專利名稱：三頻超聲波發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種超聲波發(fā)生器，尤其涉及一種三頻超聲波發(fā)生器。
背景技術(shù)：
超聲波發(fā)生器是超聲設(shè)備的關(guān)鍵部件之一，其作用是驅(qū)動(dòng)超聲波換能器產(chǎn)生超聲振動(dòng)，其重要的應(yīng)用之一就是醫(yī)療超聲波清洗。目前現(xiàn)有的超聲波發(fā)生器可以實(shí)現(xiàn)雙頻或者三頻，但是超聲波頻率較低，比較常用的頻率為20KHZ、25KHZ、28KHZ、33KHZ、40KHZ、60KHz, IOOKHz或者以上頻率尚未大量使用。但是要實(shí)現(xiàn)醫(yī)療的精密清洗，需要能實(shí)現(xiàn)高頻率的超聲波發(fā)生器。目前現(xiàn)有的三頻超聲波發(fā)生器采用的超聲波是自激式型號(hào)發(fā)生器，如圖I所示，信號(hào)取自超聲波換能器的固有頻率，信號(hào)通過放大后直接驅(qū)動(dòng)超聲波換能器產(chǎn)生超聲波，不能完全實(shí)現(xiàn)超聲波發(fā)生器和超聲波換能器的良好匹配，使得現(xiàn)有的三頻超聲波發(fā)生器的 輸出功率小、效率低，穩(wěn)定性能不夠好。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型克服上述缺點(diǎn)，采用它激式控制電路技術(shù)，可工作在40ΚΗζ、80ΚΗζ、120ΚΗζ，實(shí)現(xiàn)了超聲波發(fā)生器在上述三種頻率之間的任意切換，匹配器也可以使得超聲波換能器有實(shí)時(shí)的良好的匹配，提高了工作穩(wěn)定性和超聲波發(fā)生器的效率，使其輸出功率達(dá)到最大，使得超聲波發(fā)生器可以實(shí)現(xiàn)更精密的清洗能力。為達(dá)此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案一種三頻超聲波發(fā)生器，包括信號(hào)發(fā)生部、信號(hào)驅(qū)動(dòng)部、高頻變壓器、三頻匹配器、三頻變換控制部及輸入顯示部；所述信號(hào)發(fā)生部、所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)部、所述高頻變壓器和所述三頻匹配器依次連接，所述三頻變換控制部分別與所述輸入顯示部、所述信號(hào)發(fā)生部和所述三頻匹配器連接；所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)部驅(qū)動(dòng)所述信號(hào)發(fā)生部產(chǎn)生的超聲波信號(hào)，通過所述高頻變壓器后產(chǎn)生高頻交流電信號(hào)并輸出至所述三頻匹配器；所述輸入顯示部設(shè)置超聲波信號(hào)工作頻率，通過所述三頻變換控制部的控制，所述信號(hào)發(fā)生部產(chǎn)生相應(yīng)頻率的超聲波信號(hào)，并且通過所述三頻變換控制部控制所述三頻匹配器的切換，實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，驅(qū)動(dòng)超聲波換能器；進(jìn)一步的，所述三頻超聲波發(fā)生器，還包括過載保護(hù)部和輸出信號(hào)取樣部；所述輸出信號(hào)取樣部分別與所述過載保護(hù)部、所述輸入顯示部、所述信號(hào)發(fā)生部和所述高頻變壓器連接；所述高頻變壓器變壓后產(chǎn)生的高頻交流電信號(hào)反饋至所述輸出信號(hào)取樣部，如果所述輸出信號(hào)取樣部接收到的信號(hào)電流過大，則所述過載保護(hù)部對(duì)所述輸出信號(hào)取樣部進(jìn)行限流，同時(shí)所述輸出信號(hào)取樣部向所述信號(hào)發(fā)生部發(fā)送停止信號(hào)，所述信號(hào)發(fā)生部接收到所述停止信號(hào)后停止產(chǎn)生超聲波信號(hào)；如果所述輸出信號(hào)取樣部接收到的信號(hào)電流在正常范圍，則所述輸出信號(hào)取樣部將信號(hào)輸出至所述輸入顯示部顯示；進(jìn)一步的，所述信號(hào)發(fā)生部可以產(chǎn)生三種工作頻率的超聲波信號(hào)，分別為40ΚΗΖ、80KHz 和 120KHz ；進(jìn)一步的，所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)部由兩個(gè)或者四個(gè)N型MOS管組成；進(jìn)一步的，所述高頻變壓器具有一電流互感器，所述電流互感器設(shè)置第一線圈和第二線圈；所述第一線圈一端接地，另一端反饋至所述輸出信號(hào)取樣部；所述第二線圈一端接地，另一端與所述三頻匹配器連接；進(jìn)一步的，所述輸入顯示部，包括輸入部，設(shè)置超聲波信號(hào)工作頻率；顯示屏，可設(shè)置超聲波信號(hào)工作頻率并通過所述輸入部將信號(hào)發(fā)送至所述三頻變換控制部，還可顯示所述輸出信號(hào)取樣部的信號(hào)頻率，監(jiān)控三頻超聲發(fā)生器工作狀況；進(jìn)一步的，所述三頻匹配器，包括控制開關(guān)，與所述三頻變換控制部連接，通過所述控制開關(guān)的閉合，實(shí)現(xiàn)三種不同通路的選擇；匹配電感，與所述高頻變壓器的所述線圈二連接，與所述控制開關(guān)連接，通過所述控制開關(guān)的選擇，實(shí)現(xiàn)三種不同通路的阻抗匹配。·本實(shí)用新型通過采用它激式控制電路技術(shù)，可工作在40ΚΗΖ、80ΚΗζ、120ΚΗζ，實(shí)現(xiàn)了超聲波發(fā)生器在上述三種頻率之間的任意切換，匹配器也可以使得超聲波換能器有實(shí)時(shí)的良好的匹配，提高了工作穩(wěn)定性和超聲波發(fā)生器的效率，使其輸出功率達(dá)到最大，使得超聲波發(fā)生器可以實(shí)現(xiàn)更潔凈和精密的清洗能力。

圖I為現(xiàn)有超聲波發(fā)生器的原理圖；圖2為本實(shí)用新型具體實(shí)施例的三頻超聲波發(fā)生器的原理框圖；圖3為本實(shí)用新型具體實(shí)施例的三頻超聲波發(fā)生器的信號(hào)驅(qū)動(dòng)部、高頻變壓器和三頻匹配器的電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施方式
來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。如圖2所示，為本實(shí)用新型具體實(shí)施例的三頻超聲波發(fā)生器的原理框圖，包括信號(hào)發(fā)生部I、信號(hào)驅(qū)動(dòng)部2、高頻變壓器3、三頻匹配器4、三頻變換控制部7及輸入顯示部8。所述信號(hào)發(fā)生部I、所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)部2、所述高頻變壓器3和所述三頻匹配器4依次連接，所述三頻變換控制部7分別與所述輸入顯示部8、所述信號(hào)發(fā)生部I和所述三頻匹配器4連接；所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)部2驅(qū)動(dòng)所述信號(hào)發(fā)生部I產(chǎn)生的超聲波信號(hào)，通過所述高頻變壓器3后產(chǎn)生高頻交流電信號(hào)并輸出至所述三頻匹配器4 ;所述輸入顯示部8設(shè)置超聲波信號(hào)工作頻率，通過所述三頻變換控制部7的控制，所述信號(hào)發(fā)生部I產(chǎn)生相應(yīng)頻率的超聲波信號(hào)，并且通過控制所述三頻匹配器4的切換，實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，驅(qū)動(dòng)超聲波換能器。此外，本具體實(shí)施例中的三頻超聲波發(fā)生器還包括過載保護(hù)部5和輸出信號(hào)取樣部6。所述輸出信號(hào)取樣部6分別與所述過載保護(hù)部5、所述顯示部8、所述信號(hào)發(fā)生部I和所述高頻變壓器3連接；所述高頻變壓器3變壓后產(chǎn)生的高頻交流電信號(hào)反饋至所述輸出信號(hào)取樣部6，如果所述輸出信號(hào)取樣部6接收到的信號(hào)電流過大，則所述過載保護(hù)部5對(duì)所述輸出信號(hào)取樣部6進(jìn)行限流，同時(shí)所述輸出信號(hào)取樣部6向所述信號(hào)發(fā)生部I發(fā)送停止信號(hào)，所述信號(hào)發(fā)生部I接收到所述停止信號(hào)后停止產(chǎn)生超聲波信號(hào)，如果所述輸出信號(hào)取樣部6接收到的信號(hào)電流在正常范圍，則將信號(hào)輸出至所述顯示部8顯示。