用于超聲裝置的通信設(shè)備,以及用于操作該超聲裝置的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分中所述的用于操作超聲裝置的方法。
[0002]本發(fā)明還涉及一種根據(jù)權(quán)利要求9的前序部分中所述的用于超聲裝置的通信設(shè)備以及一種根據(jù)權(quán)利要求15的前序部分中所述的超聲裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]此處所討論的超聲裝置規(guī)則地包括超聲產(chǎn)生器和具有與超聲產(chǎn)生器電操作性連接的超聲振蕩單元。超聲產(chǎn)生器提供射頻電激勵(lì)信號(hào)(RF激勵(lì)信號(hào)或RF信號(hào))，其用來(lái)激勵(lì)存在于超聲振蕩單元中的(超)聲變換器振蕩以便產(chǎn)生實(shí)際的超聲。
[0004]這里的問(wèn)題是，一般能夠容易做到將任何期望的超聲振蕩單元連接到超聲產(chǎn)生器，即使不意在將超聲振蕩器單元與相關(guān)的超聲產(chǎn)生器一起使用。尤其是，在該連接中，有可能在不正確的激勵(lì)頻率和/或在過(guò)高的功率操作超聲振蕩單元，在最糟糕的方案中這可以導(dǎo)致兩個(gè)組件(即超聲振蕩單元和超聲發(fā)生器)的損毀。如果功率太弱，超聲加工的結(jié)果將不會(huì)規(guī)則地具有想要的質(zhì)量。
[0005]DE 43 22 388 Al公開(kāi)了一種用于超聲粉碎機(jī)的安全振蕩建立的電路布置，其中針對(duì)具有耦合的焊頭的聲波變換器的安全振蕩建立，運(yùn)行穿過(guò)超聲產(chǎn)生器(RF產(chǎn)生器)的寬頻帶并且在該過(guò)程中監(jiān)控來(lái)自壓電陶瓷盤(pán)的反饋信號(hào)的幅度。如果振蕩建立需要的反饋幅度下沖，那么再次運(yùn)行穿過(guò)頻帶。這樣使得有可能補(bǔ)償焊頭的磨損和破裂，并且避免包含在RF產(chǎn)生器中的用于控制超聲變換器的功率輸出級(jí)的過(guò)載。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明基于規(guī)定一種方法和一種裝置的目標(biāo)，該方法和裝置可以特別地用于避免例如用于焊頭或發(fā)射器的超聲振蕩單元被不適合于此目的的超聲產(chǎn)生器操作，并且反之亦然。
[0007]本目標(biāo)借由一種具有權(quán)利要求1的特征的方法、一種具有權(quán)利要求9的特征的通信設(shè)備、以及一種具有權(quán)利要求15的特征的超聲裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。每個(gè)從屬權(quán)利要求涉及有益的發(fā)展，這些權(quán)利要求的措詞在此通過(guò)明確的參考結(jié)合到說(shuō)明書(shū)中以便避免重復(fù)的文字。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，一種用于操作超聲裝置的方法，該超聲裝置具有超聲產(chǎn)生器并且具有與超聲產(chǎn)生器電操作性連接的超聲振蕩單元，超聲產(chǎn)生器向包含在超聲振蕩單元中的超聲變換器供電并且激勵(lì)它產(chǎn)生超聲，其特征在于，超聲振蕩單元和超聲產(chǎn)生器經(jīng)由操作性數(shù)據(jù)和/或信號(hào)連接優(yōu)選數(shù)字地互相通信，超聲振蕩單元向超聲產(chǎn)生器發(fā)送識(shí)別數(shù)據(jù)，該識(shí)別數(shù)據(jù)使得超聲產(chǎn)生器能夠識(shí)別超聲振蕩單元。
[0009]一種根據(jù)本發(fā)明用于超聲裝置的通信設(shè)備，該超聲裝置具有超聲產(chǎn)生器并且具有與超聲產(chǎn)生器電操作性連接的超聲振蕩單元，超聲產(chǎn)生器被設(shè)計(jì)為向包含在超聲振蕩單元中的超聲變換器供電并且激勵(lì)它產(chǎn)生超聲，其特征在于，在超聲振蕩單元和超聲產(chǎn)生器之間形成操作性數(shù)據(jù)和/或信號(hào)通信連接，超聲振蕩單元被設(shè)計(jì)為優(yōu)選地以數(shù)字方式經(jīng)由操作性通信連接向超聲產(chǎn)生器發(fā)送識(shí)別數(shù)據(jù)和/或特性數(shù)據(jù)形式的數(shù)據(jù)，并且超聲產(chǎn)生器被設(shè)計(jì)為使用該數(shù)據(jù)識(shí)別超聲振蕩單元，優(yōu)選地還設(shè)計(jì)為確定超聲振蕩單元的物理特性或狀態(tài)，特別地設(shè)計(jì)為執(zhí)行如在前述方法權(quán)利要求的其中一項(xiàng)所述的方法。
