專利名稱：數(shù)字化全智能超聲波發(fā)生器及其自動(dòng)對(duì)頻方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及智能超聲波發(fā)生器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前市面上的傳統(tǒng)超聲波電源具有如下缺點(diǎn),如圖I所示(I)其啟動(dòng)采用晶體管模擬放大器0TL/0CL線路，通過自激振蕩產(chǎn)生超聲波。這種諧振頻率的啟動(dòng)依靠振蕩線路的自激時(shí)，受零件誤差和外圍條件的影響有時(shí)自激不可靠，振動(dòng)不起來，需要反復(fù)開關(guān)機(jī)。(2)超聲波電源一般通過額外產(chǎn)生的鋸齒波來平衡設(shè)備頻率的漂移，設(shè)備諧振起來后，工作頻率在一定范圍內(nèi)來回變大變小，由于頻率變化范圍是由線路事先決定好的，這樣一來，工作頻率在大多數(shù)時(shí)間段內(nèi)都是偏離真正的諧振點(diǎn)，不在諧振點(diǎn)工作時(shí)，往往造成功耗浪費(fèi)，效率降低。另外，工作頻率忽大忽小，機(jī)械振動(dòng)也就會(huì)忽大忽小，導(dǎo)致工作效果不穩(wěn) 定，影響產(chǎn)品質(zhì)量。(3)自激振蕩產(chǎn)生的超聲波屬于模擬線路控制，受零件本身誤差影響較大，不利于批量穩(wěn)定生產(chǎn)。(4)受模擬量采樣和控制的限制，不利于實(shí)現(xiàn)整機(jī)的智能化自動(dòng)控制

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種能夠自動(dòng)掃描設(shè)備最佳諧振頻率工作點(diǎn)并全范圍跟蹤諧振頻率點(diǎn)變化進(jìn)行自適應(yīng)、自調(diào)整的數(shù)字化全智能超聲波發(fā)生器。本發(fā)明的技術(shù)方案如下數(shù)字化全智能超聲波發(fā)生器，包括依次連接的電源整流濾波模塊、超聲波輸出模塊及換能器，還包括控制模塊和超聲波源頻率產(chǎn)生模塊、超聲波功率器件控制模塊；所述控制模塊控制超聲波源頻率產(chǎn)生模塊產(chǎn)生超聲波原頻率信號(hào)，該原頻率信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)信號(hào)死區(qū)時(shí)間發(fā)生模塊處理后輸出給超聲波功率器件控制模塊，再由超聲波功率器件控制模塊輸出給超聲波輸出模塊。優(yōu)選的，所述控制模塊包括微處理器及與微處理器連接的聯(lián)機(jī)通信電路和PLC外設(shè)信號(hào)接口電路；所述控制模塊還包括與微處理器連接的顯示電路和鍵盤電路。具體的，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)死區(qū)時(shí)間發(fā)生模塊包括專用雙端脈沖調(diào)制器件，其內(nèi)部集成誤差放大器、脈寬比較器、基準(zhǔn)電壓源及輸出電路，專用雙端脈沖調(diào)制器件CT端和FB端接超聲波源頻率產(chǎn)生模塊，死區(qū)時(shí)間控制輸入端CONT接上固定電壓即在輸出脈沖上產(chǎn)生附加死區(qū)時(shí)間的兩路驅(qū)動(dòng)信號(hào)El、E2輸出給超聲波功率器件控制模塊。優(yōu)選的，所述的數(shù)字化全智能超聲波發(fā)生器，進(jìn)一步包括功率器件保護(hù)模塊，所述功率器件保護(hù)模塊包括過流保護(hù)直流偏置電路、過壓保護(hù)電路、過溫保護(hù)電路、漏電/短路保護(hù)電路；所述功率器件保護(hù)模塊與超聲波輸出模塊連接，同時(shí)與控制模塊連接將故障保護(hù)信息傳輸給控制模塊。