在本具體實(shí)施例中，所述輸入顯示部8由顯示屏81和輸入部82組成，作為優(yōu)選，所述顯示屏81為觸摸式顯示屏，可以顯示三頻超聲波發(fā)生器的工作頻率，也可以顯示工作電流和工作電壓，監(jiān)控三頻超聲波發(fā)生器的工作狀態(tài)；輸入部82，可以通過所述觸摸式顯示屏81設(shè)置工作周期，即設(shè)置超聲波信號(hào)的工作頻率。圖3為本實(shí)用新型具體實(shí)施例的三頻超聲波發(fā)生器的信號(hào)驅(qū)動(dòng)部、高頻變壓器和三頻匹配器的電路圖，其中INl為所述信號(hào)發(fā)生部I產(chǎn)生的固定頻率的超聲波信號(hào)，所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)部2為半橋式電路，包括2個(gè)N型MOS管Ql和Q2 (Q3和Q4)，對(duì)超聲波信號(hào)INl進(jìn)行開關(guān)控制，Ql和Q2 (Q3和Q4)根據(jù)超聲波信號(hào)INl的波形工作在開或者關(guān)的狀態(tài)。所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)部2的信號(hào)輸出到所述高頻變壓器3的所述電流互感器Tl，所述電流互感器Tl設(shè)置線圈LI和L2 ;所述線圈LI 一端接地，另一端信號(hào)OUT反饋至所述輸出信 號(hào)取樣部6，所述線圈LI為所述輸出信號(hào)取樣部6提供頻率和電流信息，并且通過所述顯示部8顯示；所述線圈L2 —端接地，另一端與所述三頻匹配器4連接。所述三頻匹配器4包括控制開關(guān)電路K1-K3，每個(gè)控制開關(guān)電路又由繼電器和開關(guān)組成，所述控制開關(guān)電路K1-K3與所述三頻變換控制部7連接，IN2為所述三頻控制部7產(chǎn)生的控制信號(hào)，通過對(duì)所述控制開關(guān)電路的控制，實(shí)現(xiàn)不同通路的選擇；匹配電感，包括第一匹配電感(I)、第二匹配電感(12)、第三匹配電感(123)，所述第一匹配電感的一端與所述高頻變壓器3的所述線圈L2的一端連接，通過所述控制開關(guān)電路的選擇，實(shí)現(xiàn)不同通路的阻抗匹配。當(dāng)三頻超聲波發(fā)生器的工作頻率為40KHz時(shí)，如圖2、3所示，通過所述顯示部8的所述觸摸式顯示屏81設(shè)置超聲波的工作頻率為40KHz，則所述顯示部8的所述輸入部82將40KHz的超聲波信號(hào)發(fā)送至所述三頻變換控制部7，在這里所述三頻控制部7可以理解為一單片機(jī)，通過單片機(jī)I/O接口與所述信號(hào)發(fā)生部I和所述三頻匹配器4連接。所述信號(hào)發(fā)生器I由它激式PWM(Pulse Width Modulation，脈沖寬帶調(diào)制)控制芯片和電阻、電容組成的充放電回路組成(圖中未示出)。當(dāng)工作頻率設(shè)置為40KHz時(shí)，所述三頻控制部7會(huì)根據(jù)設(shè)置的工作周期，控制所述信號(hào)發(fā)生器I的內(nèi)部阻抗，選擇合適的通路，使得所述信號(hào)發(fā)生部I產(chǎn)生頻率為40KHz的超聲波信號(hào)。當(dāng)工作頻率設(shè)置為40KHz時(shí)，所述三頻控制部7會(huì)根據(jù)設(shè)置的工作周期，控制所述三頻匹配器4，使得所述三頻匹配器4和所述信號(hào)發(fā)生器I同步工作，具體的，當(dāng)工作頻率設(shè)置為40KHz時(shí)，所述三頻匹配器4中的控制開關(guān)Kl導(dǎo)通，相對(duì)應(yīng)的匹配電感為所述第三匹配電感(123)，則完成了超聲波信號(hào)的匹配，可以驅(qū)動(dòng)換能器9，使得超聲波換能器9有實(shí)時(shí)良好的匹配，提高了超聲波發(fā)生器的效率，使其輸出功率達(dá)到最大。當(dāng)工作頻率從40KHz切換到80KHz時(shí)，所述三頻控制部7會(huì)根據(jù)設(shè)置的工作周期，控制所述信號(hào)發(fā)生器I的內(nèi)部阻抗，選擇合適的通路，使得所述信號(hào)發(fā)生部I產(chǎn)生頻率為80KHz的超聲波信號(hào)。所述電流計(jì)算和三頻控制部7會(huì)根據(jù)設(shè)置的工作周期，控制所述信號(hào)發(fā)生器I的阻抗，選擇合適的通路，使得所述信號(hào)發(fā)生部I產(chǎn)生頻率為SOKHz的超聲波信號(hào)。