[发明专利]频率控制装置及超声波换能器系统

说明书

本发明涉及一种频率控制装置及超声波换能器系统，温度采集模块采集超声波换能器的工作温度信息，并将采集到的工作温度信息发送至频率控制模块。进一步地，频率控制模块根据工作温度信息生成温度变化信息，并将温度变化信息转换为频率变化参数，并根据频率变化参数调整激励信号源中激励信号的频率。由于超声波换能器在其固有频率与激励信号的频率相位差较大时，超声波换能器的温度会急剧上升。基于此，通过超声波换能器的工作温度的表征，判断固有频率与激励信号的频率的频率差异，以便于调整激励信号的频率，缩小固有频率与激励信号的频率的频率差异，提高超声波换能器的转换效率。

技术领域

本发明涉及超声波换能器技术领域，特别是涉及一种频率控制装置及超声波换能器系统。

背景技术

超声波换能器是一种可将输入的电功率转换成机械功率(即超声波)再传递出去的能量转换器件。超声波换能器被广泛应用于各种超声波设备，如超声波手术刀、超声波焊接机或超能波清洗机等。超声波设备中的超声波换能器接收特定频率的交流电激励信号，并将其转换成机械能，以驱动相应的工作设备。

其中，超声波换能器自身具有固定频率，当激励信号的频率与超声波换能器固有频率一致时，即超声波换能器工作在电压与电流相位一致的谐振频率上，超声波换能器的转换效率最高。然而，超声波换能器在工作过程中，受自身性能、工作设备的状态和工作环境等因素的影响，其固有频率会产生变化，导致固有频率与激励信号的频率存在较大频率差异，降低超声波换能器的转换效率。

发明内容

基于此，有必要针对超声波换能器在工作过程中，受自身性能、工作设备的状态和工作环境等因素的影响，其固有频率会产生变化，导致固有频率与激励信号的频率存在较大频率差异，降低超声波换能器的转换效率的问题，提供一种频率控制装置及超声波换能器系统。

本发明实施例一方面提供一种频率控制装置，包括相连接的温度采集模块和频率控制模块；

所述温度采集模块设置在超声波换能器表面，用于采集所述超声波换能器的工作温度信息，并将采集到的工作温度信息发送至频率控制模块；

所述频率控制模块用于根据所述工作温度信息生成温度变化信息，并将所述温度变化信息转换为频率变化参数，并根据所述频率变化参数调整激励信号源中激励信号的频率；其中，所述激励信号源通过所述激励信号激励所述超声波换能器。

在其中一个实施例中，频率控制模块还用于补偿所述工作温度信息的滞后性，并将所述补偿后的所述工作温度信息生成所述温度变化信息。

在其中一个实施例中，还包括垫层；

所述温度采集模块通过所述垫层与所述超声波换能器表面贴合。

在其中一个实施例中，垫层包括导热系数大于预设值的可逆形变垫层。

在其中一个实施例中，所述垫层包括橡胶垫层。

在其中一个实施例中，所述温度采集模块通过所述垫层与所述超声波换能器中陶瓷片的表面贴合。

在其中一个实施例中，所述温度采集模块包括温度传感器或热电偶。

在其中一个实施例中，所述频率控制模块包括MCU。

本发明实施例另一方面提供一种超声波换能器系统，包括激励信号源、超声波换能器和频率控制装置；

所述频率控制装置包括相连接的温度采集模块和频率控制模块；

所述超声波换能器分别连接所述激励信号源的第一输出端和第二输出端，以构成激励回路；

所述温度采集模块设置在超声波换能器表面，用于采集所述超声波换能器的工作温度信息，并将采集到的工作温度信息发送至频率控制模块；