专利名称：三频超声波发生器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种超声波发生器，尤其涉及一种三频超声波发生器。
背景技术：
超声波发生器是超声设备的关键部件之一，其作用是驱动超声波换能器产生超声振动，其重要的应用之一就是医疗超声波清洗。目前现有的超声波发生器可以实现双频或者三频，但是超声波频率较低，比较常用的频率为20KHZ、25KHZ、28KHZ、33KHZ、40KHZ、60KHz, IOOKHz或者以上频率尚未大量使用。但是要实现医疗的精密清洗，需要能实现高频率的超声波发生器。目前现有的三频超声波发生器采用的超声波是自激式型号发生器，如图I所示，信号取自超声波换能器的固有频率，信号通过放大后直接驱动超声波换能器产生超声波，不能完全实现超声波发生器和超声波换能器的良好匹配，使得现有的三频超声波发生器的 输出功率小、效率低，稳定性能不够好。
发明内容本实用新型克服上述缺点，采用它激式控制电路技术，可工作在40ΚΗζ、80ΚΗζ、120ΚΗζ，实现了超声波发生器在上述三种频率之间的任意切换，匹配器也可以使得超声波换能器有实时的良好的匹配，提高了工作稳定性和超声波发生器的效率，使其输出功率达到最大，使得超声波发生器可以实现更精密的清洗能力。为达此目的，本实用新型采用以下技术方案一种三频超声波发生器，包括信号发生部、信号驱动部、高频变压器、三频匹配器、三频变换控制部及输入显示部；所述信号发生部、所述信号驱动部、所述高频变压器和所述三频匹配器依次连接，所述三频变换控制部分别与所述输入显示部、所述信号发生部和所述三频匹配器连接；所述信号驱动部驱动所述信号发生部产生的超声波信号，通过所述高频变压器后产生高频交流电信号并输出至所述三频匹配器；所述输入显示部设置超声波信号工作频率，通过所述三频变换控制部的控制，所述信号发生部产生相应频率的超声波信号，并且通过所述三频变换控制部控制所述三频匹配器的切换，实现阻抗匹配，驱动超声波换能器；进一步的，所述三频超声波发生器，还包括过载保护部和输出信号取样部；所述输出信号取样部分别与所述过载保护部、所述输入显示部、所述信号发生部和所述高频变压器连接；所述高频变压器变压后产生的高频交流电信号反馈至所述输出信号取样部，如果所述输出信号取样部接收到的信号电流过大，则所述过载保护部对所述输出信号取样部进行限流，同时所述输出信号取样部向所述信号发生部发送停止信号，所述信号发生部接收到所述停止信号后停止产生超声波信号；如果所述输出信号取样部接收到的信号电流在正常范围，则所述输出信号取样部将信号输出至所述输入显示部显示；进一步的，所述信号发生部可以产生三种工作频率的超声波信号，分别为40ΚΗΖ、80KHz 和 120KHz ；进一步的，所述信号驱动部由两个或者四个N型MOS管组成；进一步的，所述高频变压器具有一电流互感器，所述电流互感器设置第一线圈和第二线圈；所述第一线圈一端接地，另一端反馈至所述输出信号取样部；所述第二线圈一端接地，另一端与所述三频匹配器连接；进一步的，所述输入显示部，包括输入部，设置超声波信号工作频率；显示屏，可设置超声波信号工作频率并通过所述输入部将信号发送至所述三频变换控制部，还可显示所述输出信号取样部的信号频率，监控三频超声发生器工作状况；进一步的，所述三频匹配器，包括控制开关，与所述三频变换控制部连接，通过所述控制开关的闭合，实现三种不同通路的选择；匹配电感，与所述高频变压器的所述线圈二连接，与所述控制开关连接，通过所述控制开关的选择，实现三种不同通路的阻抗匹配。·本实用新型通过采用它激式控制电路技术，可工作在40ΚΗΖ、80ΚΗζ、120ΚΗζ，实现了超声波发生器在上述三种频率之间的任意切换，匹配器也可以使得超声波换能器有实时的良好的匹配，提高了工作稳定性和超声波发生器的效率，使其输出功率达到最大，使得超声波发生器可以实现更洁净和精密的清洗能力。
图I为现有超声波发生器的原理图；图2为本实用新型具体实施例的三频超声波发生器的原理框图；图3为本实用新型具体实施例的三频超声波发生器的信号驱动部、高频变压器和三频匹配器的电路图。
具体实施方式
以下结合附图并通过具体实施方式