所述三頻控制部7會(huì)根據(jù)設(shè)置的工作周期，控制所述三頻匹配器4，使得所述三頻匹配器4和所述信號(hào)發(fā)生器I同步工作，具體的，當(dāng)工作頻率切換到SOKHz時(shí)，所述三頻匹配器4中的控制開關(guān)K2導(dǎo)通，相對(duì)應(yīng)的匹配電感為所述第二匹配電感(12)，則完成了超聲波信號(hào)的匹配，可以高效率的驅(qū)動(dòng)換能器9。當(dāng)工作頻率切換到120ΚΗΖ時(shí)，所述三頻控制部7會(huì)根據(jù)設(shè)置的工作周期，控制所述信號(hào)發(fā)生器I的內(nèi)部阻抗，選擇合適的通路，使得所述信號(hào)發(fā)生部I產(chǎn)生頻率為120ΚΗΖ的超聲波信號(hào)。所述電流計(jì)算和三頻控制部7會(huì)根據(jù)設(shè)置的工作周期，控制所述信號(hào)發(fā)生器I的阻抗，選擇合適的通路，使得所述信號(hào)發(fā)生部I產(chǎn)生頻率為120ΚΗΖ的超聲波信號(hào)。所述電流計(jì)算和三頻控制部7會(huì)根據(jù)設(shè)置的工作周期，控制所述三頻匹配器4，使得所述三頻匹配器4和所述信號(hào)發(fā)生器I同步工作，具體的，當(dāng)工作頻率切換到120ΚΗΖ時(shí)，所述三頻匹配器4中的控制開關(guān)Κ3導(dǎo)通，相對(duì)應(yīng)的匹配電感為所述第一匹配電感(I)，則完成了超聲波信號(hào)的匹配，可以高效率的驅(qū)動(dòng)換能器9。本實(shí)用新型通過采用它激式控制電路技術(shù)，可工作在40ΚΗΖ、80ΚΗζ、120ΚΗζ，實(shí)現(xiàn)了超聲波發(fā)生器在上述三種頻率之間的任意切換，匹配器也可以使得超聲波換能器有實(shí)時(shí)的良好的匹配，提高了工作穩(wěn)定性和超聲波發(fā)生器的效率，使其輸出功率達(dá)到最大，使得超 聲波發(fā)生器可以實(shí)現(xiàn)更潔凈和精密的清洗能力。以上僅是針對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例及其技術(shù)原理所做的說明，而并非對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容所進(jìn)行的限制，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型所公開的技術(shù)范圍內(nèi)，所容易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種三頻超聲波發(fā)生器，其特征在于，包括 信號(hào)發(fā)生部、信號(hào)驅(qū)動(dòng)部、高頻變壓器、三頻匹配器、三頻變換控制部及輸入顯示部； 所述信號(hào)發(fā)生部、所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)部、所述高頻變壓器和所述三頻匹配器依次連接，所述三頻變換控制部分別與所述輸入顯示部、所述信號(hào)發(fā)生部和所述三頻匹配器連接； 所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)部驅(qū)動(dòng)所述信號(hào)發(fā)生部產(chǎn)生的超聲波信號(hào)，通過所述高頻變壓器后產(chǎn)生高頻交流電信號(hào)并輸出至所述三頻匹配器；所述輸入顯示部設(shè)置超聲波信號(hào)工作頻率，通過所述三頻變換控制部的控制，所述信號(hào)發(fā)生部產(chǎn)生相應(yīng)頻率的超聲波信號(hào)，并且通過所述三頻變換控制部控制所述三頻匹配器的切換，實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，驅(qū)動(dòng)超聲波換能器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三頻超聲波發(fā)生器，其特征在于，還包括 過載保護(hù)部和輸出信號(hào)取樣部； 所述輸出信號(hào)取樣部分別與所述過載保護(hù)部、所述輸入顯示部、所述信號(hào)發(fā)生部和所述高頻變壓器連接；所述高頻變壓器隔離，變壓后產(chǎn)生的高頻交流電信號(hào)反饋至所述輸出信號(hào)取樣部，如果所述輸出信號(hào)取樣部接收到的信號(hào)電流過大，則所述過載保護(hù)部對(duì)所述輸出信號(hào)取樣部進(jìn)行限流，同時(shí)所述輸出信號(hào)取樣部向所述信號(hào)發(fā)生部發(fā)送停止信號(hào)，所述信號(hào)發(fā)生部接收到所述停止信號(hào)后停止產(chǎn)生超聲波信號(hào)；如果所述輸出信號(hào)取樣部接收到的信號(hào)電流在正常范圍，則所述信號(hào)取樣部將信號(hào)輸出至所述輸入顯示部顯示。