[发明专利]一种超声波信号发生器的分段智能扫频方法

说明书

本发明涉及一种超声波信号发生器的分段智能扫频方法，用于连接有N个超声波换能器的超声波信号发生器，N为大于等于2的自然数，其特征在于：包括如下步骤：步骤1、参数预设置阶段，设置如下参数：扫频起始频率f_start、终止频率f_stop、扫频间隔f_step、预扫次数N_init、相对频率差RFD和相对频率步距RFS；步骤2、初始化预扫描阶段，同时检测与之连接的N个超声波换能器的固有振动频率，并将N个超声波换能器的固有振动频率进行递增排序；步骤3、智能扫频阶段，根据相邻固有频率f_i与f_i+1之间的相对频率差进行跳跃式或线性频率扫描。与现有技术相比，本发明的优点在于：能对多个换能器依次实现频率匹配驱动，解决了超声波信号发生器同时驱动多个换能器的频率失配问题。

技术领域

本发明涉及一种超声波信号发生器的分段智能扫频方法。

背景技术

现有的超声波信号发生器基本上可以分为固定频率驱动的超声波信号发生器和智能频率跟踪的超声波信号发生器两大类。固定频率驱动的超声波信号发生器，根据预知的换能器特性参数设置超声波信号发生器的相应参数，使其产生某一固定频率的驱动信号以驱动换能器输出较大的超声功率或输出固定频率的超声波。智能频率跟踪的超声波信号发生器，能够检测换能器的实时工作状态参数，自适应地调整驱动信号的频率以跟踪换能器固有频率的变化，从而实现始终驱动换能器输出最大的超声功率。

现有的超声换能器大多采用压电陶瓷制作，由于材料的细微区别和加工工艺的不完全一致性，即使是同一批次生产的超声波换能器其固有振动频率也会有比较明显的差异，而且在实际使用过程中其固有振动频率还会随着工况的变化而发生漂移。对于固定频率驱动的超声波信号发生器，当其工作参数设置完成之后，其驱动频率就固定不变，不能灵活适应各个换能器的振动频率。对于智能频率跟踪的超声波信号发生器，虽然其输出驱动信号的频率可以智能地跟踪超声波换能器固有频率的变化而变化，但其智能跟踪方案是按跟踪一个换能器的特性指标来进行设计的，不能满足同时跟踪驱动多个超声波换能器的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种能同时驱动多个超声波换能器的超声波信号发生器的分段智能扫频方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种超声波信号发生器的分段智能扫频方法，用于连接有N个超声波换能器的超声波信号发生器，N为大于等于2的自然数，其特征在于包括如下步骤：

步骤1、参数预设置阶段，设置如下参数：扫频起始频率f_start、终止频率f_stop、扫频间隔f_step、预扫次数N_init、相对频率差RFD和相对频率步距RFS；

步骤2、初始化预扫描阶段，超声波信号发生器在进行初始化预扫描阶段的同时，检测与之连接的N个超声波换能器的固有振动频率，并将N个超声波换能器的固有振动频率进行递增排序，分别记为f₁、f₂、f₃、…、f_N-1、f_N，初始化预扫描阶段包括如下步骤：

步骤2-1、进行线性频率预扫描：超声波信号发生器输出的驱动频率由扫频起始频率f_start开始，每隔固定的时间间隔依次增加扫频间隔f_step，直至超声波信号发生器输出的驱动频率增至终止频率f_stop；

步骤2-2、重复步骤步骤2-1N_init次，预扫次数N_init为大于等于1的自然数；