[0010]一種根據(jù)本發(fā)明的超聲裝置，其具有超聲產(chǎn)生器并且具有與超聲產(chǎn)生器電操作性連接的超聲振蕩單元，其特征在于如在前述裝置權(quán)利要求中的其中一項(xiàng)所述的通信設(shè)備。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的方案因此提供用于在超聲產(chǎn)生器與超聲振蕩單元之間發(fā)生通信。該通信經(jīng)由所述操作數(shù)據(jù)和/或信號(hào)連接優(yōu)選數(shù)字地發(fā)生。在此情況下，超聲振蕩單元向超聲產(chǎn)生器發(fā)送唯一的識(shí)別數(shù)據(jù)，該識(shí)別數(shù)據(jù)可以包括例如序列號(hào)等，但不是將本發(fā)明限于此。所述識(shí)別數(shù)據(jù)使得超聲產(chǎn)生器能夠識(shí)別超聲單元。以此方式，超聲產(chǎn)生器可以特別地辨別所連接的超聲振蕩單元是否實(shí)際上適合與當(dāng)前產(chǎn)生器類(lèi)型一起操作。這樣使得能夠可靠地避免組件受到破壞或損毀，如根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)可能會(huì)發(fā)生的。
[0012]在根據(jù)本發(fā)明的方法的發(fā)展中，還可以向超聲產(chǎn)生器發(fā)送超聲振蕩單元的其它特性，例如共振頻率、額定功率、功率損耗等細(xì)節(jié)。還可以發(fā)送例如超聲振蕩單元的合計(jì)先前操作周期(聲音發(fā)射時(shí)間)的其它數(shù)據(jù)和/或用于確定超聲振蕩單元的最佳操作范圍的頻率掃描的開(kāi)始頻率和停止頻率的細(xì)節(jié)。甚至可以發(fā)送用于激勵(lì)信號(hào)的最佳調(diào)節(jié)的超聲振蕩單元的整體的依賴(lài)于頻率的阻抗輪廓。用于操作超聲裝置的相應(yīng)方法由申請(qǐng)人在已經(jīng)未決專(zhuān)利申請(qǐng)中描述，即DE 10 2012 215 993.2和DE 10 2012 215 994.0中，其被全文引用。
[0013]利用超聲振蕩單元的恰當(dāng)配置，特別是通過(guò)提供合適的傳感器，不僅有可能取回或者存儲(chǔ)永久存儲(chǔ)的識(shí)別數(shù)據(jù)或特性數(shù)據(jù)，而且還有可能例如通過(guò)測(cè)量物理特性和參數(shù)，特別是超聲振蕩單元的當(dāng)前溫度或在超聲振蕩單元上或內(nèi)部的濕度值，向超聲產(chǎn)生器發(fā)送動(dòng)態(tài)確定的關(guān)于超聲振蕩單元的特性數(shù)據(jù)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的方法的相應(yīng)發(fā)展因此還提供超聲振蕩單元向超聲產(chǎn)生器發(fā)送與超聲振蕩單元有關(guān)的特別預(yù)存的或動(dòng)態(tài)確定的特性數(shù)據(jù)、或借由傳感器確定的特性數(shù)據(jù)。該列舉是非窮舉的，所述特性數(shù)據(jù)可以包括下列特性的至少一個(gè):額定功率、功率損耗、共振頻率、序列號(hào)、生產(chǎn)日期、聲音發(fā)射時(shí)間、阻抗輪廓、用于確定操作范圍的開(kāi)始頻率和停止頻率、溫度、濕度等。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的方法的特別發(fā)展提供基于識(shí)別結(jié)果和/或特性數(shù)據(jù)來(lái)自動(dòng)選擇超聲產(chǎn)生器的操作狀態(tài)。這可以意味著，在已經(jīng)向超聲產(chǎn)生器發(fā)送所述特性數(shù)據(jù)之后，基于與超聲振蕩單元有關(guān)的特性數(shù)據(jù)適應(yīng)用于超聲振蕩單元的激勵(lì)信號(hào)。