本發(fā)明還提供一種數(shù)字化全智能超聲波發(fā)生器自動(dòng)對(duì)頻方法，包括寬頻快速頻率掃描的步驟及窄頻精準(zhǔn)頻率掃描的步驟。所述寬頻快速頻率掃描方式如下在可以預(yù)期的系統(tǒng)允許的工作最大工作頻率范圍內(nèi)，以特定的頻率掃描步長進(jìn)行掃頻，并采樣諧振回路電流數(shù)據(jù)；對(duì)采樣到的電流數(shù)據(jù)利用數(shù)學(xué)分析方法去除異樣點(diǎn)，再采用移動(dòng)平均法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑，最后利用一階導(dǎo)數(shù)為零的數(shù)學(xué)分析原理，得到數(shù)據(jù)曲線拐點(diǎn)；通過比較拐點(diǎn)數(shù)據(jù)得到拐點(diǎn)數(shù)據(jù)絕對(duì)值的最大值點(diǎn)即為諧振點(diǎn)，微處理器記憶并儲(chǔ)存此諧振點(diǎn)參數(shù)。所述窄頻精準(zhǔn)頻率掃描的方式如下以寬頻快速頻率掃描得到的諧振點(diǎn)為基準(zhǔn)參數(shù)，在可以預(yù)期的系統(tǒng)工作時(shí)的最大頻率漂移范圍內(nèi)，以特定的頻率跟蹤步長進(jìn)行掃頻，并采樣諧振回路電流數(shù)據(jù)；對(duì)采樣到的電流數(shù)據(jù)利用數(shù)學(xué)分析方法去除異樣點(diǎn)，再采用移動(dòng)平均法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑，最后利用一階導(dǎo)數(shù)為零的數(shù)學(xué)分析原理，得到數(shù)據(jù)曲線拐點(diǎn)；通過比較拐點(diǎn)數(shù)據(jù)得到拐點(diǎn)數(shù)據(jù)絕對(duì)值的最大值點(diǎn)即為諧振點(diǎn)，微處理器記憶并儲(chǔ)存此諧振點(diǎn)參數(shù)，并在此諧振點(diǎn)駐點(diǎn)工作。應(yīng)用時(shí)，所述寬頻快步頻率掃描用于超聲波設(shè)備第一次使用或超聲波配置有重大改變時(shí)使用；所述窄頻精準(zhǔn)頻率掃描在超聲波設(shè)備每次開機(jī)啟動(dòng)時(shí)使用。 優(yōu)選的，本發(fā)明所述的數(shù)字化全智能超聲波發(fā)生器自動(dòng)對(duì)頻方法，還包括駐點(diǎn)工作時(shí)全范圍跟蹤諧振頻率的步驟，其實(shí)現(xiàn)方式為
在同一諧振點(diǎn)工作時(shí)，每隔固定時(shí)間間隔對(duì)諧振回路的電流數(shù)據(jù)進(jìn)行一輪采樣；每輪采樣中，均多次采樣諧振回路的電流數(shù)據(jù)，并對(duì)采樣到的電流數(shù)據(jù)利用數(shù)學(xué)分析方法去除異樣點(diǎn)，再采用四項(xiàng)移動(dòng)平均法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑，作為該頻點(diǎn)的諧振回路電流采樣值儲(chǔ)存；然后將當(dāng)前諧振回路電流采樣值與前次諧振回路電流采樣值進(jìn)行比較，如果當(dāng)前諧振回路電流采樣值變大，則控制下一工作頻率點(diǎn)與上一次頻率變化方向一致；如果當(dāng)前諧振回路電流采樣值變小，則控制下一工作頻率點(diǎn)與上一次頻率變化方向相反；如果當(dāng)前諧振回路電流采樣值無變化，則按原諧振點(diǎn)頻率繼續(xù)駐點(diǎn)工作。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于(I)采用微處理器實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化控制，可自動(dòng)掃描設(shè)備工作諧振頻率找到最佳諧振頻率駐點(diǎn)工作，并全范圍跟蹤諧振頻率工作，大大提高了超聲波發(fā)生器的工作效率，降低了單位產(chǎn)量的能耗。