来进一步说明本实用新型的技术方案。如图2所示，为本实用新型具体实施例的三频超声波发生器的原理框图，包括信号发生部I、信号驱动部2、高频变压器3、三频匹配器4、三频变换控制部7及输入显示部8。所述信号发生部I、所述信号驱动部2、所述高频变压器3和所述三频匹配器4依次连接，所述三频变换控制部7分别与所述输入显示部8、所述信号发生部I和所述三频匹配器4连接；所述信号驱动部2驱动所述信号发生部I产生的超声波信号，通过所述高频变压器3后产生高频交流电信号并输出至所述三频匹配器4 ;所述输入显示部8设置超声波信号工作频率，通过所述三频变换控制部7的控制，所述信号发生部I产生相应频率的超声波信号，并且通过控制所述三频匹配器4的切换，实现阻抗匹配，驱动超声波换能器。此外，本具体实施例中的三频超声波发生器还包括过载保护部5和输出信号取样部6。所述输出信号取样部6分别与所述过载保护部5、所述显示部8、所述信号发生部I和所述高频变压器3连接；所述高频变压器3变压后产生的高频交流电信号反馈至所述输出信号取样部6，如果所述输出信号取样部6接收到的信号电流过大，则所述过载保护部5对所述输出信号取样部6进行限流，同时所述输出信号取样部6向所述信号发生部I发送停止信号，所述信号发生部I接收到所述停止信号后停止产生超声波信号，如果所述输出信号取样部6接收到的信号电流在正常范围，则将信号输出至所述显示部8显示。在本具体实施例中，所述输入显示部8由显示屏81和输入部82组成，作为优选，所述显示屏81为触摸式显示屏，可以显示三频超声波发生器的工作频率，也可以显示工作电流和工作电压，监控三频超声波发生器的工作状态；输入部82，可以通过所述触摸式显示屏81设置工作周期，即设置超声波信号的工作频率。图3为本实用新型具体实施例的三频超声波发生器的信号驱动部、高频变压器和三频匹配器的电路图，其中INl为所述信号发生部I产生的固定频率的超声波信号，所述信号驱动部2为半桥式电路，包括2个N型MOS管Ql和Q2 (Q3和Q4)，对超声波信号INl进行开关控制，Ql和Q2 (Q3和Q4)根据超声波信号INl的波形工作在开或者关的状态。所述信号驱动部2的信号输出到所述高频变压器3的所述电流互感器Tl，所述电流互感器Tl设置线圈LI和L2 ;所述线圈LI 一端接地，另一端信号OUT反馈至所述输出信 号取样部6，所述线圈LI为所述输出信号取样部6提供频率和电流信息，并且通过所述显示部8显示；所述线圈L2 —端接地，另一端与所述三频匹配器4连接。所述三频匹配器4包括控制开关电路K1-K3，每个控制开关电路又由继电器和开关组成，所述控制开关电路K1-K3与所述三频变换控制部7连接，IN2为所述三频控制部7产生的控制信号，通过对所述控制开关电路的控制，实现不同通路的选择；匹配电感，包括第一匹配电感(I)、第二匹配电感(12)、第三匹配电感(123)，所述第一匹配电感的一端与所述高频变压器3的所述线圈L2的一端连接，通过所述控制开关电路的选择，实现不同通路的阻抗匹配。当三频超声波发生器的工作频率为40KHz时，如图2、3所示，通过所述显示部8的所述触摸式显示屏81设置超声波的工作频率为40KHz，则所述显示部8的所述输入部82将40KHz的超声波信号发送至所述三频变换控制部7，在这里所述三频控制部7可以理解为一单片机，通过单片机I/O接口与所述信号发生部I和所述三频匹配器4连接。所述信号发生器I由它激式PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽带调制)控制芯片和电阻、电容组成的充放电回路组成(图中未示出)。当工作频率设置为40KHz时，所述三频控制部7会根据设置的工作周期，控制所述信号发生器I的内部阻抗，选择合适的通路，使得所述信号发生部I产生频率为40KHz的超声波信号。当工作频率设置为40KHz时，所述三频控制部7会根据设置的工作周期，控制所述三频匹配器4，使得所述三频匹配器4和所述信号发生器I同步工作，具体的，当工作频率设置为40KHz时，所述三频匹配器4中的控制开关Kl导通，相对应的匹配电感为所述第三匹配电感(123)，则完成了超声波信号的匹配，可以驱动换能器9，使得超声波换能器9有实时良好的匹配，提高了超声波发生器的效率，使其输出功率达到最大。当工作频率从40KHz切换到80KHz时，所述三频控制部7会根据设置的工作周期，控制所述信号发生器I的内部阻抗，选择合适的通路，使得所述信号发生部I产生频率为80KHz的超声波信号。所述电流计算和三频控制部7会根据设置的工作周期，控制所述信号发生器I的阻抗，选择合适的通路，使得所述信号发生部I产生频率为SOKHz的超声波信号。所述三频控制部7会根据设置的工作周期，控制所述三频匹配器4，使得所述三频匹配器4和所述信号发生器I同步工作，具体的，当工作频率切换到SOKHz时，所述三频匹配器4中的控制开关K2导通，相对应的匹配电感为所述第二匹配电感(12)，则完成了超声波信号的匹配，可以高效率的驱动换能器9。当工作频率切换到120ΚΗΖ时，所述三频控制部7会根据设置的工作周期，控制所述信号发生器I的内部阻抗，选择合适的通路，使得所述信号发生部I产生频率为120ΚΗΖ的超声波信号。