波喷头，其实际上的共振频率有可能是28.3KHz，若设定振荡的频率为28KHz进行操作，则有可能不在最佳的工作效率下使用，反而容易造成喷头的老化及损坏。

因此，如何有效解决上述问题，实为相关业者所欲积极研发改进的目标。

发明内容

本发明的主要目的在于解决不同频率的超音波喷头需连同驱动器一起更换的问题。

本发明的次要目的在于解决超音波喷头实际上并未操作在其有效的共振频率上的问题。

为达上述目的，本发明提供一种具有自我校正功能的超音波驱动装置，其包括一中央控制模块、一与该中央控制模块电性连接的驱动模块、一与该驱动模块电性连接的超音波喷头以及一电性连接该超音波喷头与该中央控制模块的相位比较模块。该中央控制模块设定超音波振荡的频率以及功率并输出一驱动信号；该驱动模块接收该中央控制模块所传送的一驱动信号进行对应功率输出；该超音波喷头经由该驱动模块进行对应频率的超音波振荡；该相位比较模块取得该超音波喷头的一工作电压以及一工作电流，并进行相位比较后将一相位信息传送回该中央控制模块。借此，该中央控制模块利用该相位信息进一步的判断该超音波喷头的一共振频率，并进行该驱动信号的微调，以使该超音波喷头工作在该共振频率。

其中，该中央控制模块为一现场可程序化门阵列，并包括一接收该相位信息的锁相回路频率控制单元以及一与该锁相回路频率控制单元电性连接的脉波宽度调变单元。

其中，该驱动模块包括一与该中央控制模块电性连接的数字模拟转换单元以及一与该数字模拟转换单元电性连接的信号放大单元。

其中，该具有自动校正功能的超音波驱动装置还包括一电性连接该超音波喷头与该中央控制模块的功率计算单元，其用以取得该超音波喷头的该工作电压以及该工作电流，借此计算出该超音波喷头的一功率值，进而传回至该中央控制模块。

其中，该具有自动校正功能的超音波驱动装置还包括一监测该超音波喷头的温度的温度感测模块，该温度感测模块更与该中央控制模块电性连接，以将该超音波喷头的工作温度实时传回该中央控制模块。