(2)所述超聲波發(fā)生器設(shè)置有完備的保護(hù)體制，對(duì)過壓、過溫等等情況進(jìn)行監(jiān)測，危險(xiǎn)情況下可直接切斷超聲波輸出模塊工作，保護(hù)功率器件。(3)所述超聲波發(fā)生器內(nèi)各功能模塊均智能化，預(yù)留通信接口、PLC信號(hào)接口等，可方便的與其他外圍自動(dòng)化設(shè)備聯(lián)機(jī)工作；可實(shí)時(shí)采樣輸出電流變換，自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出功率，保持輸出功率基本恒定；(4)設(shè)置帶有“死區(qū)時(shí)間”的驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生電路，可有效避免功率模塊器件自激損壞，提高超聲波發(fā)生器的工作可靠性和穩(wěn)定性。(5)所述方法可有效避免諧振頻率點(diǎn)漂移，提高超聲波發(fā)生器的諧振效率。


圖I是本發(fā)明的電路原理示意框 圖2是本發(fā)明所述控制模塊原理組成示意框 圖3是本發(fā)明所述頻率自動(dòng)跟蹤實(shí)現(xiàn)流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。如圖I所示，本實(shí)施例所揭示的數(shù)字化全智能超聲波發(fā)生器，包括依次連接的電源整流濾波模塊、超聲波輸出模塊及換能器，還包括控制模塊和超聲波源頻率產(chǎn)生模塊、超聲波功率器件控制模塊、功率器件保護(hù)模塊；所述控制模塊控制超聲波源頻率產(chǎn)生模塊產(chǎn)生超聲波原頻率信號(hào)，該原頻率信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)信號(hào)死區(qū)時(shí)間發(fā)生模塊處理后輸出給超聲波功率器件控制模塊，再由超聲波功率器件控制模塊輸出給超聲波輸出模塊。功率器件保護(hù)模塊包括過流保護(hù)直流偏置電路、過壓保護(hù)電路、過溫保護(hù)電路、漏電/短路保護(hù)電路；這些保護(hù)電路均與與超聲波輸出模塊直接連接，對(duì)過壓、過溫等等情況進(jìn)行監(jiān)測，危險(xiǎn)情況下可直接切斷超聲波輸出模塊工作，保護(hù)功率器件。同時(shí)這些保護(hù)電路也將檢測到的故障信息和保護(hù)信息傳輸給控制模塊，以便控制模塊做出相應(yīng)的控制操作。如圖2所示，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)死區(qū)時(shí)間發(fā)生模塊包括專用雙端脈沖調(diào)制芯片TL494，其內(nèi)部集成誤差放大器、脈寬比較器、基準(zhǔn)電壓源及輸出電路，控制模塊的控制信號(hào)一路由CT端送至死區(qū)時(shí)間比較器I的輸入端，另一路與CT端信號(hào)互補(bǔ)的信號(hào)由FB端送至死區(qū)時(shí)間比較器2的輸入端；死區(qū)時(shí)間比較器具有120mV的輸入補(bǔ)償電壓，它可限制最小輸出死區(qū)時(shí)間約等于鋸齒波周期的4%，當(dāng)死區(qū)時(shí)間比較器輸出端接地，最大輸出占空比為96%，而 輸出端接參考電平時(shí)，占空比為48%。當(dāng)把死區(qū)時(shí)間控制輸入端T接上固定的電壓(范圍在0—3. 3V之間)即能在輸出脈沖上產(chǎn)生附加有死區(qū)時(shí)間的兩路驅(qū)動(dòng)信號(hào)El，E2，輸出給超聲波功率器件控制模塊。