所述电流计算和三频控制部7会根据设置的工作周期，控制所述信号发生器I的阻抗，选择合适的通路，使得所述信号发生部I产生频率为120ΚΗΖ的超声波信号。所述电流计算和三频控制部7会根据设置的工作周期，控制所述三频匹配器4，使得所述三频匹配器4和所述信号发生器I同步工作，具体的，当工作频率切换到120ΚΗΖ时，所述三频匹配器4中的控制开关Κ3导通，相对应的匹配电感为所述第一匹配电感(I)，则完成了超声波信号的匹配，可以高效率的驱动换能器9。本实用新型通过采用它激式控制电路技术，可工作在40ΚΗΖ、80ΚΗζ、120ΚΗζ，实现了超声波发生器在上述三种频率之间的任意切换，匹配器也可以使得超声波换能器有实时的良好的匹配，提高了工作稳定性和超声波发生器的效率，使其输出功率达到最大，使得超 声波发生器可以实现更洁净和精密的清洗能力。以上仅是针对本实用新型的具体实施例及其技术原理所做的说明，而并非对本实用新型的技术内容所进行的限制，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型所公开的技术范围内，所容易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种三频超声波发生器，其特征在于，包括 信号发生部、信号驱动部、高频变压器、三频匹配器、三频变换控制部及输入显示部； 所述信号发生部、所述信号驱动部、所述高频变压器和所述三频匹配器依次连接，所述三频变换控制部分别与所述输入显示部、所述信号发生部和所述三频匹配器连接； 所述信号驱动部驱动所述信号发生部产生的超声波信号，通过所述高频变压器后产生高频交流电信号并输出至所述三频匹配器；所述输入显示部设置超声波信号工作频率，通过所述三频变换控制部的控制，所述信号发生部产生相应频率的超声波信号，并且通过所述三频变换控制部控制所述三频匹配器的切换，实现阻抗匹配，驱动超声波换能器。
2.根据权利要求I所述的三频超声波发生器，其特征在于，还包括 过载保护部和输出信号取样部； 所述输出信号取样部分别与所述过载保护部、所述输入显示部、所述信号发生部和所述高频变压器连接；所述高频变压器隔离，变压后产生的高频交流电信号反馈至所述输出信号取样部，如果所述输出信号取样部接收到的信号电流过大，则所述过载保护部对所述输出信号取样部进行限流，同时所述输出信号取样部向所述信号发生部发送停止信号，所述信号发生部接收到所述停止信号后停止产生超声波信号；如果所述输出信号取样部接收到的信号电流在正常范围，则所述信号取样部将信号输出至所述输入显示部显示。
3.根据权利要求I或者2所述的三频超声波发生器，其特征在于，所述信号发生部产生三种工作频率的超声波信号，分别为40KHz、80KHz和120KHz。
4.根据权利要求3所述的三频超声波发生器，其特征在于，所述信号驱动部由两个或者四个N型MOS管组成。
5.根据权利要求4所述的三频超声波发生器，其特征在于，所述高频变压器具有一电流互感器，所述电流互感器设置第一线圈和第二线圈；所述第一线圈一端接地，另一端反馈至所述输出信号取样部；所述第二线圈一端接地，另一端与所述三频匹配器连接。
6.根据权利要求5所述的三频超声波发生器，其特征在于，所述输入显示部，包括 输入部，设置超声波信号工作频率； 显示屏，设置超声波信号工作频率并通过所述输入部将信号发送至所述三频变换控制部，显示所述输出信号取样部的信号频率，监控三频超声发生器工作状况。
7.根据权利要求6所述的三频超声波发生器，其特征在于，所述三频匹配器，包括 控制开关，与所述三频变换控制部连接，通过所述控制开关的闭合，实现三种不同通路的选择； 匹配电感，与所述高频变压器的所述第二线圈连接，与所述控制开关连接，通过所述控制开关的选择，实现三种不同通路的阻抗匹配。
专利摘要本实用新型公开了一种三频超声波发生器，包括信号发生部、信号驱动部、高频变压器、三频匹配器、三频变换控制部及输入显示部；信号发生部、信号驱动部、高频变压器和三频匹配器依次连接，三频变换控制部分别与输入显示部、信号发生部和三频匹配器连接；信号驱动部驱动信号发生部产生超声波信号，通过高频变压器后产生高频交流电信号并输出至三频匹配器；输入显示部设置超声波信号工作频率，通过三频变换控制部控制，信号发生部产生相应频率的超声波信号，并通过三频变换控制部控制三频匹配器的切换，实现阻抗匹配，驱动超声波换能器；本实用新型实现了超声波发生器在三种频率间切换，匹配良好，提高了工作稳定性和效率，具有更精密的清洗能力。
文档编号B06B1/02GK202700773SQ20122039373
公开日2013年1月30日 申请日期2012年8月9日 优先权日2012年8月9日
发明者周治任, 唐日凡 申请人:深圳市美雅洁技术股份有限公司