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或者2所述的三頻超聲波發(fā)生器，其特征在于，所述信號(hào)發(fā)生部產(chǎn)生三種工作頻率的超聲波信號(hào)，分別為40KHz、80KHz和120KHz。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三頻超聲波發(fā)生器，其特征在于，所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)部由兩個(gè)或者四個(gè)N型MOS管組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三頻超聲波發(fā)生器，其特征在于，所述高頻變壓器具有一電流互感器，所述電流互感器設(shè)置第一線圈和第二線圈；所述第一線圈一端接地，另一端反饋至所述輸出信號(hào)取樣部；所述第二線圈一端接地，另一端與所述三頻匹配器連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三頻超聲波發(fā)生器，其特征在于，所述輸入顯示部，包括 輸入部，設(shè)置超聲波信號(hào)工作頻率； 顯示屏，設(shè)置超聲波信號(hào)工作頻率并通過所述輸入部將信號(hào)發(fā)送至所述三頻變換控制部，顯示所述輸出信號(hào)取樣部的信號(hào)頻率，監(jiān)控三頻超聲發(fā)生器工作狀況。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的三頻超聲波發(fā)生器，其特征在于，所述三頻匹配器，包括 控制開關(guān)，與所述三頻變換控制部連接，通過所述控制開關(guān)的閉合，實(shí)現(xiàn)三種不同通路的選擇； 匹配電感，與所述高頻變壓器的所述第二線圈連接，與所述控制開關(guān)連接，通過所述控制開關(guān)的選擇，實(shí)現(xiàn)三種不同通路的阻抗匹配。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種三頻超聲波發(fā)生器，包括信號(hào)發(fā)生部、信號(hào)驅(qū)動(dòng)部、高頻變壓器、三頻匹配器、三頻變換控制部及輸入顯示部；信號(hào)發(fā)生部、信號(hào)驅(qū)動(dòng)部、高頻變壓器和三頻匹配器依次連接，三頻變換控制部分別與輸入顯示部、信號(hào)發(fā)生部和三頻匹配器連接；信號(hào)驅(qū)動(dòng)部驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生部產(chǎn)生超聲波信號(hào)，通過高頻變壓器后產(chǎn)生高頻交流電信號(hào)并輸出至三頻匹配器；輸入顯示部設(shè)置超聲波信號(hào)工作頻率，通過三頻變換控制部控制，信號(hào)發(fā)生部產(chǎn)生相應(yīng)頻率的超聲波信號(hào)，并通過三頻變換控制部控制三頻匹配器的切換，實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，驅(qū)動(dòng)超聲波換能器；本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了超聲波發(fā)生器在三種頻率間切換，匹配良好，提高了工作穩(wěn)定性和效率，具有更精密的清洗能力。
文檔編號(hào)B06B1/02GK202700773SQ20122039373
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月9日
發(fā)明者周治任, 唐日凡 申請(qǐng)人:深圳市美雅潔技術(shù)股份有限公司