本發(fā)明特別設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)死區(qū)時(shí)間發(fā)生模塊，驅(qū)動(dòng)信號(hào)有了“死區(qū)時(shí)間”，可以有效防止超聲波功率器件控制模塊雙臂同時(shí)導(dǎo)通，造成超聲波功率器件控制模塊之間形成短路，損毀該模塊。其中，控制模塊為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)智能化控制的核心?？刂颇K包括微處理器及與微處理器連接的聯(lián)機(jī)通信電路、PLC外設(shè)信號(hào)接口電路、顯示電路和鍵盤電路等。聯(lián)機(jī)通信電路用于微處理器與其他設(shè)備通訊，進(jìn)行雙向通信，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。微處理器通過PLC外設(shè)信號(hào)接口可以實(shí)現(xiàn)超聲波輸出的智能化控制。本發(fā)明采用交流電源供電，交流電源接入后一路經(jīng)降壓整流供控制模塊及其它功能模塊使用，另外一路經(jīng)整流濾波模塊直接整流成高壓直流電，送到超聲波輸出模塊，供功率模塊器件斬波，輸出超聲波。本發(fā)明以微處理器為中心，微處理器以特定通訊協(xié)議控制以直接數(shù)字頻率合成器為基礎(chǔ)的頻率發(fā)生模塊，產(chǎn)生超聲波源頻率。超聲波源頻率經(jīng)過整形、放大后成為占空比為定值的脈沖方波信號(hào)。微處理器依據(jù)實(shí)時(shí)檢測到的反饋電流，進(jìn)行頻率自適應(yīng)變化。本發(fā)明具體的工作原理如下首先通過微處理器控制超聲波源頻率產(chǎn)生模塊輸出兩路互補(bǔ)的正弦波，該模塊中的集成運(yùn)放將此正弦波整形成為占空比為定值的方波，然后由集成運(yùn)放線路和比較器組成的電路把此方波整形為占空比可以通過數(shù)字電位器自動(dòng)調(diào)節(jié)的方波。此方波做為后續(xù)功率器件控制模塊的驅(qū)動(dòng)信號(hào)是帶有“死區(qū)時(shí)間”的，能有效避免功率模塊器件自激損壞。實(shí)時(shí)反饋檢測電路包括電流互感器、集成運(yùn)放、模數(shù)轉(zhuǎn)換等，這些器件共同組成閉環(huán)負(fù)反饋回路，用于采集超聲波工作電流狀態(tài)數(shù)據(jù)，微處理依據(jù)此電流狀態(tài)值與自動(dòng)掃描和自動(dòng)跟蹤得來的超聲波工作頻率數(shù)據(jù)，得出下一時(shí)段超聲波頻率，并通過控制超聲波源頻率產(chǎn)生模塊輸出，更改諧振頻率。微處理器綜合分析采集到的超聲波輸出模塊的工作電流狀態(tài)數(shù)據(jù)和用戶設(shè)定值、設(shè)備安全工作值后通過數(shù)字電位器進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，改變后續(xù)超聲波輸出模塊的驅(qū)動(dòng)信號(hào)占空比，進(jìn)而控制輸出電壓(電流、功率)。微處理器還可以直觀地通過顯示模塊把實(shí)際工作電流顯示出來。微處理器通過聯(lián)機(jī)接口接收聯(lián)機(jī)通信信號(hào)，通過鎖相環(huán)(Phase Lock Loop)數(shù)學(xué)原理，計(jì)算進(jìn)行超聲波諧振相位，并通過控制超聲波源頻率產(chǎn)生模塊輸出，可以使多臺(tái)超聲波設(shè)備相位基本一致，同步輸出，以達(dá)到最佳諧振效果。用戶可以通過微處理器設(shè)定送出的超聲波的時(shí)間長短，并直觀地通過顯示模塊把設(shè)定工作時(shí)間和剩余工作時(shí)間顯示出來。超聲波功率器件控制模塊是本發(fā)明完成超聲波輸出的核心載流器件，也是超聲波回路中最脆弱的一環(huán)，本發(fā)明采取了過流保護(hù)、過壓保護(hù)、過溫保護(hù)、短路保護(hù)等保護(hù)措施夕卜，提高超聲波設(shè)備的工作穩(wěn)定性和可靠性。