這可以意味著，例如，激勵(lì)頻率被設(shè)置為在針對(duì)開(kāi)始頻率和停止頻率而被發(fā)送的值之間的值，這些頻率可以與超聲振蕩單元的共振頻率(串聯(lián)共振和并聯(lián)共振)相一致。然而，極端情況也可以包括這樣的事實(shí)，如果超聲產(chǎn)生器從識(shí)別數(shù)據(jù)或特性數(shù)據(jù)得出所連接的超聲振蕩單元必須不與當(dāng)前產(chǎn)生器類(lèi)型一起使用，那么它不向超聲振蕩單元施加任何激勵(lì)信號(hào)。當(dāng)存儲(chǔ)在超聲振蕩單元中并且被發(fā)送給超聲產(chǎn)生器的聲音發(fā)射時(shí)間指示，相關(guān)超聲振蕩單元已經(jīng)具有過(guò)長(zhǎng)的操作周期并且因此是有缺陷的，那么相似的行為也是可能的。如果濕氣已經(jīng)滲透超聲振蕩單元，那么也可以接著發(fā)生相應(yīng)的過(guò)程，但不將本發(fā)明限于這些操作模式。
[0016]在根據(jù)本發(fā)明的方法的發(fā)展中，優(yōu)選地以雙向方式執(zhí)行通信，超聲產(chǎn)生器還向超聲振蕩單元發(fā)送數(shù)據(jù)。利用超聲振蕩單元的恰當(dāng)配置，所述數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在那里，為此目的超聲振蕩單元可以具有合適的存儲(chǔ)元件。這樣特別地使得有可能連續(xù)地更新所連接的超聲振蕩單元的聲音發(fā)射時(shí)間，這已經(jīng)在上文進(jìn)一步討論。此外，和超聲振蕩單元一起已經(jīng)操作的產(chǎn)生器或產(chǎn)生器類(lèi)型可以以此方式存儲(chǔ)在超聲振蕩單元中。
[0017]如果提供給出的超聲產(chǎn)生器僅與超聲產(chǎn)生器接受其識(shí)別數(shù)據(jù)的超聲振蕩單元一起工作，那么還有可能避免使用偽造和可能低質(zhì)量的超聲振蕩單元引起的結(jié)果的損壞或危害發(fā)生。
[0018]作為根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)特別有益的發(fā)展的一部分，經(jīng)由在超聲產(chǎn)生器與超聲振蕩單元之間的射頻供應(yīng)線(xiàn)執(zhí)行在超聲產(chǎn)生器與超聲振蕩單元之間的通信，不然用于超聲振蕩單元的射頻激勵(lì)信號(hào)則經(jīng)由該射頻供應(yīng)線(xiàn)被發(fā)送以用于產(chǎn)生超聲的目的。此配置是特別有益的，因?yàn)椴恍枰郊拥耐ㄐ胚B接或通信線(xiàn)路。在硬件方面，相應(yīng)方法基本上利用已經(jīng)存在的常規(guī)超聲裝置的組件來(lái)管理。
[0019]然而，本發(fā)明決不以任何方式限于上文所描述的配置。如果經(jīng)由附加通信線(xiàn)路執(zhí)行通信或經(jīng)由在超聲產(chǎn)生器和超聲振蕩單元之間的相應(yīng)無(wú)線(xiàn)通信連接無(wú)線(xiàn)地執(zhí)行，不必多言，這是在本發(fā)明的范圍內(nèi)的。
[0020]作為根據(jù)本發(fā)明的方法的另一發(fā)展，通信中涉及的超聲產(chǎn)生器和/或超聲振蕩單元的元件可以以無(wú)接觸方式、優(yōu)選地電容性和/或電感性、或電氣性耦合到射頻供應(yīng)線(xiàn)或耦合到在超聲產(chǎn)生器與超聲振蕩單元之間的單獨(dú)的無(wú)線(xiàn)或有線(xiàn)通信連接。
[0021]在根據(jù)本發(fā)明的方法的相應(yīng)發(fā)展中，針對(duì)實(shí)際通信有利地使用信號(hào)，該信號(hào)采用與用于超聲振蕩單元的激勵(lì)頻率不同的調(diào)制頻率被調(diào)制。所述調(diào)制頻率優(yōu)選地高于用于超聲振蕩單元的激勵(lì)頻率。這樣使得特別地能夠以簡(jiǎn)單方式實(shí)現(xiàn)通信中涉及的元件的電容性和/或電感性耦合(上文進(jìn)一步描述)。照此可以以這樣的方式電氣地設(shè)計(jì)這些元件，即它們基本上不響應(yīng)于用于超聲振蕩單元的RF激勵(lì)信號(hào)，而是它們對(duì)實(shí)際通信