避開虛假的諧振點(diǎn)，快速找到設(shè)備真正的諧振點(diǎn)是所述超聲波發(fā)生器工作的關(guān)鍵。為此本發(fā)明采取了寬頻快速頻率掃描與窄頻精準(zhǔn)頻率掃描相結(jié)合的方式。寬頻快步頻率掃描用于超聲波設(shè)備第一次使用或超聲波配置有重大改變時(shí)使用，頻率掃描速度快。在可以預(yù)期的系統(tǒng)允許的工作最大工作頻率范圍內(nèi)，以特定的頻率掃描步長(如2Hz)進(jìn)行掃頻，并收集諧振回路電流數(shù)據(jù)，利用數(shù)學(xué)分析方法去除異樣點(diǎn)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行移動(dòng)平均進(jìn)行平 滑，利用一階導(dǎo)數(shù)為零的數(shù)學(xué)分析原理，得到數(shù)據(jù)曲線拐點(diǎn)，再通過比較拐點(diǎn)數(shù)據(jù)絕對(duì)值最大值點(diǎn)，即為諧振點(diǎn)，微處理器記憶并儲(chǔ)存此諧振點(diǎn)參數(shù)。移動(dòng)平均法是可以平滑時(shí)間序列數(shù)據(jù)，根據(jù)時(shí)間序列數(shù)據(jù)、逐項(xiàng)推移，依次計(jì)算包含四項(xiàng)數(shù)的序時(shí)平均值。當(dāng)時(shí)間序列的采樣數(shù)據(jù)由于受隨機(jī)波動(dòng)的影響，起伏較大，不易顯示出事件的發(fā)展趨勢時(shí)，用移動(dòng)平均法可以消除這些因素的影響，顯示出采樣數(shù)據(jù)的變化方向與趨勢，然后依趨勢線分析預(yù)測序列的長期趨勢，最后得出的值。窄頻精準(zhǔn)頻率掃描用于超聲波設(shè)備每次開機(jī)啟動(dòng)，頻率掃描時(shí)間短。窄頻精準(zhǔn)頻率掃描是基于寬頻快速頻率掃描得到諧振點(diǎn)參數(shù)，依次諧振點(diǎn)參數(shù)為基準(zhǔn)，可以在在可以預(yù)期的系統(tǒng)工作時(shí)最大頻率漂移的范圍內(nèi)，以特定的頻率跟蹤步長(如0. 5Hz)進(jìn)行掃頻，并收集數(shù)據(jù)，依據(jù)寬頻快速頻率掃描同樣的數(shù)學(xué)分析原理可以找到精準(zhǔn)諧振頻率點(diǎn)。本發(fā)明所述全范圍跟蹤諧振頻率的實(shí)現(xiàn)方式，如圖3所示，首先，在同一工作頻率點(diǎn)多次采樣諧振回路的電流數(shù)據(jù)，利用數(shù)學(xué)分析方法去除異樣點(diǎn)，對(duì)數(shù)據(jù)采用移動(dòng)平均法進(jìn)行平滑，再算平均值，作為該頻點(diǎn)的諧振回路電流采樣值儲(chǔ)存。然后對(duì)當(dāng)前諧振回路電流采樣值與先前諧振回路電流采樣值進(jìn)行分析比較，如果當(dāng)前諧振回路電流采樣值變大，則控制下一工作頻率點(diǎn)與上一次頻率變化方向一致，如果當(dāng)前諧振回路電流采樣值變小，則控制下一工作頻率點(diǎn)與上一次頻率變化方向相反，如果當(dāng)前諧振回路電流采樣值不變，則頻率繼續(xù)駐點(diǎn)工作。超聲波設(shè)備的諧振頻率點(diǎn)受外界條件影響是漂移不定的，本發(fā)明采用全范圍跟蹤頻率方式可有效提聞超聲波設(shè)備的諧振效率。本發(fā)明未具體介紹的功能模塊，均可采用現(xiàn)有成熟功能模塊或者是本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)功能模塊描述可實(shí)現(xiàn)的，在此不再贅述。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制，但凡采用等同替換或等效變換的形式所獲得的技術(shù)方案，均應(yīng)落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.數(shù)字化全智能超聲波發(fā)生器，包括依次連接的電源整流濾波模塊、超聲波輸出模塊及換能器，還包括控制模塊和超聲波源頻率產(chǎn)生模塊、超聲波功率器件控制模塊；其特征在于， 所述控制模塊控制超聲波源頻率產(chǎn)生模塊產(chǎn)生超聲波原頻率信號(hào)，該原頻率信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)信號(hào)死區(qū)時(shí)間發(fā)生模塊處理后輸出給超聲波功率器件控制模塊，再由超聲波功率器件控制模塊輸出給超聲波輸出模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)字化全智能超聲波發(fā)生器，其特征在于，所述控制模塊包括微處理器及與微處理器連接的聯(lián)機(jī)通信電路和PLC外設(shè)信號(hào)接口電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字化全智能超聲波發(fā)生器，其特征在于，所述控制模塊還包括與微處理器連接的顯示電路和鍵盤電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)字化全智能超聲波發(fā)生器，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)死 區(qū)時(shí)間發(fā)生模塊包括專用雙端脈沖調(diào)制器件，其內(nèi)部集成誤差放大器、脈寬比較器、基準(zhǔn)電壓源及輸出電路，專用雙端脈沖調(diào)制器件CT端和FB端接超聲波源頻率產(chǎn)生模塊，死區(qū)時(shí)間控制輸入端CONT接上固定電壓即在輸出脈沖上產(chǎn)生附加死區(qū)時(shí)間的兩路驅(qū)動(dòng)信號(hào)E1、E2輸出給超聲波功率器件控制模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的數(shù)字化全智能超聲波發(fā)生器，其特征在于進(jìn)一步包括功率器件保護(hù)模塊，所述功率器件保護(hù)模塊包括過流保護(hù)直流偏置電路、過壓保護(hù)電路、過溫保護(hù)電路、漏電/短路保護(hù)電路；所述功率器件保護(hù)模塊與超聲波輸出模塊連接，同時(shí)與控制模塊連接將故障保護(hù)信息傳輸給控制模塊。
6.數(shù)字化全智能超聲波發(fā)生器自動(dòng)對(duì)頻方法，包括寬頻快速頻率掃描的步驟及窄頻精準(zhǔn)頻率掃描的步驟； 所述寬頻快速頻率掃描方式如下 在可以預(yù)期的系統(tǒng)允許的工作最大工作頻率范圍內(nèi)，以特定的頻率掃描步長進(jìn)行掃頻，并采樣諧振回路電流數(shù)據(jù)； 對(duì)采樣到的電流數(shù)據(jù)利用數(shù)學(xué)分析方法去除異樣點(diǎn)，再采用移動(dòng)平均法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑，最后利用一階導(dǎo)數(shù)為零的數(shù)學(xué)分析原理，得到數(shù)據(jù)曲線拐點(diǎn)； 通過比較拐點(diǎn)數(shù)據(jù)得到拐點(diǎn)數(shù)據(jù)絕對(duì)值的最大值點(diǎn)即為諧振點(diǎn)，微處理器記憶并儲(chǔ)存此諧振點(diǎn)參數(shù)； 所述窄頻精準(zhǔn)頻率掃描的方式如下以寬頻快速頻率掃描得到的諧振點(diǎn)為基準(zhǔn)參數(shù)，在可以預(yù)期的系統(tǒng)工作時(shí)的最大頻率漂移范圍內(nèi)，以特定的頻率跟蹤步長進(jìn)行掃頻，并采樣諧振回路電流數(shù)據(jù)； 對(duì)采樣到的電流數(shù)據(jù)利用數(shù)學(xué)分析方法去除異樣點(diǎn)，再采用移動(dòng)平均法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑，最后利用一階導(dǎo)數(shù)為零的數(shù)學(xué)分析原理，得到數(shù)據(jù)曲線拐點(diǎn)； 通過比較拐點(diǎn)數(shù)據(jù)得到拐點(diǎn)數(shù)據(jù)絕對(duì)值的最大值點(diǎn)即為諧振點(diǎn)，微處理器記憶并儲(chǔ)存此諧振點(diǎn)參數(shù)，并在此諧振點(diǎn)駐點(diǎn)工作。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的數(shù)字化全智能超聲波發(fā)生器自動(dòng)對(duì)頻方法，其特征在于所述寬頻快步頻率掃描用于超聲波設(shè)備第一次使用或超聲波配置有重大改變時(shí)使用；所述窄頻精準(zhǔn)頻率掃描在超聲波設(shè)備每次開機(jī)啟動(dòng)時(shí)使用。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)字化全智能超聲波發(fā)生器自動(dòng)對(duì)頻方法，其特征在于還包括駐點(diǎn)工作時(shí)全范圍跟蹤諧振頻率的步驟其實(shí)現(xiàn)方式為 在同一諧振點(diǎn)工作時(shí)，每隔固定時(shí)間間隔對(duì)諧振回路的電流數(shù)據(jù)進(jìn)行一輪采樣； 每輪采樣中，均多次采樣諧振回路的電流數(shù)據(jù)，并對(duì)采樣到的電流數(shù)據(jù)利用數(shù)學(xué)分析方法去除異樣點(diǎn)，再采用四項(xiàng)移動(dòng)平均法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑，作為該頻點(diǎn)的諧振回路電流采樣值儲(chǔ)存； 然后將當(dāng)前諧振回路電流采樣值與前次諧振回路電流采樣值進(jìn)行比較，如果當(dāng)前諧振回路電流采樣值變大，則控制下一工作頻率點(diǎn)與上一次頻率變化方向一致；如果當(dāng)前諧振回路電流采樣值變小，則控制下一工作頻率點(diǎn)與上一次頻率變化方向相反；如果當(dāng)前諧振 回路電流采樣值無變化，則按原諧振點(diǎn)頻率繼續(xù)駐點(diǎn)工作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種數(shù)字化全智能超聲波發(fā)生器及其自動(dòng)對(duì)頻方法。所述超聲波發(fā)生器包括電源整流濾波模塊、超聲波輸出模塊等、控制模塊和超聲波源頻率產(chǎn)生模塊、超聲波功率器件控制模塊；所述控制模塊控制超聲波源頻率產(chǎn)生模塊產(chǎn)生超聲波原頻率信號(hào)，該原頻率信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)信號(hào)死區(qū)時(shí)間發(fā)生模塊處理后輸出給超聲波功率器件控制模塊，再由超聲波功率器件控制模塊輸出給超聲波輸出模塊。所述方法包括寬頻快速頻率掃描的步驟、窄頻精準(zhǔn)頻率跟蹤的步驟及駐點(diǎn)工作時(shí)全范圍跟蹤諧振頻率的步驟。本發(fā)明頻率的精準(zhǔn)性大大提高了超聲波發(fā)生器的工作效率；可有效避免功率模塊器件自激損壞；所述方法可有效避免諧振頻率點(diǎn)漂移，提高超聲波發(fā)生器的諧振效率。
文檔編號(hào)H03B28/00GK102969977SQ20121043956
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月7日
發(fā)明者吳彪, 歐陽春柏 申請(qǐng)人:吳彪